Elektrische Kenndaten von Glühlampen

Glühfäden von Glühlampen werden inzwischen aus Wolfram(-legierungen) hergestellt.^3.16 Wolfram ist ein Kaltleiter, d.h. mit steigender Temperatur steigt der Widerstand, bei konstanter Spannung sinkt dann der Strom. Die Zulassungsvorschriften ignorieren dies. Für die genauere Betrachtung des Verhaltens der Lichtanlage ist diese Vernachlässigung aber unzulässig. Erstrecht interessant wird es, wenn die später noch genauer betrachten, Alterungseffekte mit berücksichtig werden. Vorerst werden diese Probleme vernachlässigt.

Glühlampen für Fahrräder werden u.a. in der Norm DIN 49848 Teil 1-5 genormt (Stand Januar 2002):

49848-1

Vakuummbirnen mit einer Betriebsspannung von 6 V. B1 mit 2,4 W und E10-Gewinde, B2 mit 0,6 W und E10-Gewinde B3 mit 0,6 W und BA9s-Sockel. (Stand Januar 1990)

49848-2

Halogenbirne HS3 6 V/2,4 W mit PX13,5s-Sockel für Scheinwerfer von 6 V-Anlagen. (Stand Januar 1990)

49848-3

Glühbirnen für batteriegestützte Beleuchtung mit PX13,5s-Sockel. Form C 2,5 V/0,75 W, D 2,4 V/1,68 W, E 2,8 V/1,4 W, F 6 V/5 W und G 12 V/5 W. (Stand Juni 2001 Entwurf)

49848-4

Halogenbirne HS4 13,5 V/5 W mit PX13,5s-Sockel. Umgangssprachlich 12 V aber für die 13,5 V aus dem Automobilbereich (ungefähr Ladeendspannung Bleiakku) ausgelegt. (Stand März 1998 Entwurf)

49848-5

TF5 13,5 V/1,2 W für mittelalterliche=präLeuchtdiodenzeit-Rücklichter von 12 V-Fahrrad-Beleuchtungsanlagen. (Stand Oktober 1998)

Interessant sind u. a. die Lebensdaueren (vgl. Tabelle 3.6).

Die Stromaufnahme $I$, der Widerstand $R$ und die Leistungsaufnahme $P$ einer Glühlampe können als ein Funktion der Spannung ausgedrückt werden. Hier werden mit einem Labornetzgerät die Spannung und Stromaufnahme von Fahrradglühlampen gemessen und in Polynomen zweiten Grades approximiert. Die Meßdaten sind im Anhang wiedergegeben:

• Für eine vermessene HS3-Fahrradlampe OSRAM 6 V/2,4 W K16429 ergibt sich im Bereich 1-7,4 V Gleichspannungsbetrieb angenähert^3.17

  
  

  $$I_{\mbox{\footnotesize Halogen}}(U) = 0,1389 +0,0542 U -0,0019 U^2$$ (3.22)

  $$R_{\mbox{\footnotesize Halogen}}(U) = 2,6796 +3,0404 U -0,1573 U^2$$ (3.23)

  $$P_{\mbox{\footnotesize Halogen}}(U) = -0,0687 +0,2152 U +0,0317 U^2$$ (3.24)

  
  

  mit $U$ in Volt, $I$ in Ampere, $R$ in Ohm und $P$ in Watt. Die ausgemessenen Stützstellen liegen von 1-7 V alle 0,5 V.^3.18

  Messungen an mehreren, teilweise gebrauchten, Lampen aus dem Fundus ergeben bei Nennspannung Stromaufnahmen von 2$\times$0,40, 2$\times$0,41, 0,43, 0,49, 0,52 und 0,55 A. Laut DIN 49848 ist eine Leistung von 2,4$\pm$0,2 W zugelassen, was entsprechend eine Stromaufnahme von 0,37-0,43 A bedeutet. Damit liegen drei von acht Lampen stark außerhalb der Toleranzgrenze. Dies ist bei der Serienschaltung von mehreren Lampen, wie auf Seite beschrieben, zu beachten.

  Eine Halogenlampe (bei den Messungen des 28''-SON in der zweiten Lampe) belastet das System bei 6 V mit 3,1 W und liegt deutlich außerhalb des Toleranz-Bereiches. Dieses wird erst am Ende der Messungen entdeckt und ist entsprechend zu berücksichtigen. Seitdem werden die Dynamoanlagen mit stärker belastbaren Widerständen und nicht mehr mit Glühlampen belastet. Leider sind nur so reproduzierbare Meßergebnisse an Dynamos gewährleistet.

• Für zwei konventionelle Vorderlichtglühlampen OSRAM 6 V/2,4 W K16401 ergeben sich im Nennpunkt 0,40 und 0,41 A.

• Für eine vermessene Rücklichtlampe OSRAM 6 V/0,6 W ergibt sich im Bereich 1-7,4 V Gleichspannungsbetrieb angenähert:

  
  

  $$I_{\mbox{\footnotesize R\uml {u}ckl.}}(U) = 0,0208 + 0,0176 U -0,0008 U^2$$ (3.25)

  $$R_{\mbox{\footnotesize R\uml {u}ckl.}}(U) = 18,9463 + 9,8324 U -0,4657 U^2$$ (3.26)

  $$P_{\mbox{\footnotesize R\uml {u}ckl.}}(U) = -0,0269 + 0,0512 U +0,0086 U^2$$ (3.27)

  
  

  Im Nennpunkt werden 0,099 und 2$\times$0,11 A gemessen.

• Für eine vermessene Glühlampe Philips HS4 (HPR74) ~~~K82 ergibt sich im Bereich 1-14,5 V Gleichspannungsbetrieb angenähert:

  
  

  $$I_{\mbox{\footnotesize HS4}}(U) = 0,1301 +0,02611 U -0,0004346 U^2$$ (3.28)

  $$R_{\mbox{\footnotesize HS4}}(U) = 4,02 +3,516 U -0,09946 U^2$$ (3.29)

  $$P_{\mbox{\footnotesize HS4}}(U) = -0,07668 +0,191 U +0,01618 U^2$$ (3.30)

  
  

• Last but not least: Eine gebrauchte Lampe aus dem Cateye HL-1500 G: 4,8 V/0,5 A zieht bei 4,8 V 0,548 A und bei 6 V 0,612 A.

  
  

  $$I_{\mbox{\footnotesize Cateye}}(U) = 0,2193 +0,0821 U -0,0028 U^2$$ (3.31)

  $$R_{\mbox{\footnotesize Cateye}}(U) = 1,5759 +2,0689 U -0,1163 U^2$$ (3.32)

  $$P_{\mbox{\footnotesize Cateye}}(U) = -0,0855 +0,3183 U +0,0513 U^2$$ (3.33)

  
  

Für eine Standardkombination aus 6 V/2,4 W und 6 V/0,6 W ergeben sich dann:

$$I_{\mbox{\footnotesize ges.}}(U) = I_{\mbox{\footnotesize Halogen}}+I_{\mbox{\footnotesize R\uml {u}ckl.}} = 0,1597 + 0,0718 U - 0,0027 U^2$$ (3.34)

$$R_{\mbox{\footnotesize ges.}}(U) = \frac{1}{\frac{1}{R_{\mbox{\tiny Halogen}}}+\frac{1}{R_{\mbox{\ti... ...rac{U}{I_{\mbox{\footnotesize ges.}}} =\frac{U}{0,1597 + 0,0718 U - 0,0027 U^2}$$ (3.35)

$$P_{\mbox{\footnotesize ges.}}(U) = P_{\mbox{\footnotesize Halogen}}+P_{\mbox{\footnotesize R\uml {u}ckl.}} = - 0,0956+ 0,2664 U + 0,0403 U^2$$ (3.36)

Das ist nicht so konstant, wie es die TAs annehmen. Wenn jetzt noch die Supressordioden berücksichtigt werden sollen, so wird das Verhalten für eine theoretische, geschlossene Lösung des Gleichungssystemes erstrecht ekelhaft. Lumitron (http://www.lumitroncorp.com) gibt für die Abhängigkeit der normierten Leistungsaufnahme von der normierten Spannung auf den W3-Seiten (http://www.) einen Exponenten von 0,55 an.

Relativ neu sind, aus der Automobilindustrie kommend, blaue bzw. bläuliche Lampen, manchmal blue vision genannt. Ein Vertreter ist hier die Philips HPR60BV (~~~K141). Es ist eine normale HS3-Lampe (HPR60), allerdings eine ausgesucht helle Variante, bei der mit einer Lackschicht die rötlichen Lichtanteile ausgefiltert werden. Der Sinn scheint eher werbewirksam zu sein. Vergleiche auch hierzu die Bemerkungen auf S. .