Leuchtstoffröhre

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Leuchtstofflampen in verschiedenen Ausführungsformen

Die Leuchtstoffröhre ist eine Niederdruck-Gasentladungslampe, die innen mit einem fluoreszierenden Leuchtstoff beschichtet ist. Als Gasfüllung dient als aktives Medium Quecksilberdampf (zusätzlich meist noch Argon), wodurch hauptsächlich ultraviolettes Licht abgestrahlt wird. Dieses wird von der Leuchtstoff-Beschichtung in sichtbares Licht umgewandelt (siehe Spektrum weiter unten).

[Bearbeiten] Irrtümer

Leuchtstofflampen werden im Volksmund oft fälschlicherweise als Neonröhren bezeichnet, obwohl sie kein Neon, sondern Quecksilberdampf und als Edelgas das wesentlich häufigere und billigere Argon enthalten.

Eine ebenso verbreitete falsche Annahme ist, dass Leuchtstofflampen beim Einschalten so viel Energie verbrauchen würden wie bei längerem Betrieb. Richtig ist, dass kurzes Ausschalten (unter 10 Minuten) wegen der Lebensdauerkürzung (früherer Neukauf) mehr kostet als die eingesparte Energie.

Die zum „Zünden“ notwendige Energie ist jedoch sehr gering - der Startvorgang (siehe unten) ist nur Sekundenbruchteile lang und die aufgenommene Wirkleistung ist dabei sogar geringer als im Betrieb.

Leuchtstofflampen eignen sich jedoch nur bedingt für wiederholte Schaltvorgänge und kurze Brenndauern unter 10 Minuten, eine solche Betriebsweise verschleißt die Kathoden.

[Bearbeiten] Plasma

Bei jedem Starten wird eine hohe Zündspannung angelegt, um die Gasfüllung der Leuchtstoffröhren zu ionisieren. Dadurch wird das Gas elektrisch leitfähig. Es entsteht ein so genanntes Plasma als vierter Aggregatzustand, welches so lange erhalten bleibt, wie die von der Röhrenlänge abhängige Brennspannung erhalten bleibt. Gleiches gilt auch für andere Entladungslampen mit heißen Kathoden.

[Bearbeiten] Lichtausbeute

Alle Leuchtstoffröhren erreichen erst einige Zeit nach dem Einschalten ihre volle Leuchtkraft. Besonders deutlich ist dieser Effekt bei Energiesparlampen und Kompakt-Leuchtstofflampen zu beobachten.

Leuchtstoffröhren haben eine hohe Lichtausbeute von ca. 80 lm/W (sprich: Lumen pro Watt; zum Vergleich: Glühlampe: weniger als 20 lm/W) und damit einen niedrigeren Energiebedarf. Die neue Generation des Typs T5 kommen sogar auf bis zu 104 lm/W. Leuchtstofflampen sparen somit gegenüber Glühlampen 75 bis 80% Energie ein. In Messeinrichtungen werden neue Leuchtstoffröhren erst 100 - 200 Stunden gealtert, die eigentliche Messung erfolgt erst nach etwa 10-20 Minuten (je nach Typ) nach dem Einschalten.

Die etwa 4-fach bis 6-fach höhere Lichtausbeute der Leuchtstoffröhre gegenüber der Glühlampe muss aber durch einen erheblich höheren Anschaffungspreis erkauft werden. Der Vergleich lässt sich besonders gut bei Energiesparlampen anstellen, die direkt in eine Glühlampenfassung hineingeschraubt werden können. Dabei kann man eine 60 Watt Glühbirne durch eine 12 Watt Energiesparlampe ersetzen. Während der Anschaffungspreis für eine Glühbirne bei etwa 1 Euro liegt, muss man für die gleiche Energiesparlampe circa 5 Euro ausgeben.

Bei 10 000 Betriebsstunden würde eine 60 Watt Glühlampe also eine Energie von 600 KWH verbrauchen. Bei einem Stromtarif von 0,17 Euro/KWH sind das Stromkosten von 102 Euro. Für diese Betriebsdauer müssen 10 Glühlampen zu 1 Euro angeschafft werden. Als Gesamtkosten fallen also 102 + 10 = 112 Euro an.

Die vergleichbare 12 Watt Leuchtstoff-Energiesparlampe verbraucht in der gleichen Zeit nur eine Energie von 120 KWH oder 20,4 Euro Stromkosten. Es braucht für die gesamte Betriebsdauer von 10000 Stunden nur eine Energiesparlampe zu etwa 5 Euro angeschafft zu werden. Als Gesamtkosten entstehen rund 25 Euro. Leuchtstoff-Energiesparlampen rentieren sich allerdings bereits deutlich früher und nicht erst nach 10 000 Betriebsstunden. So hat sich eine 12 Watt Leuchtstoff-Energiesparlampe zu 5 Euro bei einem Stromtarif von 0,17 Euro/KWH schon nach 490 Betriebsstunden gegenüber einer 60 Watt Glühlampe zu 1 Euro amortisiert. Bei einem höheren Stromtarif fallen die Relationen für die Energiesparlampe noch deutlich günstiger aus.

[Bearbeiten] Leuchtdauer

Leuchtstoffröhren zeichnen sich durch eine sehr lange Lebensdauer aus, die durch die Adsorption des Quecksilbers an den Lampenkomponenten und durch die Lebensdauer der Kathoden begrenzt ist. Eine normale Leuchtstofflampe (Osram Lumilux T5, 14-80W) erreicht eine Nutzleuchtdauer von 18.000 Stunden. Eine Kompaktleuchtstofflampe, die oft auch als Energiesparlampe bezeichnet wird, erreicht eine Nutzleuchtdauer von meist zwischen 5.000 und 15.000 h (zum Vergleich: konventionelle Glühlampen haben eine Standzeit von etwa 1.000 Stunden). Nach dieser Zeit sollten die Röhren ausgetauscht werden, da sie weniger als 80% des ursprünglichen Leuchtstromes aussenden. In dieser Zeit haben sich diese Lampen allerdings durch die reduzierten Stromkosten mehrfach bezahlt gemacht. Neue Leuchtstofflampen des Typs T5 können bis zu ihrem Lebensende (Verschleiß der Kathoden) betrieben werden, da sie während ihrer Lebenszeit nie unter 80% des ursprünglichen Leuchtstromes kommen.

[Bearbeiten] Geschichte

Der erste Vorläufer der modernen Leuchtstoffröhre ist die so genannte Geißlersche Röhre (benannt nach Heinrich Geißler, der sie 1857 erfand). Die Geißlersche Röhre besteht aus einer evakuierten Glasröhre mit jeweils einer Elektrode an den Enden. Die Röhre ist mit einem Gas (z.B. Neon, Argon oder auch einfach nur Luft) unter niedrigem Druck befüllt. Legt man nun eine Hochspannung an die beiden Elektroden an, so beginnt das Gas im Inneren zu leuchten. Diese Röhre wurde in den 1880er Jahren in größeren Stückzahlen produziert. Sie dienten vorwiegend nur der Unterhaltung, da sie für Beleuchtungszwecke nicht hell genug waren.

Nikola Tesla verwendete in seinem Labor die ersten Leuchtstoffröhren und hatte vor, alle Haushalte mit Leuchtstoffröhren auszustatten, die in Anwesenheit des elektromagnetischen Wechselfelds einer Teslaspule drahtlos leuchten.

1901 erfand Peter Cooper-Hewitt die Quecksilber-Dampflampe, die blaugrünes Licht ausstrahlt. Diese Lampe wurde aufgrund ihrer hohen Effizienz in der Fotografie genutzt. Die Lichtfarbe spielte bei der damaligen Schwarz-Weiß-Fotografie noch keine besondere Rolle.

Edmund Germer schlug 1926 vor, den Druck innerhalb der Röhre zu erhöhen und die Röhre mit einem Leuchtstoff zu beschichten, der ultraviolette Strahlung in sichtbares Licht umwandelt. Die Firma General Electric kauft später Germers Patent und produzierte ab 1938 Leuchtstofflampen mit kommerziellem Erfolg.

Seither haben Leuchtstofflampen große Verbreitung erfahren, 70% des künstlichen Lichtes werden mit Fluoreszenzlampen erzeugt.

[Bearbeiten] Einteilung

Im Allgemeinen unterscheidet man zwischen so genannten Heißkathodenröhren und Kaltkathodenröhren.

[Bearbeiten] Heißkathodenröhren

Heißkathode einer Röhre ohne Leuchtstoff

Bei den Heißkathodenröhren (Leuchtstofflampen, Energiesparlampen) ist an den Enden jeweils ein Heizdraht eingebaut. Eine geeignete Beschichtung reduziert die Austrittsarbeit der Elektronen, damit der Heizdraht bei moderaten Temperaturen genügend Elektronen emittiert. Beim Startvorgang werden zunächst beide Elektroden von Strom durchflossen, um sie zu heizen. Dann wird durch die Starteinrichtung zwischen den Elektroden die eigentliche Betriebsspannung freigegeben. Es ist eine Wechselspannung, daher wirken beide Elektroden jeweils eine halbe Periode lang abwechselnd als Anode (Positive Elektrode) bzw. Kathode.

Diese Entladungs-Spannung beschleunigt die Elektronen, die sich um den Kathodenheizdraht angesammelt haben, im elektrischen Feld in Richtung Anode. Bei ihrem Flug durch die Röhre stoßen die Elektronen mit den Quecksilberatomen zusammen. Dabei wird das Gas ionisiert (Stoßionisation), und es entsteht ein Plasma innerhalb der Glasröhre.

Durch Ionen- und Elektronenbombardement auf die Elektroden wird nun die Erwärmung der Kathoden durch den Entladungsstrom selbst aufrechterhalten, und der Heizstrom durch die Kathoden ist nicht weiter erforderlich.

Das Plasma strahlt Licht aus, wenn die Hüllenelektronen des Quecksilbers von den beschleunigten freien Elektronen angeregt werden, und dann wieder auf ein niedrigeres Energieniveau zurückfallen. Im Falle von Quecksilbergas wird überwiegend UV-Strahlung emittiert. Der Anteil des sichtbaren Lichts, welches das Plasma abstrahlt, ist eher gering. Um den Anteil des sichtbaren Lichts zu erhöhen, wird das Entladungsgefäß von innen mit einem Leuchtstoff beschichtet (daher der Name Leuchtstoffröhre), der im sichtbaren Spektrum zu leuchten beginnt, sobald er mit UV-Licht bestrahlt wird (in diesem Fall von innen). Der Leuchtstoff setzt einen Großteil der UV-Strahlung in sichtbares Fluoreszenzlicht um. Der Rest der ultravioletten Strahlung wird durch das Glas der Röhre weitgehend absorbiert, sodass nur unbedenklich wenig gesundheitsschädliche UV-Strahlung aus der Röhre dringt.

Der eingesetzte Leuchtstoff ist, um weiß zu leuchten, aus verschiedenen Leuchtstoffen zusammengesetzt. Durch das Mischungsverhältnis kann die Lichtfarbe eingestellt werden. Eine besonders gute Farbwiedergabe wird mit den sog. Fünfbanden-Leuchtstoffen erreicht. Hierbei treten nicht nur einzelne Farben auf, um den Lichteindruck „weiß“ zu erzeugen, sondern es sind breitere Bereiche pro Leuchtstoff, sodass keine Farben fehlen. Zu Dekorations- und Werbezwecken werden auch einfarbige Leuchtstoffröhren angeboten.

Röhren ohne Leuchtstoff werden vorwiegend zur Entkeimung von künstlich angelegten Gewässern verwendet, da sich die harte UV-C-Strahlung besonders gut zum Abtöten von Kleinstlebewesen eignet. Dazu muss die Röhre aus Quarzglas gefertigt sein. Eine weitere Anwendung ist das Löschen von EPROMs. Für die Verwendung in Solarien oder in Diskotheken werden Glassorten eingesetzt, welche die Emission des krebserregenden UV-B- und UV-C-Anteils auf ein zulässiges Minimum reduzieren. Sogenannte Schwarzlichtröhren sind außerdem mit Nickeloxid beschichtet, welches den sichtbaren Teil des Quecksilber-Spektrums absorbiert und nur den Ultraviolettanteil (UV-A) austreten lässt (Verwendung in Diskotheken und im Schwarzen Theater.

Niederdruck-Natriumdampflampen sind ähnlich wie Heißkathoden-Leuchtstoffröhren aufgebaut, jedoch ohne Leuchtstoff und mit Natrium statt des Quecksilbers. Sie haben noch höhere Lichtausbeute als Leuchstofflampen, jedoch wegen des hohen Gelb-Anteils eine sehr schlechte Farbwiedergabe.

Auch Kompaktleuchtstofflampen, sogenannte Energiesparlampen, haben heiße Oxidkathoden.

[Bearbeiten] Kaltkathodenröhren

Kaltkathodenröhren sind prinzipiell genauso aufgebaut wie die Heißkathodenröhren, nur dass hier keine Heizdrähte vorhanden sind - die Elektroden bestehen stattdessen aus Blechhülsen. Bei diesen Röhren kann der Elektronenfluss zwischen Kathode und Anode nur durch eine höhere Spannung, manchmal auch durch eine zusätzliche Zündspannung erreicht werden. Grund ist der sog. Kathodenfall - eine hohe Feldstärke unmittelbar an den Kathoden ist nötig, um Elektronen daraus zu lösen. Das führt gegenüber Leuchtstofflampen zu einem geringeren Wirkungsgrad, vermeidet jedoch die Heizung und Beschichtung der Elektroden, wodurch die Lebensdauer erheblich höher ist. Siehe Kaltkathode

[Bearbeiten] Leuchtröhren, z.B. Neonröhren

Leuchtröhren werden ähnlich wie Leuchtstofflampen angeregt. Hierzu zählt u. a. die Neonröhre. Im Gegensatz zum Quecksilberdampfplasma leuchtet Neonplasma aber intensiv rot, siehe Neonröhre. Damit ist es zu Beleuchtungszwecken weniger geeignet, wird aber zum Beispiel in der Lichtwerbung (Leuchtreklame) und zur Befeuerung hoher Bauwerke verwendet.

Auch viele andere chemische Elemente wie z.B. Natrium können im gasförmigen Zustand zum Leuchten angeregt werden und finden als Hauptbestandteil oder als Zusatzstoff in verschiedenen Lampen Verwendung: Metalldampflampe, Natriumdampflampe.

[Bearbeiten] Zündung mit konventionellem Vorschaltgerät (KVG)

Zur konventionellen Zündung einer Leuchtstoffröhre sind zwei Elemente, die Drossel und der Starter wesentlich.

[Bearbeiten] Drossel

Die Drossel, in Reihe zur Röhre geschaltet, hat die Aufgabe, die zur Zündung der Röhre erforderliche Spannung zu erzeugen und im Betrieb den durch die Röhre fließenden Strom zu begrenzen. Die Drosselspule wird auch als „Konventionelles Vorschaltgerät“ (KVG) bezeichnet. Sie hat bei einer 58W-Röhre eine Verlustleistung von ca. 12W. „Verlustarme Vorschaltgeräte“ (VVG) sind eine (selten anzutreffende) Weiterentwicklung mit ca. 5W Verlustleistung.

[Bearbeiten] Starter

Geöffneter Starter.

Das Bild rechts zeigt einen geöffneten Starter, links das Gehäuse, rechts ein Streichholz zum Größenvergleich. Der Starter leitet die Zündung der Lampe ein. Er ist parallel zur Röhre angeschlossen und enthält in seiner traditionellen Ausführung eine Glimmlampe, deren Elektroden als Bimetallstreifen (siehe Bild rechts) ausgeführt ist. Parallel zur Glimmlampe liegt ein Entstörkondensator, im Bild rechts neben der Glimmlampe zu sehen.

Sicherungsschnellstarter (Osram ST171, ST172, Philips SiS10) lösen nach mehreren erfolglosen Zündversuchen (ca. eine Minute) eine integrierte mechanische Sicherung (zweiter Bimetall) aus, welche durch Drücken eines (meist roten) Knopfes wieder zurückgestellt werden kann.

Als Alternative sind mittlerweile auch elektronische Starter für Leuchtstofflampen auf dem Markt. Deren Schaltung sorgt für einen schonenden, die Lebensdauer der Lampe verlängernden Startvorgang und eine Deaktivierung bei Defekt. Der Startvorgang eines elektronischen Starters kann auf zwei verschiedene Weisen ablaufen. Die häufigere Methode ist das Vorheizen der Kathoden durch Gleichstrom mit niedriger Spannung. Die Kathoden glühen dabei leicht auf. Nach einer kurzen Zeit von 1-3 Sekunden (abhängig vom Modell) öffnet der Starter (idealerweise im Strommaximum), wodurch eine hohe Induktionsspannung in der Drossel entsteht, welche die Röhre zündet.

Die zweite, seltenere Methode verlängert die Lebensdauer der Lampe gegenüber einem herkömmlichen Starter nicht erheblich. Dabei wird der Netzstrom mit relativ hoher Spannung auf die Kathoden geleitet, um diese schnell vorzuheizen. Die Lampe wird dadurch innerhalb weniger als einer halben Sekunde gezündet. Ein weiterer Nachteil dieser Methode ist die Belastung der Drossel: Ist diese auf Metall montiert, so ist während der Startphase ein lautes Brummen zu hören.

Hat eine Röhre nach dem Startvorgang nicht gezündet, ist sie meist defekt. Da keine weiteren Startversuche unternommen werden, flackert die Röhre am Ende ihrer Lebensdauer nicht ständig weiter, wie es bei einem konventionellen Starter der Fall ist.

[Bearbeiten] Darstellung des Startvorgangs

Bild 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Leuchtstoffröhre, angeschlossen an einen Bimetallstarter und eine Drosselspule. Der Startvorgang geht hier wie folgt vor sich: Nach dem Einschalten liegt, da durch die Röhre noch kein Strom fließt, die volle Netzspannung am Starter an. Die Glimmlampe des Starters zündet (siehe Bild 2).

Der Bimetallstreifen erwärmt und verbiegt sich, so dass beide Kontakte kurzgeschlossen werden. Nun fließt ein großer Strom durch die Heizwendeln in der Leuchtstoffröhre und die Drosselspule. Die Wendeln beginnen zu glühen und senden Elektronen aus, die das Gas in der Röhre mit Ladungsträgern anreichern (siehe Bild 3).

Die nun fehlende Glimmentladung im Starter lässt das Bimetall abkühlen, wodurch sich der Bimetallkontakt wieder öffnet.

Die Selbstinduktion durch den schnellen Abfall des Stromes in der Drosselspule erzeugt nun kurzzeitig eine hohe Spannung, die das mit Ladungsträgern angereicherte Gas in der Röhre zündet (siehe Bild 4). Der Strom fließt nun durch das ionisierte Gas in der Röhre.

Die Betriebsspannung teilt sich an Röhre und Vorschaltgerät so auf, dass eine ausreichende Spannung (zwischen 50 V und 110 V) erhalten bleibt, um die Röhre am Leuchten zu halten. Für die Glimmlampe im Starter ist sie zu niedrig, eine weitere Zündung unterbleibt. Diese Spannung reicht nun aus, um einen weiteren Zündvorgang mit jeder Halbwelle auszulösen, da das Gas genügend ionisiert ist und die Elektroden erwärmt sind.

[Bearbeiten] Stroboskopeffekt

Bedingt durch die 50 Hz Wechselspannung erlischt das Lampenlicht im Bereich eines jeden Nulldurchganges. Es entstehen 100 Hz Hell-Dunkel-Phasen, genannt Stroboskopeffekt, welche sich bei schnellen Bewegungen bemerkbar machen oder bei rotierenden Arbeitsmaschinen eine langsame oder stehende Maschine vortäuschen können. Das menschliche Auge ermüdet unter dem Stroboskopeffekt nachweislich schneller. Abhilfe bietet die Duoschaltung oder bei großen Anlagen die Versorgung mit 3-Phasen-Wechselstrom (Drehstrom) oder ein elektronisches Vorschaltgerät.

[Bearbeiten] Betrieb mit elektronischem Vorschaltgerät (EVG)

Elektronisches Betriebsgerät einer Kompaktleuchtstofflampe

Die Anordnung aus konventionellem Vorschaltgerät und Starter kann durch ein elektronisches Vorschaltgerät ersetzt werden. Das Bild zeigt den Aufbau für eine Kompaktleuchtstofflampe. Zusammen mit dem Siebkondensator (großer aufrecht stehender Zylinder) erzeugt der Gleichrichter (kleines schwarzes Bauteil mit dem Aufdruck + -, links oben im Bild) eine Gleichspannung. Die beiden aufrecht stehenden Halbleiter (Leistungs-MOSFETs oder Bipolartransistoren) links vom Siebkondensator wandeln sie in eine hochfrequente Wechselspannung um, die einen LC-Reihenschwingkreis (Drossel mit dem Aufdruck „3.5 mH“ und einer der Kondensatoren in den rechteckförmigen Plastikgehäusen) mit der Leuchtstofflampe als Last treibt. Der kleine Transformator, bestehend aus einem Ferritkern mit 2x3 und 1x5 Windungen, dient zur Steuerung der Halbbrücke aus den beiden Transistoren. Ins Lampengehäuse integrierte EVGs enthalten üblicherweise eine eingebaute Sicherung.

Die Zündung der Leuchtstofflampe erfolgt nach vorheriger Vorheizung durch die Einstellung der Taktfrequenz der Halbbrücke auf einen Wert, der den Reihenschwingkreis in dessen Resonanz steuert, was zu einer hohen Spannung über der Lampe führt, die die Leuchtstofflampe schließlich durchzünden lässt. Nach der Zündung fällt die Impedanz der Lampe auf ihren Betriebswert, wodurch sich an der Lampe Betriebsspannung einstellt.

Als Vorteile gegenüber dem konventionellen Vorschaltgerät ergeben sich, je nach Bauform:

fast keine Blindleistung
geringere Verlustleistung in Vorschaltgerät und Lampe (Ersparnis bis zu 30%)
zuverlässiger und schneller Start
flimmerfreier Betrieb ohne Stroboskopeffekt, daher auch an rotierenden Maschinen einsetzbar
Fehlererkennung und Abschaltung bei defekter Lampe
geringere Geräuschentwicklung (kein Netzbrummen)
adaptive Spannungsanpassung, z.B. 154...254 V DC bei Notstrombetrieb und 220...240 V AC bei normaler Netzverfügbarkeit.
Betrieb mit Niedervolt-Gleichstrom (zum Beispiel 24 oder 12 V). Diese EVG können an Batterien betrieben werden. Das eignet sie für den Einsatz in Fahrzeugen, auf Booten oder etwa im Kleingarten.

Die Wirkverlustleistung ist ca. 4...6 W bei einer 58-Watt-Leuchtstofflampe, der Preis ist im Vergleich zum konventionellen Vorschaltgerät höher. Die Energieeinsparung begründet sich zum Teil damit, dass die hohe Frequenz der Wechselspannung (zwischen 10 und 100 kHz) den ionisierten Atomen weniger Zeit lässt, um sich mit den freien Elektronen zu rekombinieren. Die Leitfähigkeit des Plasmas nimmt daher in den Pausen während des Nulldurchgangs der Spannung weniger stark ab, als bei den 50 Hz Netzfrequenz der konventionellen Vorschaltgeräte. Dieser Effekt wird als HF-Gewinn bezeichnet. Das Nachleuchten der fluoreszierenden Leuchtstoffschicht trägt ebenfalls dazu bei, die Dunkelphase beim Nulldurchgang der Spannung zu reduzieren.

Zur Beurteilung des Energieverbrauchs werden EVG wie andere elektrische Verbraucher in Energieeffizienzklassen des Energie-Effizienz-Index (EEI) eingeteilt. Der EEI berücksichtigt sowohl die Leistungsaufnahme des EVG als auch die Lichtausbeute der Lampe. Innerhalb dieser Klassifizierung erreichen gute EVG die Klasse „A2“. Der Wirkungsgrad eines EVG kann bis zu 95 % erreichen.

Dimmbare EVG können den Lampenstrom variieren, um so eine Helligkeitsregelung (z.B. 3 % bis 100 % Helligkeit) der Lampe zu erreichen. Bei geringerer Helligkeit ist die Leistungsaufnahme des EVG gleichsam niedriger, wodurch dimmbare EVG unter Umständen in die EEI-Klasse „A1“ eingeteilt werden können.

[Bearbeiten] Farbe

Spektrum einer Leuchtstoff-Lampe - Die Zahlen geben die Wellenlänge der Spektrallinien des Quecksilbers (Hg) an. Angeregt durch die UV-Strahlung des Hg emittieren die Leuchtstoffe bei mehreren Farben im sichtbaren Bereich.

Vielleicht der größte Nachteil von Leuchtstoffröhren ist, dass sie im Gegensatz zur Glühlampe kein kontinuierliches Farbspektrum aufweisen. Dass der Kunde die Wahl zwischen etwa einem Dutzend Farben hat, davon viele unterschiedliche Varianten von Weiß, macht ihm die Auswahl nicht einfacher. Grob teilt man die weißen Leuchtstoffröhren in warmweiß (warm white), neutralweiß (white) und tageslichtweiß (day light) bzw. kaltweiß (cool white) ein. In vielen Anwendungsfällen bilden die neutral weißen Lampen einen guten Kompromiss, die kaltweißen oder tageslichtähnlichen haben Vorteile bei gleichzeitigem Tageslichteinfall, wogegen die warmweißen sich mit Glühlampenlicht besser vertragen. Leuchtstofflampen mit Standardleuchtstoffen (sogenannte 'Halophosphate') haben neben dem Vorteil eines günstigen Preises aber den großen Nachteil einer schlechten Farbwiedergabe bei relativ geringer Lichtausbeute. Deutlich verbessert im Hinblick auf die Farbwiedergabe und den erzielten Lichtstrom sind die sogenannten 'Drei-Banden-Leuchtstofflampen'. Hierbei besteht die Leuchtstoffbeschichtung aus einer Mischung von drei Leuchtstoffen, die im roten, grünen und blauen Bereich des sichtbaren Spektrums relativ scharfbandige Emissionen zeigen und deren Spektren sich entsprechend dem Prinzip der additiven Farbmischung in der Lampe zu weißem Licht addieren. Die beste Farbwiedergabe haben sogenannte Vollspektrum-Leuchtstofflampen - hier treten die geringsten Farbverfälschungen auf. Das Spektrum ist tageslichtähnlich und fast ebenso kontinuierlich. Dies wird durch Einsatz von mindestens vier unterschiedlichen Leuchtstoffen erreicht.

Die Farbwiedergabe von Lampen wird durch den Farbwiedergabeindex Ra beschrieben.

Die farbliche Zusammensetzung des Lichtes wird bei Leuchtstoffröhren wesentlich durch die Zusammensetzung der Beschichtung des Glases, zu einem Teil aber auch durch die primären Emissionslinien der Gasfüllung und deren Hindurchtreten durch den Leuchtstoff und das Glas bestimmt. Die Leuchtstoffbeschichtung besteht aus kristallinen Pulvern (vorwiegend anorganische Oxide), die im Falle von 3-Banden-Leuchtstoffen Spuren von zwei- oder dreiwertigen Lanthanoid-Kationen enthalten, welche je nach eingesetztem Lanthanoid und des zugrundeliegenden Wirtsgittersystems unterschiedliche Farben erzeugen. Diese Farben ergeben additiv die Leuchtfarbe der Röhre. Die Standardleuchtstoffe basieren auf dem System des sogenannten Calciumhalophosphats der allgemeinen Formel Ca₁₀(PO₄)₆(F,Cl):Sb,Mn, wobei die unterschiedliche Farbtemperatur durch Variationen in der Konzentration der beiden Dotierelemente Mangan (Mn) und Antimon (Sb) erzielt wird.

Die Farbtemperatur ist auch abhängig von der Raumtemperatur. Gewöhnliche Leuchtstoffröhren sind für eine Raumtemperatur von etwa 20 °C ausgelegt, bei dieser Raumtemperatur erwärmen sie sich auf knapp 35 °C. Wird diese Temperatur wesentlich unterschritten, beginnt das Argon stärker zu leuchten, und die Leuchtstoffröhre sendet mehr infrarotes Licht aus. Für Anwendungen im Außenbereich und in Kühlanlagen gibt es Leuchtstoffröhren mit reduzierter Betriebstemperatur.

Die Lichtfarbe der Lampen ist für die Raumqualität mit von Bedeutung. Auch die Lichtfarben sind den verschiedenen Arbeitsaufgaben bzw. Arbeitsstätten zugeordnet. Weißes Licht ist gemäß DIN 5035 in drei Farbtemperaturbereiche eingeteilt:

Abkürzung	Bezeichnung	Farbtemperatur	Anwendung
ww	warmweiß / warm white	< 3300 K	Konferenz- u. Büroräume, Gasträume, Wohnräume
nw	Neutralweiß / cool white	3300 K bis 5300 K	Schulen, Büros, Werkstätten, Ausstellungsräume
tw	Tageslicht / day light	> 5300 K	Tageslichtersatz in geschlossenen Räumen und für technische Anwendungen

Die Farbe nw wird am häufigsten ausgewählt. In einem Raum sollte stets die gleiche Lichtfarbe eingesetzt werden.

Die Hersteller Osram und Philips nutzen ein Farbnummernsystem mit 3stelligen Zahlen, bei denen die erste die Farbwiedergabequalität angibt. Eine 8 bedeutet Ra=80-89. Eine 9 bedeutet Ra=90-100. Die beiden letzten Ziffern bezeichnen - wenn man sie um 2 Nullen verlängert - die Farbtemperatur in Kelvin. Für den Wohnbereich kann z.B. die Farbnummer 827 oder 930 gewählt werden. Im Büro ist 840 üblich, wobei 854, 865 oder gar 880 laut einiger Studien zu gesteigerter Leistungsfähigkeit führen sollen, da tageslichtähnlicher und mit entsprechend mehr UV-Anteil. Osram bietet hier eine Übersicht der Farbnummern bei Leuchtstofflampen zum Download an. Die fast ideale Wohnzimmer-Farbe 927 wird von Osram jedoch leider (noch) nicht angeboten.

[Bearbeiten] Recycling

Das Quecksilber in Leuchtstoffröhren ist giftig für Mensch und Umwelt, die Beschichtung der Röhre ebenfalls. Zudem sind die verwendeten seltenen Erden relativ teuer und können zurückgewonnen werden, weshalb ausgediente Leuchtstoffröhren unbedingt zu einem Händler gebracht werden sollten, der auch solche verkauft. Alternativ können die Röhren in größeren Recyclinghöfen zurückgegeben werden. Das gilt zumindest für die Schweiz, Österreich und Deutschland. Leuchtstoffröhren sind Sondermüll und dürfen nicht über den Hausmüll oder den Altglas-Container entsorgt werden.

[Bearbeiten] „Elektrosmog“ und elektromagnetische Verträglichkeit

Grundsätzlich sind Leuchtstoffröhren, wie alle anderen im Handel erhältlichen elektrischen Geräte, auf elektromagnetische Verträglichkeit hin geprüft und erfüllen entsprechende Grenzwerte. Dies besagt unter anderem das auf den Leuchtmitteln angebrachte CE-Kennzeichen welches bei elektrischen Geräten auch eine entsprechende Gewährleistung der elektromagnetischen Verträglichkeit sicher stellt. Damit sind Störaussendungen auf ein Maß begrenzt, bei dem eine Beeinträchtigung unwahrscheinlich bzw. deren Effekt hinnehmbar (weil gering oder kurzzeitig) ist.

Elektrosmog ist ein pseudowissenschaftlicher Begriff, der erzeugte Strahlungen und Felder umfasst.

Die nachfolgend aufgelisteten Störungen treten i.d.R. nur bei ungünstigen Kombinationen (z.B. Fernseher direkt an der Startdrossel) auf:

Leuchtstoffröhren mit elektronischem Vorschaltgerät erzeugen durch den darin befindlichen Umrichter breitbandige hochfrequente Strahlung, die von der Lampe und deren Zuleitungen abgestrahlt werden. Maßgeblich sind dabei die Arbeits-Frequenzen von meist knapp unterhalb 50 kHz sowie deren Oberwellen (Harmonische).
Auch Leuchtstofflampen mit konventionellem Vorschaltgerät geben ein breitbandiges Störspektrum im Bereich des AM-Rundfunks ab. Gestört werden können unter anderem Rundfunkempfänger für amplitudenmodulierte Sendungen auf Lang-, Mittel- und Kurzwelle.
Störend kann sich der Startvorgang konventioneller Leuchstofflampen auch auf Audioanlagen auswirken - der generierte breitbandige Störimpuls breitet sich auf den Netzleitungen aus und gelangt meist kapazitiv auf verschiedenen Wegen in Signalzuleitungen und Verstärker. Die wirksamste Maßnahme dagegen ist daher die sog. Nahentstörung in der Leuchte (nur durch Fachleute auszuführen) oder ein Netzfilter vor der Leuchte.
Durch das 50-Hz-Magnetfeld konventioneller Drossel-Vorschaltgeräte können Bildschirme mit Kathodenstrahlröhre (CRT) gestört werden.
Gelegentlich stört EVG-erzeugtes Licht die IR-Empfänger (Fernsteuerung) von Unterhaltungsgeräten, da deren Arbeitsfrequenzen ähnlich sind.

[Bearbeiten] Standardisierung

Der Röhrendurchmesser von Leuchtstofflampen ist standardisiert: T2 = 7 mm, T3 = 9 mm, T4 = 13 mm, T5 = 16 mm, T8 = 26 mm, T9 = 30 mm, T12 = 38 mm.

Die Zahl nach dem Buchstaben „T“ steht dabei für Achtel Zoll (engl. inch). Eine T5-Röhre hat also einen Durchmesser von 5/8 Zoll, was etwa 16 mm entspricht.

Standardlängen von Leuchtstofflampen (gerade Form):

T5: 14 W/24 W = 549 mm, 21 W/39 W = 849 mm, 28 W/54 W = 1149 mm, 35 W/49 W/80 W = 1449 mm

T8: 18 W = 589,8 mm, 36 W = 1199,4 mm, 58 W = 1500 mm

Daneben findet man runde und U-förmige Röhren.