Big Bang 3, Schulbuch

87 25.2 Licht mit Strom erzeugen Die ersten Glühlampen gab es schon um 1800. Sie hatten einen Koh­ lenfaden und eine Lebensdauer von wenigen Stunden. Stell dir mal vor, du müsstest zu Hause je- den Tag die Birnen tauschen! Um 1880 verbesserte Thomas Alva Edison ( B 19.12 , S. 31 ) die Glühbirne und konnte eine Lebensdauer von rund 50 Stunden erzielen. Auch er verwendete noch einen Kohlenfaden. Der österreichische Chemiker Carl Auer von Welsbach ( B 25.8 ) entwickelte um 1905 Lampen mit Metallfaden . Und so blieb die Glühbirne über 100 Jahre lang, bis sie 2009 verboten wurden. Was war der Grund? Wirkungsgrad Wenn Energie umgewandelt wird, entsteht auch im- mer Wärme ( Kap. 16.2, S. 7 ), die verduftet und nicht mehr nutzbar ist. Wie groß der verwendbare Energie- anteil ist, wird durch den Wirkungsgrad beschrieben. Bei einer Glühbirne beträgt dieser bloß 5% ( B 25.9 a ). Es können also nur 5% der Stromenergie für den eigentlichen Zweck der Lichterzeugung genutzt wer- den. Der Wirkungsgrad einer Energiesparlampe liegt bei etwa 25% und bei Lampen mit Leuchtdioden um 30%. Deshalb werden diese heute bevorzugt. Wir- kungsgrade gibt es bei allen Energieumwandlungen. Bei Ausdauerbelastungen werden zum Beispiel nur 25% der chemischen Energie für die Bewegung ge- nützt ( B 25.9 b ), die restlichen 75% heizen deinen Kör- per auf ( A10 ). B 25.8 Energieflüsse bei einer veralteten Glühbirne (a) und bei einer Ausdauerleistung des Menschen (b) B 25.9 Wenn Strom fließt prallen Elektronen gegen die Atome im Leiter und bringen diese zum Schwingen. Dabei entsteht Wärme , die zum Beispiel den Metall­ faden in einer Lampe zum Glühen bringt ( A6 ; B 19.13, S. 31 ). Der Haken: Nur 5% der Stromenergie werden in Licht umgewandelt, der Rest verpufft als Wärme. Über- spitzt gesagt sind Glühlampen Heizungen, die auch ein wenig Licht abgeben. Deshalb stieg man auf Ener­ giesparlampen und LEDs um ( A7 , A8 ). Diese sind viel weniger verschwenderisch ( 1  Info: Wirkungsgrad ). Eine sperrigere, aber genauere Bezeichnung für Energiesparlampen lautet Kompaktleuchtstoff­ lampen . Sie sind nämlich gewissermaßen aufgerollte Leuchtstoffröhren. Manchmal sieht man diese Röhren ( B 25.11 ), oft sind sie aber unter einer Hülle versteckt ( B 25.10 ). Im Inneren der Röhren befindet sich Queck­ silberdampf , der durch den Stromfluss zum Leuchten gebracht wird. Kompaktleuchtstofflampen haben einen höheren Wirkungsgrad als die alten Glühbirnen und sind daher viel sparsamer. Sie haben aber auch Nachteile. Erstens dauert es ein wenig, bis sie ihre volle Leuchtkraft er- reichen. Zweitens ist die Leuchtfarbe anders als die der alten Glühbirnen. Zwar hat die Technik große Fort- schritte gemacht ( B 25.11 ), aber trotzdem ist das Licht nicht so angenehm fürs Auge. Der größte Nachteil ist jedoch das giftige Quecksilber in den Röhren. Kaputte Energiesparlampen gehören auf den Sondermüll . Trotzdem kann das Quecksilber natürlich irgendwann einmal frei werden und die Umwelt belasten. Röntgenaufnahme einer Energiesparlampe aus drei Richtungen: Die aufgerollte Leuchtstoffröhre und die elektronische Schaltung im Sockel sind gut zu sehen. B 25.10 Früher leuchteten Energiesparlampen eher gelblich (links), heute eher weiß (rechts). Trotzdem besteht noch ein Unterschied zu den Glühbirnen (siehe A26, S. 92 ). B 25.11 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv