Ein Vorteil der Glühlampe ist, dass sie stufenlos [[Dimmer|gedimmt]] werden kann. Viele Energiesparlampen (insbesondere [[Kompaktleuchtstofflampe]]n, teilweise LED-Lampen) sind nicht dimmbar; einige sind stufenweise dimmbar; stufenlos dimmbare Energiesparlampen sind jedoch deutlich teurer. Nachteilig ist der starke Rückgang der Lichtausbeute beim Dimmen einer Glühlampe.
Ein weiterer Vorteil ist die sofortige volle Helligkeit, sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen. Demgegenüber ist die Helligkeit der meisten Energiesparlampen temperaturabhängig, die volle Helligkeit stellt sich bei Kompaktleuchtstofflampen erst verzögert ein.<!-- Das erfordere für einige Anwendungen (zum Beispiel Treppenhausbeleuchtung) den Einsatz spezieller Energiesparlampen oder LED-Leuchtmittel, die ebenfalls keine merkbare Einschaltverzögerung zeigen.--thema verfehlt--> Insbesondere LED-Lampen vertragen keine hohen Umgebungstemperaturen.
Glühlampen funktionieren mit jeder Frequenz (bis > 100 MHz<ref>{{Internetquelle |autor=Sascha Laue, Michael Schüler, Henry Westphal |url=https://www.emsp.tu-berlin.de/fileadmin/fg232/Lehre/MixedSignal/Dateien/High_Speed_1/04_Oszillatoren_50_140_MHz.pdf |titel=Die Oszillatoren 50..70MHz und 140 MHz |datum=2005 |format=PDF |sprache=de |abruf=2021-02-11}}</ref>) und auch mit [[Gleichstrom]] ([[Allgemeine Ersatzstromversorgung|Notstromanlagen]], Automobile).<!--Nur noch wenige Energiesparlampentypen mit Drossel[[vorschaltgerät]]es funktionieren nur mit der Frequenz, für die sie gebaut wurden, zum Beispiel 50 Hz, nicht jedoch mit Gleichspannung.
In den meisten Fällen funktionieren alle aktuellen, gewöhnliche Energiesparlampen auch an Gleichspannung, da übliche elektronische Vorschaltgeräte die Netzwechselspannung ohnehin gleichrichten.
Mögliche Hochfrequenzabstrahlung der Vorschaltgeräte ist in die Kritik geraten. Gütesiegel für besonders strahlungsarme Lampen sind in Vorbereitung.--thema verfehlt-->
Glühlampen werden außer zur Beleuchtung weiterhin verwendet:
* Nahinfrarot- bzw. Wärmestrahler (z. B. zur Lacktrocknung, Tierhaltung, in der Fixierwalze von Laserdruckern und [[Elektrofotografie#Fixierung|Xerox-Kopierern]], in [[Thermokopierer]]n)
* Signalisation (Ampeln, Durchgangsprüfer usw.)
* [[Kaltleiter]] (Überlastsicherung,<ref>{{Internetquelle |url=https://www.amazona.de/workshop-praxistipps-fuer-die-klein-pa/ |titel=Workshop: Praxistipps für die Klein-PA |werk=amazona.de |datum=2017-11-25 |sprache=de |abruf=2021-02-11}}</ref> Amplitudenregelung<ref>E. Böhmer, D. Ehrhardt, W. Oberschelp: ''Elemente der angewandten Elektronik – Kompendium für Ausbildung und Beruf''. Springer-Verlag, 2010, S. 208; 506 Seiten. Stabilisierung von [[Wien-Robinson-Brücke#Oszillator|RC-Oszillatoren]]</ref>)
* Strahlungsquelle in [[Spektrometer]]n
=== Lebensdauer ===
[[Datei:Gluelebensdauerrp-de.svg|mini|hochkant=1.5|Lebensdauer und Helligkeit in Abhängigkeit von der Betriebsspannung (nicht gültig für Halogenlampen)]]
Die [[Haltbarkeit (Technik)|Lebensdauer]] einer Glühlampe sinkt mit steigender Lichtausbeute, bedingt durch die höhere Glühfadentemperatur drastisch ab. Bei 2700 K erreichen konventionelle Glühlampen eine Standzeit von etwa 1000 Stunden, bei 3400 K (Studiolampen) nur wenige Stunden. Wie das Diagramm zeigt, verdoppelt sich die [[Helligkeit]], wenn man die Betriebsspannung um 20 % erhöht. Gleichzeitig reduziert sich die Lebensdauer um 95 %. Eine Halbierung der Betriebsspannung (zum Beispiel durch Reihenschaltung zweier gleichartiger Glühlampen) verringert demnach zwar die Lichtausbeute, verlängert aber die Lebensdauer um mehr als das Tausendfache.
{{Anker|Betriebsspannung}}
Sind die Kosten für das Auswechseln einer Lampe hoch (Ersatzbeschaffung, Montage), kann zu Gunsten einer höheren Lebensdauer auf eine hohe Lichtausbeute verzichtet und die Betriebsspannung abgesenkt werden. Signallampen sind meist umständlich zu wechseln oder sollen möglichst selten ausfallen. Hier werden Glühlampen oft bei geringer Lichtausbeute betrieben.
Die Lebensdauer einer Glühlampe endet nicht durch gleichmäßiges Abdampfen von Wendelmaterial, sondern durch das Durchbrennen an einer Stelle. Grund ist eine Instabilität, die mit der Zunahme des elektrischen Widerstandes mit der Temperatur zusammenhängt: Stellen des Glühfadens, die nur wenig dünner sind und sich beim Einschalten zunächst nur aufgrund der höheren Stromdichte schneller aufheizen, haben dann auch noch aufgrund ihrer Übertemperatur einen höheren Widerstand, heizen sich kurzzeitig extrem auf und verlieren dabei etwas Material durch Verdampfen. Beim nächsten Einschalten verschärft sich das Problem. Beim letzten Einschalten kann sich von der Unterbrechungsstelle ausgehend ein [[Störlichtbogen]] bilden, der sich bis zu den Anschlussdrähten ausbreiten kann und ohne sonstige Schutzmaßnahmen zur Auslösung der übergeordneten [[Überstromschutzeinrichtung]] führen kann. Um die Auslösung der übergeordneten Schutzeinrichtung zu vermeiden, haben manche Glühlampen eine entsprechend dimensionierte [[Schmelzsicherung#Geräteschutzsicherungen_(Feinsicherungen)|Feinsicherung]] im Sockel eingebaut.
Eine Möglichkeit, die Lebensdauer zu verlängern, ist daher die Begrenzung des [[Einschaltstrom]]s oder die in der Veranstaltungstechnik häufig angewandte ''Vorheizung'' (englisch {{lang|en|''[[Pre Heat]]''}}) durch einen permanenten Stromfluss knapp unterhalb der Leuchtschwelle.
Die Ausfallwahrscheinlichkeit von Glühlampen lässt sich durch eine [[Exponentialverteilung]] oder, mit Berücksichtigung der Historie, durch eine [[Weibull-Verteilung]] beschreiben.
==== Kompromiss zwischen Lebensdauer und Lichtausbeute ====
Die Dimensionierung von Glühlampen bei gegebener Betriebsspannung ist ein Kompromiss zwischen Lebensdauer und Lichtausbeute und ergibt sich laut der Hersteller neben den technologischen Fähigkeiten der verschiedenen Hersteller wesentlich aus der vorgesehenen Anwendung.
Durch eine Füllung mit dem teuren [[Edelgas]] Krypton wird die Abdampfrate verringert und bei den herstellungstechnisch anspruchsvolleren Halogen-Glühlampen wird sogar ein gewisser Rücktransport des abgedampften Wolframs erreicht. Entscheidenden Einfluss hat jedoch die Temperatur und die Dicke des Glühfadens.
Eine übliche 60-W-Allgebrauchsglühlampe für 230 V mit 1000 h Lebensdauer erzeugt z. B. einen Lichtstrom von 710 [[Lumen (Einheit)|lm]], also 11,8 lm/W.<ref>[https://www.gluehbirne.de/10-x-Osram-Gluehbirne-60W-E27-klar-Gluehlampe-60-Watt-Gluehbirnen-GluehlampenAllgebrauchsgl%C3%BChlampe 10 x Osram Glühbirne 60W E27 klar Glühlampe 60 Watt Glühbirnen Glühlampen], auf gluehbirne.de</ref>
Eine 60-W-Glühlampe für Signalanwendungen mit 8000 Stunden Lebensdauer erzeugt 420 lm (7 lm/W); eine mit 14 000 Stunden Lebensdauer 380 lm (6 lm/W)<ref>[https://www.osram.de/osram_de/produkte/lampen/speziallampen/anzeige-und-signallampen/hochvolt-kryptonlampen-longlife-fuer-strassenverkehr/index.jsp Datenblatt der OSRAM SIG 154x LL] (PDF; 127 kB)</ref>
Niedervolt-Glühlampen schneiden hinsichtlich Lebensdauer und Effizienz günstiger ab.
Signallampen („Sig“) beispielsweise für Lichtsignale mit dem Bajonettsockel BA 20d und Betriebsspannungen zwischen 12 und 50 V erzielen z. B. eine Lichtausbeute um 13 lm/W und haben eine mittlere Lebensdauer von 8000 bis 12 000 Stunden.<ref>{{Webarchiv |url=http://www.mercateo.at/pdf/SIL/10100305842878.pdf |text=mercateo.at |format=PDF |wayback=20160304091645}}</ref><ref>{{Webarchiv |url=http://www.mercateo.com/pdf/SIL/osramhv.pdf |text=mercateo.com |format=PDF |wayback=20160304054359}}</ref> Der Vorteil einer geringeren Speisespannung ist in diesem Fall eine durch dickeren Draht mechanisch stabilere Wendel, die ihre Form im Betrieb nicht verändert. Die Wendel für Spannungen zwischen 30 und 50 Volt neigen nach längerer Betriebszeit zum Durchhängen, was aufgrund der engen Fokussierung des Lichtaustritts zu einer verschlechterten Sichtweite führt. Deshalb wird die Spannung der Lampenstromkreise etwa seit den 1960ern direkt am Signal heruntertransformiert.
Die übliche Lebensdauer von Glühlampen unterscheidet sich erheblich. So haben in der EU übliche Lampen für 230 V eine Lebensdauererwartung von 1000 Stunden. In den USA (Netzspannung 120 V) werden auch Lampen mit bis zu 20 000 Stunden Lebensdauererwartung angeboten.<ref>{{Webarchiv |url=http://www.aerolights.com/index.html |text=aerolights.com |wayback=20150316062939}}</ref> Die Lichtausbeute einer solchen 60-Watt-Glühlampe beträgt allerdings nur 9,6 lm/W.
Halogenglühlampen werden mit ca. 50 bis 6000 h Lebenserwartung angeboten, für [[Verkehrsampel]]n mit bis zu 15 000 Stunden. Entsprechend breit streut die Lichtausbeute.
Bei gleicher Leistung haben Glühlampen für geringere Nennspannung einen dickeren Glühfaden und damit eine höhere Lebensdauer. Umgekehrt lässt sich mit Niedervolt-Glühlampen bei gleicher Lebensdauer eine höhere Lichtausbeute erzielen. Die tatsächlich erreichte Lebensdauer hängt jedoch deutlich von den Einsatzparametern ab:
* Genaue Einhaltung der Nennspannung (die mögliche Netz-Plustoleranz von 15 % verkürzt die Lebensdauer auf weniger als ein Fünftel)
* Erschütterungen im Betrieb
* Umgebungstemperatur
* Häufiges Aus- und Einschalten: vorzugsweise ein bereits dünn gewordener Teil des Glühfadens wird aufgrund dessen geringerer Wärmekapazität beim Einschalten zerstört. Aufgrund des geringen Widerstandes des restlichen noch kalten Glühfadens ([[Kaltleiter]]effekt) fließt überdies im ersten Moment ein besonders hoher Strom.
Für Anwendungen, bei denen das Auswechseln aufwendig oder eine hohe Zuverlässigkeit erforderlich ist, gibt es Glühlampen, die eine lange Lebensdauer, verbunden mit einer ähnlich geringen Lichtausbeute wie frühe Glühlampen, erreichen: Sogenannte ''Sig-Lampen'' erreichen 14 000 h mittlere Lebensdauer (Hochvolt-Kryptonlampen).<ref>[https://www.osram.de/osram_de/produkte/lampen/speziallampen/anzeige-und-signallampen/hochvolt-kryptonlampen-longlife-fuer-strassenverkehr/index.jsp osram.de]</ref>
Die Lebensdauer von [[Projektor]]-Glühlampen beträgt hingegen aufgrund der hohen Glühfadentemperaturen (hohe Effizienz und Leuchtdichte) oft nur 50 bis zu wenigen 100 Stunden. Projektor-Halogen-Lampen für 24 V/250 W erreichen bei einer Lebensdauer von 50 Stunden einen Lichtstrom von 10 000 lm (40 lm/W).<ref>{{Internetquelle |url=https://www.lighting.philips.com/main/prof/conventional-lamps-and-tubes/special-lamps/optical-medical-equipment/halogen/halogen-non-reflector/924006520503_EU/product |titel=7748XHP EHJ-S 250W G6.35 24V |hrsg=Philips |abruf=2021-02-11}}</ref> Für Fotoaufnahmen und Belichtung von Fotomaterial gab es bereits früher konventionelle, mattierte Spezialglühlampen mit großem Kolben (zum Beispiel OSRAM Nitraphot S), die eine für Glühlampen sehr hohe Farbtemperatur von 3400 K erreichen. Diese Lampen haben einen Lichtstrom von etwa 4200 lm bei 200 W, also die bis zu vierfache Lichtausbeute einer hinsichtlich Leistung und Nennspannung vergleichbaren Allgebrauchs-Glühlampe, sowie die doppelte einer Halogenglühlampe mit einer Lebensdauer von 2000 Stunden.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.radium.de/de/produkte/halogenlampe-mit-huellkolben-klar-rjh-td-205w240ce27 |titel=Halogenlampe mit Hüllkolben, klar, RJH-TD 205W/240/C/E27 {{!}} Radium.de |abruf=2021-02-11}}</ref><!--, außerdem darf die Lampe nur wenige Minuten durchgehend betrieben werden, da sonst der Glühfaden schmilzt--Quelle?-->
[[Kraftfahrzeug]]-Glühlampen wiederum sind statt für ihre Nennspannung von 12 oder 24 V für die 14 oder 28 V des Bordnetzes ausgelegt. Die Betriebsspannung von [[Kleinspannung|Niedervolt]]-Halogen-Anlagen für Halogenglühlampen einer Nennspannung von 12 V beträgt demgegenüber oft nur 11,5 V.
Die auf durchschnittlich 1000 h begrenzte Lebensdauer bei Allgebrauchsglühlampen wird im Dokumentarfilm ''[[Kaufen für die Müllhalde]]'' von [[Cosima Dannoritzer]] auf Absprachen des weltumspannenden [[Phoebuskartell]]s aus den 1920er Jahren zurückgeführt, unter damaliger Federführung von [[General Electric]]. Die Begrenzung wird regelmäßig als Beispiel für [[Obsoleszenz#Obsoleszenzmanagement|geplante Obsoleszenz]] genannt. Das Kartell wurde 1941 offiziell aufgelöst; 1953 wurden die Betreiber rechtmäßig verurteilt und ihnen unter anderem die Reduzierung der Lebensdauer von Glühlampen verboten.<ref name="Dannoritzer">[https://www.imdb.com/title/tt1825163 Dokumentarfilm] (IMDb) von [[Cosima Dannoritzer]], [[Kaufen für die Müllhalde]], 75 Minuten, 2010. [https://vimeo.com/148891164 vimeo.com]</ref> Die übliche Lebensdauer von Allgebrauchslampen ist jedoch weiterhin 1000 h.
==== Beispiele für längere Lebensdauer ====
[[Datei:Livermore Centennial Light Bulb.jpg|mini|Die Kohlefaden-Glühlampe in Livermore im November 2013]]
Das [[Centennial Light]] (englisch ''hundertjähriges Licht'') leuchtet seit 1901 fast ununterbrochen in der [[Feuerwehrhaus|Feuerwache]] von [[Livermore (Kalifornien)|Livermore]] im US-Bundesstaat [[Kalifornien]].<ref>Webcam: [https://www.centennialbulb.org/cam.htm Livermore’s Centennial Light Live Cam]</ref> Von dieser 60-Watt-Kohlefadenlampe heißt es jedoch, sie „scheine zurzeit mit 4 Watt“.<ref>[https://www.centennialbulb.org/facts.htm Livermore’s Centennial Light Facts]</ref>
1928 fanden Bauarbeiter in einem Theater in [[Glasgow]] hinter einer vermauerten Tür einen vergessenen Raum, in dem sich eine brennende Glühlampe und ein Kalender aus dem Jahr 1906 befanden; die Lampe leuchtete also wahrscheinlich 22 Jahre lang ununterbrochen. Unter dem Pseudonym Michael Gesell schrieb [[Otto Ernst Hesse]] am 7. Juni 1928 in der [[Vossische Zeitung|Vossischen Zeitung]] darüber:
{{Zitat
|Text=Der Verbrauchsanspruch dieser Wunderlampe scheint in diesen Jahren nicht besonders gestiegen zu sein. Sonst hätte – nach den Theorien der Elektrotechniker – das Theater gewiß<!-- sic! --> mittlerweile wegen zu hoher Elektrizitätsrechnungen pleite<!-- sic! --> gemacht.
|Autor=Artikel von 1928
|ref=<ref>''Bagatellen – Die Wunderlampe''. In: ''[[Vossische Zeitung]]'', Nr. 265, 7. Juni 1928.</ref>}}
1981 begann die ungarische Firma [[Tungsram]] mit der Produktion einer „Resista“ genannten Glühbirne, die eine Lebensdauer von 2500 Stunden aufwies und in den Folgejahren unter der Bezeichnung „Langlebensdauer-Glühlampe“ auch vom DDR-Leuchtmittelhersteller [[Narva (Leuchtmittel)|Narva]] hergestellt wurde. Chinesische Glühlampen besitzen sogar eine Regellebensdauer von 5000 Stunden.<ref>[https://gluehbirne.ist.org/lebensdauer.php Resista brennt 2500 Stunden.] gluehbirne.ist.org; abgerufen am 24. März 2021.</ref><ref>[http://stewave.lighting/files/narva_katalog_1990.pdf NARVA-Produktkatalog 1990, S.4.] (PDF) stewave.lighting; abgerufen am 24. März 2021</ref><ref>Helmut Höge: [https://blogs.taz.de/hausmeisterblog/2006/12/11/siemens-und-das-elektrokartell-iea/ ''Siemens und das Elektrokartell IEA''.] In: taz-blogs, 11. Dezember 2006; abgerufen am 24. März 2021.</ref>
== Glühlampentypen im Vergleich ==
== Glühlampentypen im Vergleich ==
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=== Spezial-Glühlampen ===
=== Spezial-Glühlampen ===
[[Datei:Osram oven lamp, 230V, 25W, E14 Edison screw-9897.jpg|mini|hochkant|Backofen-Glühlampe von Osram]]
Für besondere Anwendungsfälle werden Speziallampen in der Bauform wie die Allgebrauchsglühlampe mit Edison- oder mit Bajonett-Sockel hergestellt. Stoßfeste Lampen haben eine speziell verstärkte Wendelkonstruktion und sind für beliebige Brennstellung sowie für eine höhere Lebensdauer (typisch 2000 Stunden) ausgelegt.<ref>{{Internetquelle |url=http://datasheets.emcc-europe.com/datasheets/download.php/Germany_(de,de)_-_Lampen,_Vorschaltgeräte,_Leuchten/Allgebrauchslampen/Speziallampen/Stoßfeste_Normallampen.pdf |titel=Speziallampen, Stoßfeste Normallampen |hrsg=Philips |datum=2012-08-12 |format=PDF |offline=2018-03-25 |abruf=2012-08-22}}</ref> Die Überprüfung der Stoßfestigkeit erfolgt bei Produkten namhafter Hersteller durch unabhängige Prüfinstitute. Die typischen Anwendungsbereiche solcher Speziallampen sind Anwendungen mit rauen Betriebsverhältnissen, wie bei Industrie, Schifffahrt, Bergbau oder Arbeitsbeleuchtung in Wartungsbereichen und Automobilwerkstätten. Stoßfeste Lampen sind durch das Kürzel „sp“<ref>{{Internetquelle |url=https://www.dial.de/DIAL/de/licht/download.html?no_cache=1&tx_drblob_pi1%5BdownloadUid%5D=17 |titel=Lampenbezeichnungssystem LBS |titelerg=Einheitliches System zur Bezeichnung elektrischer Lampen für die Allgemeinbeleuchtung |werk=LBS_gesamt_2010-07-28 |hrsg=ZVEI: Licht |format=PDF |offline=1 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20111121073545/http://www.dial.de/DIAL/de/licht/download.html?no_cache=1&tx_drblob_pi1%5BdownloadUid%5D=17 |archiv-datum=2011-11-21 |abruf=2012-08-22}}</ref> (für die Ausführungsform) in der Leuchtmittelbezeichnung gekennzeichnet.
Ein weiterer Spezialeinsatzfall ist die Innenbeleuchtung von Backöfen. Hier treten erhöhte Umgebungstemperaturen auf, die von anderen Leuchtmitteln nicht vertragen werden. Entsprechende Glühlampen sind für eine Einsatztemperatur von bis zu 300 °C spezifiziert.<ref>z. B. OSRAM-Typ ''SPC.P OVEN FR 40 W 240 V E14''</ref>
s. [[Glühlampen (spezial)]]
Weiterhin werden sogenannte Sig-Lampen gefertigt (Glühlampen für Signalzwecke). Sie haben für Netzspannung zum Beispiel eine Lebensdauer von 14 000 Stunden und eine Lichtausbeute von lediglich 7,8 lm/W.<ref>Osram Typ SIG 1546 LL CL 100W 235V E27</ref> Die Gasfüllung besteht aus Krypton.
Für Niederspannung für Anwendungen im Schienen- und Straßenverkehr werden konventionelle und auch Halogen-Glühlampen gefertigt, die teilweise Lichtausbeuten von unter 5 lm/W haben.<ref>[https://www.osram.de/ Produktspektrum Osram Signallampen] osram.de; abgerufen im Januar 2020</ref>
Solche Speziallampen haben typischerweise einen geringen Wirkungsgrad und sind teurer.
Spezial-Glühlampen sind nicht von der EU-Lampenverordnung betroffen.
Bilux.jpg|H4 Bilux-Halogen­glüh­lam­pe mit Glüh­wen­deln für Fern­licht (Mit­te) und Ab­blend­licht (rechts in der Blech­blen­de)
Halogen lamp 230V.jpg|Halo­gen-Glüh­lam­pe 230 V mit Stan­dard­so­ckel E27
Enigma-Glühlämpchen.jpg|Glüh­lämp­chen, wie sie früher bei­spiels­weise für [[Taschenlampe|Taschen­lampen]] genutzt wurden
Blinkgluehlampe Bimetall animated.gif|Blinken­des Glüh­lämp­chen mit Bi­me­tall­schal­ter (die Ani­ma­tion in Zeit­lupe zeigt den Au­gen­blick, in dem der Schal­ter öffnet)
</gallery>
Neben besonderen Kolbenformen, dem verwendeten Material (zum Beispiel mattiert oder aus [[Opalglas]] gefertigt) und der gewählten Einfärbungen gibt es folgende Sonderformen:
* Bilux-Lampen: Sie werden in [[Fahrzeugscheinwerfer]]n verwendet und besitzen einen freien ([[Fernlicht]]) und einen mit einer Blende ([[Abblendlicht]]) versehenen Glühfaden mit ähnlicher Leistungsaufnahme.
* Glühlampen mit zwei Glühwendeln unterschiedlicher Leistung (Zweifadenlampen, zum Beispiel als Kombination [[Rücklicht]]/[[Bremslicht]] oder mit Haupt- und Ersatzfaden.)
* Glühlampen mit Innenreflektor
** Projektionslampen mit Wendel im [[Fokus|Brennpunkt]] einer Innenverspiegelung
** Sogenannte ''Kuppelspiegellampen'' oder '''Kopfspiegellampen''' (KSL) mit Glühwendel im Mittelpunkt einer spiegelnden Halbkugelschale
* Wolframbandlampen: Sie besitzen ein Band statt einer Glühwendel; Einsatz als Strahlungsnormal oder in älteren [[Pyrometer]]n (visueller Vergleich der [[Leuchtdichte]] und der [[Farbtemperatur]] mit der des Messobjektes)
* Hochtemperatur-[[Heizstrahler]]: Glühwendel mit relativ niedriger Betriebstemperatur, angeordnet in einem oft teilweise verspiegelten Glaskolben, der in Abstrahlrichtung vorrangig den Infrarot-Anteil passieren lässt ([[Infrarot-Behandlung|Rotlicht]])
* Glühlampen zu Heizzwecken: zum Beispiel stabförmige Halogen-Glühlampen in der Fixierwalze von [[Xerox]]-Kopierern und [[Laserdrucker]]n
* Stabförmige Halogen-Glühlampen von etwa 70 bis 300 (häufig 118) mm Länge mit endständigen, muldenförmigen Anschlusskontakten (eingekittet in eine Keramikhülse („Halogenstab“)) mit Leistungen von etwa 100–2000 W: Eine gestreckte Einfach- oder Doppelwendel befindet sich mit Abstandshaltern (aus Draht oder Glaseinbuchtungen) in einem Quarzglas-Rohr, Einsatz in Lichtstrahlern auf Baustellen oder in Deckenflutern.
* [[Kaltlichtspiegellampe]]n: Sie besitzen einen externen [[Dichroitischer Spiegel|dichroitischen Reflektor]], der nur sichtbares Licht reflektiert, Infrarot jedoch passieren lässt (Anwendung: Niedervolt- und Hochvolt-Halogenglühlampen, Projektionslampen).
* [[Linienlampe]]n sind im Prinzip große [[Soffittenlampe]]n für Netzspannung aus langgezogenen Glasröhren, meist opak, mit einem Glühfaden über die ganze Länge. Linienlampen sind typisch nur 30–60 cm kurz und haben radial von der Röhrenachse abstehende Sockel, entweder einen zweipoligen in der Mitte oder zwei einpolige nahe den Rohrenden, die Kontakte sind leicht kuppelförmig ausgebildet. ([[Leuchtstoffröhre]]n sind hingegen bis 150 cm lang, haben die Kontaktierung axial, an jedem der Enden in aller Regel jeweils durch je ein Stiftepaar, das axial aus den Fassungen herausragt und sind so gut zu unterscheiden.)
* Pisellokerzen / Mini‑Stecklampen: kleine Glühlampen in Kerzenform häufig für [[Lichterkette (Beleuchtung)|Weihnachtslichterketten]], im Handel übliche Bezeichnung „Pisello“.
Bei blinkenden Glühlampen ist manchmal in Serie mit dem Glühfaden ein [[Temperaturschalter|Bimetallschalter]] angeordnet. Diese Ausführung ist zum Beispiel in älteren Warnlampen oder Leuchtstäben zum [[Martinstag]] anzutreffen. Im kalten Zustand ist dieser Schalter geschlossen. Durch die Wärmeeinwirkung des Glühfadens und der [[Wärmekapazität]] des [[Bimetall]]s verbiegt sich das Schaltelement und öffnet eine Kontaktstelle. Der Stromfluss wird unterbrochen und die Glühlampe erlischt. Nach ausreichender Abkühlung schließt der Kontakt wieder, der Glühfaden leuchtet wieder und erwärmt dadurch erneut das Schaltelement, der Vorgang beginnt von vorne, die Lampe blinkt.
== Umweltaspekte und Verbote ==
== Umweltaspekte und Verbote ==
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== Zukunft ==
== Zukunft ==
=== Weiterentwicklung ===
s. Glühlampe (Zukunft)
Aktuell angewandte oder untersuchte Verfahren der Steigerung der Lichtausbeute der Glühlampe sind neben dem Halogenverfahren u. a. folgende:
* selektive Steigerung des Emissionsgrades des Glühfadens im sichtbaren Spektralbereich mittels [[photonischer Kristall]]strukturen
* selektive Rückreflexion unerwünschter Spektralanteile auf den Glühfaden mittels photonischer Kristallstrukturen oder mit [[Interferenzspiegel]]n<ref>{{Internetquelle |url=https://www.scinexx.de/news/technik/kommt-die-wiederauferstehung-der-gluehbirne/ |titel=Kommt die Wiederauferstehung der Glühbirne? Neue Technik könnte Lichtausbeute von Glühlampen auf rund 40 Prozent steigern |werk=scinexx.de |datum=2016-01-11 |sprache=de |abruf=2021-02-11}}</ref>
* Verwenden von Füllgasen hoher Atommasse, dadurch geringerer Wärmetransport und verringerte Abdampfrate des Wolframs
Praxistauglich sind bisher nur die Infrarot reflektierende Beschichtung des Glaskolbens und die Füllung mit Krypton oder Xenon.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.osram.de/cb/?search_result=/osram_de/suche/advanced_search.jsp?action=dosearch&inp_searchterm_1=xenon+irc&website_name=osram_de |titel=IRC-Verfahren und Xenonfüllung von Halogenlampen |abruf=2021-02-11}}</ref>
=== Alternativen zur Glühlampe ===
[[Datei:E27 with 38 LCD.JPG|mini|[[Leuchtdiode]]n in einer E27-Fassung für 230 V]]
==== Elektrische Lichtquellen ====
[[Lichtquelle]]n mit besseren [[Wirkungsgrad]]en oder einer höheren Lichtausbeute sind zum Beispiel [[Gasentladungslampe]]n ([[Leuchtstofflampe]]n, [[Quecksilberdampflampe]]n, [[Natriumdampflampe]]n, [[Halogen-Metalldampflampe]]n). Diese haben zwar ebenfalls häufig Edisonsockel, benötigen jedoch [[Vorschaltgerät]]e zum Betrieb und sind daher nicht direkt im Austausch gegen Glühlampen verwendbar.
Als direkter Ersatz für (Haushalts-)Glühlampen bieten sich [[Kompaktleuchtstofflampe]]n mit im Sockel integriertem (elektronischem) Vorschaltgerät an. Sie werden im Handel als [[Energiesparlampen]] bezeichnet.
Für die meisten Anwendungsbereiche sind bereits Lichtquellen mit hoher Lichtausbeute auf Basis von [[Leuchtdiode]]n (LED-Lampen) verfügbar. Sie bieten hohe Wartungsfreiheit, lange Lebensdauer und geringen Energieverbrauch. Weiße [[LED-Leuchtmittel]] weisen mit 61–140 lm/W eine um ein Vielfaches höhere Effizienz auf als Glühlampen mit ca. 10–22 [[Lumen (Einheit)|lm]]/[[Watt (Einheit)|W]].<ref name="energiy.gov" />
Fahrradbeleuchtung hat bei Einsatz von LED statt Glühlampen den Vorteil höheren Lichtstromes bei gleicher elektrischer Leistung. Die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit sind höher. Der Lichtstrom fällt bei geringerer Fahrgeschwindigkeit bei Stromversorgung aus einem Dynamo nicht so steil ab wie bei Glühlampen. Ähnliches gilt für batteriegespeiste Leuchten, auch für solche, die in Mobiltelefone integriert sind.
==== Nichtelektrische Lichtquellen ====
Nichtelektrische Lichtquellen sind nur dann eine Alternative zu Glühlampen, wenn kein Stromanschluss zur Verfügung steht. Lichtquellen von geringer Lebensdauer und Helligkeit, jedoch ohne externe Energiequelle sind die sogenannten [[Leuchtstab|Knicklichter]], die auf [[Chemolumineszenz]] beruhen. [[Tritiumgaslichtquelle]]n haben eine Lebensdauer von einigen Jahren und benötigen wie die Knicklichter ebenfalls keine externe Energiequelle. Sie werden hauptsächlich als Notfallbeleuchtung eingesetzt und beruhen wie Leuchtstofflampen auf [[Fluoreszenz]], angeregt jedoch durch die [[Betastrahlung]] des [[Radioaktivität|radioaktiven]] [[Tritium]]s. Durch ihre geringe Lichtleistung eignen sie sich nur als Orientierungshilfen bei Dunkelheit; so z. B. in [[Armbanduhr|Uhrzeigern]] oder [[Offene Visierung|Pistolenvisieren]].
[[Gaslaterne]]n haben hauptsächlich historische Bedeutung, obzwar ihre Energieeffizienz mit Langlebensdauerglühlampen vergleichbar ist. Wie auch bei [[Campinggas|Camping-Gasleuchten]] wird das Verbrennen von Gas als Energiequelle genutzt, ein anderes Beispiel sind die mit Petroleum oder Petroleumdampf betriebenen [[Starklichtlampe]]n. Diese erreichen durch einen [[Glühstrumpf]] gegenüber [[Petroleumlampe]]n eine wesentlich höhere Leuchtkraft.
== In Kunst und Kultur ==
== In Kunst und Kultur ==
<gallery class="float-right">
s. [[Glühlampe In Kunst und Kultur]]
Edison Tower Menlo Park.jpg|Der zir­ka 40 Me­ter ho­he Edi­son To­wer mit ei­ner über­di­men­sio­nier­ten sti­li­sier­ten Glüh­lam­pe (zir­ka 4,5 Me­ter hoch) wur­de 1937 zu Eh­ren von [[Thomas Alva Edison]] in Men­lo Park, heu­te [[Edison (New Jersey)]], ge­baut.<ref name="memtowcorp" />
Goebel Bastei Springe 2011.jpg|1954 errich­te­ter Obe­lisk mit Glüh­lam­pen­sym­bol auf der Gö­bel-Bas­tei am Ebers­berg ober­halb von [[Springe]] zu Eh­ren von [[Heinrich Göbel]], den man in Deutsch­land im 20. Jahr­hun­dert für den Er­fin­der der Glüh­lam­pe hielt.
</gallery>
* [[Pablo Picasso]] gestaltete in seinem monumentalen Bild [[Guernica (Gemälde)|''Guernica'']] eine Glühlampe an Stelle der Sonne. Sie deutet vermutlich auf die von Flugzeugen abgeworfene Bomben, worauf auch das im Spanischen offensichtliche Wortspiel „la bombilla/la bomba“ (''bombilla'' „Glühlampe“) hinweist.<ref>[http://images2.wikia.nocookie.net/wikiality/images/d/d4/Guernica.jpg Foto des Bildes Guernica von Pablo Picasso], abgerufen am 25. Oktober 2009.</ref>
* [[Ingo Maurer]] schuf eine überdimensionierte Glühlampe aus Glas mit einer gewöhnlichen Glühlampe im Inneren mit Namen ''Bulb'' für das [[Museum of Modern Art]] in New York.<ref>[http://www.moma.org/collection/browse_results.php?criteria=O%3AAD%3AE%3A3854&page_number=1&template_id=1&sort_order=1 Ingo Maurer ''Bulb''.] Museum of Modern Art; abgerufen am 25. Oktober 2009.</ref>
* [[Joseph Beuys]] zeigt in seinem [[Multiple]] mit Namen ''[[Capri-Batterie]]'' eine gelbe Glühlampe und deren Stromversorgung durch eine Zitrone.<ref>[http://images.artnet.com/artwork_images_614_46868_joseph-beuys.jpg Foto einer Variante von ''Capri-Batterie'' von Joseph Beuys.] artnet.com; abgerufen am 25. Oktober 2009.</ref>
* [[Lewis Latimer]], ein Sohn amerikanischer Sklaven und später der einzige Afroamerikaner im engeren Mitarbeiterstab von Thomas Alva Edison, verfasste Lyrik und schrieb über die Glühlampe {{" |Text=Like the light of the sun, it beautifies all things on which it shines, and is no less welcome in the palace than in the humblest home. |Übersetzung=Wie das Licht der Sonne macht sie alle Dinge, auf die sie scheint, schöner, und ist in Palästen nicht weniger willkommen als im bescheidensten Haus. |Sprache=en}}
* [[Günter Grass]] lässt in seinem Roman ''[[Die Blechtrommel]]'' die Hauptfigur Oskar Matzerath über dessen Geburt den Satz sagen {{" |Ich erblickte das Licht dieser Welt in Gestalt zweier Sechzig-Watt-Glühlampen.}}
* [[Pink Floyd]]: Cover und Poster zu [[Delicate Sound of Thunder]]
* Die Comicfigur [[Daniel Düsentrieb]] hat in seinem [[Helferlein]], einem von ihm selbst geschaffenen Roboter in Gestalt einer Glühlampe mit Beinen, einen Partner für seine Erfindungen.
* [[Wolf Vostell]] klebte auf viele seiner Leinwände und Assemblagen Glühlampen. Er benutzte sie auch bei [[Happening]]s.<ref>Wolf Vostell. Leben = Kunst = Leben, Kunstgalerie Gera. E.A. Seemann, 1993, ISBN 3-363-00605-5.</ref>
* [[James Rosenquist]] malte den Bomber [[General Dynamics F-111|F-111]] verteilt über vier riesige Teilbilder kombiniert mit anderen Sujets wie Spaghetti mit Tomatensoße, ein Haartrockner, Glühlampen und einen Atompilz. Das Gemälde ist etwa drei Meter hoch und 26 Meter breit.<ref>[http://www.jimrosenquist-artist.com/?q=node/27 Abbildungen F-111]</ref>
* Stefan Klein und Olaf Neumann gestalteten 2004 zum damals geglaubten 150. Jahrestag der Erfindung der Glühlampe eine Briefmarke im Auftrag des Bundesministeriums für Finanzen.<ref>[https://www.kundn.de/wp-content/uploads/2016/04/HMS-2_Kunden.jpg Ersttagsbrief „150 Jahre Glühlampe 2004“]</ref>
Glühlampe mit E27-Sockel 230 V, 100 W, 1380 lm, Energieeffizienzklasse GHochvolt-Halogen-Glühlampe (z. B. ECO SST CL A 77 W 230 V E27 mit Lichtstrom 1320 lm, Lebensdauer 2000 h[1])Schaltsymbol Lichtquelle
Eine Glühlampe, auch Glühfadenlampe oder allgemeinsprachlich Glühbirne genannt, ist eine künstliche Lichtquelle. In der Glühlampe wird ein elektrischer Leiter durch elektrischen Strom aufgeheizt und dadurch zum Leuchten angeregt und erzeugt damit das elektrische Glühlicht. Die weit verbreitete Bauform der Glühlampe mit Schraubsockel wird fachsprachlich als Allgebrauchslampe bezeichnet (abgekürzt A-Lampe oder AGL).
Thomas Alva Edison, mit einer Glühlampe in der HandGlühlampe von C. H. F. Müller, wie auf der Weltausstellung Paris 1878 vorgestelltKohlefadenlampe, E27-Sockel, 220 V, etwa 30 W, links an 100 VEdisons Glühlampe, Abb. aus Meyers Konversationslexikon 1888
Doppelwendel einer 200-Watt-Glühlampe mit Stromzuführung und zwei stromlosen Haltedrähten (Mitte). Die Schwerkraft lässt Bogen nach unten entstehen
In einer Glühlampe lässt man einen elektrischen Strom durch einen dünnen, aus einem leitenden Material (Leiter) (meist ein Metall) bestehenden Faden fließen. Dank geeignet gewähltem Material, z. B. Wolfram, schmilzt dieses nicht. Der Metallfaden hat die Form einer Glühwendel (Glühfaden). Fließt ein ausreichend starker elektrischer Strom durch den Faden, wird dieser so stark erhitzt (joulesche Wärme), dass er glüht. Die Temperatur der Glühwendel beträgt je nach Bauform ca. 1500–3000 °C, sodass sie gemäß dem Planckschen Strahlungsgesetzelektromagnetische Strahlungemittiert, die vor allem im Bereich der Infrarotstrahlung und des sichtbaren Lichts liegt. Das Aussenden von Photonen (Lichtteilchen) wird dabei durch Relaxation der thermisch angeregten Elektronen im Glühfaden hervorgerufen.
Die aufgenommene elektrische Leistung wird jedoch nur zu einem sehr geringen Teil in Form von sichtbarem Licht abgestrahlt, da bei gewöhnlichen Glühlampen nur ca. 2,2 % der elektrischen Energie in Licht gewandelt wird.[3] Der bei weitem größte Teil der Energie wird hingegen im infraroten Bereich als Wärmestrahlung abgestrahlt. Ein Rest wird mittels Wärmeleitung und -konvektion an das Füllgas und den Glaskolben sowie an die Zuleitungs- und Haltedrähte der Glühwendel abgegeben.
Aufbau
Glühlampe für 230 V mit 40 W Leistungsaufnahme, klarem Glaskolben und einem Edisonsockel E14Oben: Glühlampe 235 V / 500 W mit E40-Sockel, zu sehen ist die dem Wärmeschutz des Sockels dienende Glimmerscheibe. Unten: Allgebrauchs-Glühlampe mit E27-Sockel zum Vergleich
Die Glühlampe besteht aus einem Sockel einschließlich der elektrischen Stromzuführungen im Quetschfuß und einem Glaskolben, der den Glühfaden und dessen Halterung vor der Außenumgebung abschirmt. Die unterschiedlichen Bauformen und Leistungsformen werden meist durch das Lampenbezeichnungssystem ILCOS charakterisiert und sind dort näher beschrieben.[4]
Sockel
Der Sockel einer Glühlampe dient dazu, sie in einer Lampenfassung zu fixieren und elektrisch zu kontaktieren. Die Ausführung der Fassung beschränkt die zulässige Leistung und Stromaufnahme der darin betreibbaren Glühlampe. Leuchtenfassungen für E27-Allgebrauchslampen sind oft auf 60 W begrenzt.
Sockellose Lampen besitzen nur Anschlussdrähte oder einen Quetschfuß ohne Stutzen zum Einstecken. Stecksockellampen tragen lediglich verstärkte Stifte am Quetschfuß. Traditionelle Glühlampen besitzen aus Blech gefertigte Edisonsockel, in die der Lampenkolben eingekittet ist. Bei Projektionslampen (außer Halogen), Signallampen und solchen für Fahrzeugscheinwerfer ist der Sockel gegenüber dem Glühdraht exakt justiert. Die exakte Lage des Glühdrahtes erfordert die Verwendung von Bajonettsockeln.
Im Sockel von Allgebrauchslampen höherer Leistung (ab 40 oder 60 W) befindet sich eine Schmelzsicherung oder ein dafür geeignetes dünnes Drahtstück, um zu vermeiden, dass der beim Durchbrennen möglicherweise im Inneren der Lampe zündende Lichtbogen zum Auslösen der vorgeordneten Sicherung oder zum Bersten des Glaskolbens führt.
Glaskolben
In normaler Umgebungsluft würde der Glühfaden aufgrund des Sauerstoffs und der hohen Betriebstemperaturen sofort zu Wolframoxidverbrennen, deshalb wird er durch den Glaskolben von der Umgebungsluft abgeschirmt. Da während des Betriebs ständig Metall vom Glühfaden abdampft, richtet sich die Größe des Kolbens im Wesentlichen nach der Sublimationsrate des Drahtmaterials. Konventionelle Glühlampen bzw. Glühlampen mit hoher Leistung benötigen einen großen Glaskolben, damit sich der Niederschlag auf einer größeren Fläche verteilen kann und die Transparenz des Glaskolbens während der Lebensdauer der Lampe nicht allzu sehr eingeschränkt wird. Der Glaskolben kann innen partiell verspiegelt, mattiert (innen aufgeraut) oder aus opakem Glas (Milchglas) gefertigt sein. Farbige Glühlampen werden selten durch gefärbtes Glas, öfter durch lackierte Kolben realisiert.
Glühlampen-Glaskolben besitzen fertigungsbedingt einen Pumpstutzen (Abpumpen der Luft und Befüllen mit Schutzgas), der abgeschmolzen ist. Bei älteren Glühlampen und bei Halogen-Glühlampen sitzt er an der Spitze des Kolbens, unter anderem bei Allgebrauchslampen geschützt im Sockel.
An die Glasart werden nur bei kompakteren Bauformen besondere Anforderungen gestellt; sie ist teilweise aus hitzebeständigem Glas oder – bei Halogenglühlampen – aus Quarzglas.
Schutzgas
Kryptonlampe, E27-Schraubsockel, 60 W, innen matt
Früher wurde der Glaskolben evakuiert. Heute sind die Glühlampen mit einem Schutzgas gefüllt. Das vereinfacht die Herstellung und reduziert die Sublimationsrate. Die bei einer Gasfüllung auftretenden Wärmeverluste durch Wärmeleitung und Konvektion begrenzt man durch die Wahl von möglichst schweren Inertgasmolekülen oder -atomen. Stickstoff-Argon-Gemische sind ein Zugeständnis an die Herstellungskosten. Teure Glühlampen enthalten Krypton oder Xenon, was eine stärkere Erwärmung ermöglicht.
Glühfaden
Geschichte
Die ersten patentierten Glühlampen in den 1840er Jahren hatten Glühfäden aus Platin. Aus diesen Entwicklungen wurde allerdings kein Produkt. Erst bei Temperaturen knapp unter dem Schmelzpunkt von Platin von 1772 °C wurde eine akzeptable Lichtausbeute erzielt. Die exakte Temperatursteuerung für haltbare Glühfäden erwies sich als zu schwierig. Thomas Alva Edison gab diesen Technikansatz auf.
Die ersten kommerziell hergestellten Glühlampen enthielten einen Faden aus Kohle mit einem Sublimationspunkt von 3550 °C. Die Verkohlung von natürlichen dünnen Fasern schnellwachsender tropischer Pflanzen wie Bambus war geeignet. Der Herstellungsprozess ist wesentlich komplexer als die Herstellung dünner Fäden aus Platin. Ferner erfordert der Betrieb von Kohlefäden ein stärkeres Vakuum im Glaskolben. Kohlenfadenlampen sind heute noch erhältlich. Das leicht rötliche Licht und das sanfte Ansteigen der Helligkeit beim Einschalten werden oft als angenehm empfunden.
Vor allem um die Helligkeit zu erhöhen, wurde weiterhin an Metallglühfäden geforscht. Gemäß dem schon damals bekannten Wienschen Strahlungsgesetz ist dazu eine höhere Temperatur des Glühfadens erforderlich, als mit einem Kohlefaden erreichbar ist. Ein wichtiger Zwischenschritt waren Glühfäden aus Osmium. Durch den hohen Schmelzpunkt war eine große Helligkeit bei relativ niedriger Wärmeentwicklung möglich. Nachteilig ist, dass Osmium so spröde ist, dass es sich überhaupt nicht zu Drähten formen lässt, sondern mit einem Bindemittel zu einer metallpulverhaltigen Paste verarbeitet und dann zu Fäden gespritzt werden muss. Die so erhaltenen Glühfäden sind noch empfindlicher gegen Erschütterung als Kohlefäden. Außerdem sind sie relativ dick und leiten sehr gut, bedingen also bei kleinen Leistungen sehr geringe Spannungen, wie sie in den damals üblichen Gleichstromnetzen nur schwer bereitzustellen waren. Wegen dieser Nachteile wurden die Osmiumglühfäden sehr schnell von solchen aus Tantal verdrängt. Ab dem Jahr 1903 war es möglich, das ebenfalls hochschmelzende Tantal sehr rein und damit zu feinen Drähten verformbar herzustellen. Die Tantalglühfäden lösten in der darauffolgenden Zeit die Kohlefäden in den meisten Anwendungen ab. Ab 1910 wurden Glühfäden aus Wolfram üblich, nachdem man Methoden gefunden hatte, um dieses noch höher als Osmium schmelzende Metall zu dünnen Metalldrähten zu formen.
Gegenwart
Neben der möglichen Erhöhung der Temperatur und damit der Lichtausbeute bezogen zur Leistung besitzen die Metallfäden auch noch einen weiteren Vorteil: Sie können zu kleinen Wendeln geformt werden, wodurch sich die Leistungsdichte erhöht – die Glühlampe wird bei gleicher Lichtabgabe kleiner. Neben dem verringerten Platzbedarf lässt sich das Licht dadurch auch besser bündeln. Zudem kann bei gleicher elektrischer Leistung nochmals eine höhere Temperatur erreicht werden, weil die Wärmequelle eine geringere Ausdehnung hat und somit nicht so viel Wärme an die Umgebung verliert. Bei Lampen großer Leistung ist der Draht oft doppelt gewendelt, um durch eine kleine Langmuir-Schicht diese Wärmekonvektion zu begrenzen und/oder bei hohen Betriebsspannungen viel Draht auf kleinem Volumen unterzubringen.
Wendeln und Doppelwendeln werden hergestellt, indem Wolframdraht auf Molybdändraht größeren Durchmessers gewickelt wird, dieser – bei Doppelwendeln – wiederum auf einen weiteren dickeren Draht. Die Hilfsdrähte werden weggeätzt.
Lange Wendeln müssen durch Stützdrähte gehalten werden. An Fahrzeuglampen werden besondere Anforderungen hinsichtlich Erschütterungsempfindlichkeit gestellt.
Elektrische Eigenschaften
Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes einer Glühlampe von der angelegten SpannungDarstellung des (max.) Wirkungsgrades einer Glühlampe in einem Sankey-Diagramm
Aufgrund des positiven Temperaturkoeffizienten (Kaltleiter) fließt beim Einschalten einer Metalldraht-Glühlampe ein sehr hoher Einschaltstrom (das Fünf- bis Fünfzehnfache des Nennstromes), der die Glühwendel schnell auf die Betriebstemperatur aufheizt. Mit der Zunahme des elektrischen Widerstands bei steigender Temperatur sinkt der Strom auf den Nennwert. Die früher gebräuchlichen Kohlenfadenlampen zeigten dagegen eine sanfte Zunahme des Stromes beim Einschalten, da erst mit steigender Temperatur genügend Ladungsträger für den Stromtransport freigesetzt werden (Kohle ist ein Heißleiter).
Der hohe Einschaltstrom ist die Ursache für Ausfälle von Glühlampen unmittelbar beim Einschalten (siehe unten). Dabei kann (bei höheren Betriebsspannungen) ein Lichtbogen zünden, was zum Auslösen der Sicherung und/oder zum Bersten des Glaskolbens führen kann. Glühlampen für Netzspannung sind daher im Sockel mit einer Schmelzsicherung in Form eines dünnen Anschlussdrahtes versehen.
Der hohe Einschaltstrom von Metalldrahtglühlampen belastet das Energieversorgungssystem des Leuchtmittels.
Physische Eigenschaften
Standardisierte Bauformen für Glühlampen mit Schraubsockel.
Die Bauformen von Glühlampen sind standardisiert. Als Bezeichnung werden in der Regel ein bis drei Buchstaben für die Bauform genutzt, gefolgt von zwei Ziffern für den Durchmesser. So entspricht die „klassische Glühlampe“ in Form einer „Birne“ mit 60 Millimeter Durchmesser der Bauform A60. Bei Spots wird der Durchmesser in Achtel Zoll angegeben. Die Bauform MR16 entspricht daher einem Multi-facettierten Reflektor mit 16/8 Zoll Durchmesser.
Wichtige Standards für die Bauform einer Glühlampe sind ANSI C79.1-2002, JIS C 7710:1988 und IS 14897:2000.[5]
Optische Eigenschaften
Lichtausbeute
Fast die gesamte der Lampe zugeführte Energie wird in Strahlung umgesetzt, die Verluste durch Wärmeleitung und -konvektion sind gering. Aber nur ein kleiner Wellenlängenbereich der Strahlung ist für das menschliche Auge sichtbar, der Hauptanteil liegt im unsichtbaren Infrarotbereich und kann für Beleuchtungszwecke nicht genutzt werden.
Verlauf der Glühdrahttemperatur (obere Kurve) und der relativen Helligkeit (untere Kurve) einer Glühlampe 12 V/60 W in Abhängigkeit von der Betriebsspannung
Die Wellenlängenverteilung des erzeugten Lichtes entspricht dem planckschen Strahlungsgesetz, sein Spektrum ist wie bei der Sonne kontinuierlich. Da aber die Temperatur des Glühfadens wesentlich geringer ist, überwiegt der Rotanteil bei weitem, Blau ist nur sehr schwach vertreten. Das Strahlungsmaximum der Strahlung verschiebt sich mit steigender Temperatur gemäß dem Wienschen Verschiebungsgesetz zu kleineren Wellenlängen und damit zu sichtbarem Licht hin, bleibt aber immer im IR-Bereich. Zugleich erhöht sich die spektrale Strahlungsflussdichte und damit das Strahlungsmaximum mit der vierten Potenz der Temperatur. Die Helligkeit einer Glühlampe hängt daher stark überproportional von der Temperatur des Glühfadens ab, wobei die Höhe der Betriebsspannung ausschlaggebend ist.
Um eine möglichst hohe Lichtausbeute zu erhalten, muss also das Strahlungsmaximum durch Temperaturerhöhung aus dem Bereich der langwelligen Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung) möglichst weit in den Bereich des sichtbaren Lichtes verschoben werden, ohne der Schmelztemperatur von Wolfram zu nahe zu kommen. Denn bereits vorher sublimiert Wolfram, wodurch die Nutzungsdauer der Glühlampe vermindert wird:
Die abgelösten Atome kondensieren an der kühleren Glasinnenwand, schwärzen sie und verringern die Lichtausbeute. Dieses Problem wird in der Halogenlampe weitgehend beseitigt.
Der Glühfaden wird immer dünner und heißer und beschleunigt seine eigene Zerstörung.
Teilweise wird versucht, den infraroten Strahlungsanteil mittels einer Beschichtung des Glaskolbens (Dichroitischer Spiegel) teilweise zurück auf den Glühfaden zu reflektieren, wodurch die Stromaufnahme bei gleicher Fadentemperatur sinkt (sogenannte IRC-Beschichtung,[6] siehe unten bei Halogenglühlampe).
Die Lichtausbeute beträgt bei einer Glühfadentemperatur von etwa 2700 K etwa 12 lm/W. Erhöht man die Temperatur auf 3400 K, so steigt die Lichtausbeute auf etwa 34 lm/W. Die höhere Temperatur führt jedoch zu einer stark verkürzten Lebensdauer. Die Lichtausbeute typischer Allgebrauchsglühlampen wird mit 10–20 lm/W angegeben.[7]
Lichtausbeute von Allgebrauchsglühlampen bei 230 V. Die Markierungspunkte auf der Kurve kennzeichnen die Leistungswerte typischer Standardglühlampen: 25 W, 40 W, 60 W, 100 W, 150 W, 200 W, 300 W, 500 W und 1000 W.
Die Höchsttemperatur wird durch die Eigenschaften des Glühfadenmaterials begrenzt. Um möglichst hohe Temperaturen zu ermöglichen, verwendet man heute für Glühfäden das hochschmelzende Metall Wolfram (Schmelztemperatur 3422 °C), früher auch Osmium oder Kohle. Allerdings lässt sich mit keinem dieser Stoffe die für tageslichtähnliches Licht wünschenswerte Farbtemperatur von etwa 6200 K erreichen, da Wolfram bei dieser Temperatur sogar bereits gasförmig (Siedetemperatur 5660 °C) ist. Selbst wenn es gelänge, betrüge die Lichtausbeute aufgrund des breiten emittierten Wellenlängenbandes maximal 95 lm/W (bei ca. 6600 K).
Das Spektrum einer Halogenlampe zeigt die Ursache des rotstichigen Lichts.
Glühlampen geben mit Farbtemperaturen von etwa 2300–2900 K ein Licht ab, das deutlich gelb-rötlicher als das natürliche Tageslicht ist. Je nach Sonnenschein liegt Tageslicht bei 5000–7000 K. Andere Lichtquellen mit dieser typischen Farbtemperatur von Glühlampen (Energiesparlampen, Leuchtstofflampen und LED-Lampen) werden als „Warmton“ angeboten. Leuchtstofflampen erzeugen aber im Gegensatz zu Glühlampen kein kontinuierliches Lichtspektrum, weshalb der Farbwiedergabeindex häufig schlechter ist.
Die Glühfadentemperatur entspricht nicht der Farbtemperatur des abgestrahlten Lichts, da Wolfram kein idealer Schwarzer Körper ist; Die Farbtemperatur ist um etwa 60 bis 80 K höher als die Glühfadentemperatur (im Temperaturbereich üblicher Glühlampen).[9] Der Grund ist der wellenlängenabhängige Emissionsgrad des metallischen Wolframs, welcher mit geringerer Wellenlänge etwas ansteigt.
Um beispielsweise für Projektions- und Bühnenbeleuchtungszwecke sowie für Fotoarbeiten eine höhere Farbtemperatur zu erreichen, werden entsprechende Glühlampen mit sehr hohen Glühfadentemperaturen betrieben, die Farbtemperaturen von 3400 K erlauben. Die Lebensdauer sinkt dementsprechend auf teilweise wenige Stunden ab. Oft werden zusätzlich auch Wärmeschutzfilter eingesetzt, die die Farbtemperatur weiter erhöhen. Vergleiche auch Kaltlichtspiegellampe.
Auf der anderen Seite werden Glühlampen oft mit Unterspannung betrieben (gedimmt), um stimmungsvolles Licht zu erzeugen, ähnlich demjenigen von Kerzen (ca. 1600 K) oder Feuer.
Leuchtdichte
Die Leuchtdichte des Glühdrahtes einer Glühlampe beträgt 5–36 Mcd/m².[10] Auch wenn dieser Wert von anderen künstlichen Lichtquellen (zum Beispiel Hochdruck-Gasentladungslampen, Kohlebogenlampen, LEDs) noch übertroffen wird, eignen sich Glühlampen daher gut für Anwendungen, bei denen das Licht gebündelt werden muss, etwa für Projektoren und Scheinwerfer.
Die wirksame Leuchtdichte lässt sich durch die Gestaltung des Glühfadens (Doppelwendel, Flachwendel) weiter erhöhen. Generell besitzen dicke Glühdrähte (für niedrige Betriebsspannungen) höhere wirksame Leuchtdichten als dünne Glühdrähte.
Lichtmodulation
Aufgrund der thermischen Trägheit des Glühfadens weisen auch an netz- bzw. niederfrequenter Wechselspannung betriebene Glühlampen nur geringe Schwankungen der Helligkeit auf. Die Helligkeitsmodulation mit der doppelten Betriebsfrequenz ist umso stärker, je dünner der Glühfaden ist. Sie ist also besonders bei Lampen geringer Leistung für Netzspannung ausgeprägt und beträgt bei einer Glühlampe 15 W und 230 V etwa 30 %.
Insbesondere Kleinspannungsglühlampen gelten aufgrund ihrer dicken, thermisch trägen Glühdrähte als flimmerfrei – ein Vorteil bei der Beleuchtung von rotierenden Maschinen. Glühlampen mit sehr dünnem Glühfaden für Betriebsströme von weniger als 0,1 A können mit Frequenzen bis zu einigen 100 Hz moduliert werden und wurden früher in Bastelprojekten zur optischen Sprachübertragung verwendet.
Zwischen 1909 und 1993 wurde in Deutschland auf Glühlampen die Leuchtmittelsteuer erhoben.
Literatur
Dieter Frank: Von der Glühlampe zur Lichtwurflampe. Eine Evolutionsgeschichte. In: Die Vierte Wand. Organ der Initiative TheaterMuseum Berlin. Ausgabe 009. Berlin 2019, S. 164–175; Textarchiv – Internet Archive.
Roland Heinz, Andreas Schulz (Vorwort): Grundlagen der Lichterzeugung. Von der Glühlampe bis zum Laser. 3. Auflage. Highlight, Rüthen 2008, ISBN 978-3-937873-01-5.
Andreas Holzinger: Von der Wachskerze zur Glühlampe. (= Deutsch Taschenbücher. Band 95). Harri Deutsch, Thun / Frankfurt am Main 1998, ISBN 3-8171-1566-0.
Noe Lazar Müller: Die Fabrikation und Eigenschaften der Metalldrahtlampen. Knapp, Halle a. S. 1914; archive.org.
Hans Christian Rohde: Die Göbel-Legende. Der Kampf um die Erfindung der Glühlampe. Zu Klampen, Springe 2007, ISBN 978-3-86674-006-8. (Zugleich Dissertation an der Universität Hannover 2006)
Hans-Jürgen Wulf, BAG Turgi Electronics (Hrsg.): Die Geschichte der elektrischen Glühlampenbeleuchtung. Marbach & Marbach, Eich, Luzern 1998, DNB958095167.
Energiesparlampen. In: energieagentur.nrw.de. Archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 29. September 2009; abgerufen am 30. Juli 2022 (Energiesparlampen Auswahlassistent).
↑Thomas Edison and Menlo Park. Edison Memorial Tower Corporation, abgerufen am 16. September 2018 (englisch).Referenzfehler: Das in <references> definierte <ref>-Element mit dem Namen „memtowcorp“ wird im vorausgehenden Text nicht verwendet.
↑Lighting Basics. In: Energy.gov. Office of Energy Efficiency & Renewable Energy, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 24. August 2016; abgerufen am 30. Januar 2016 (englisch).
