Halogenlampa
halogenlampa, en vidareutveckling av den elektriska glödlampan.
Fysikalisk princip
Principen för utsändande av ljus från en halogenlampa, eller en vanlig glödlampa, är "svartkroppsstrålning" (eng. Black Body Radiation).
- När en kropp värms upp utsänds "alla" våglängder = ett brett spektrum, men med maximum för de som svarar mot temperaturen.
- Ju högre temperatur desto vitare färg hos den utsända strålningen.
- Vid "låg" temperatur utsänds osynlig värmestrålning.
- Vid "högre" temperatur börjar det glöda.
- Vid "hög" temperatur är färgen vit.
Intensiteten påverkas också.
- Ju högre temperatur desto högre intensitet hos den utsända strålningen.
Omvänt gäller: genom att mäta färgen på ljuset kan man bestämma temperaturen på det som sänder ut strålningen.
Glödtråd
I en glöd- eller halogenlampa används en så kallad glödtråd för att alstra ljuset.
- Som glödtråd används en tunn tråd av en metall med hög smältpunkt. Det möjliggör upphettning till hög temperatur utan att den brinner av.
- I glödlampor av märket "Osram" användes en legering av metallen osmium och volfram, båda med hög smältpunkt. Volfram har smältpunkt 3400 °C.
Tillverkning
Tråden tillverkas genom att man utgår från en grövre tråd och drar den genom en diamant med ett hål som är något mindre än trådens avsedda tjocklek. Detta upprepas i ett antal steg tills man får önskad tjocklek på den färdiga tråden.
- Metallen deformeras stegvis. Om man drar för kraftigt går tråden av.
- Det är vid tillverkningen omöjligt att få glödtråden absolut jämntjock. Det blir alltid ett smalaste ställe.
Glödlampan
När i en vanlig glödlampa elektrisk ström flyter genom glödtråden värms den upp och lyser.
- Långsamt men säkert avdunstar metallen.
- Den förångade metallen svärtar ner lampglasets insida.
- Detta leder till att ljusutbytet minskar med tiden.
- Vid det smalaste stället på glödtråden blir temperaturen som högst. Där dunstar metallen som mest.
- Det är vid det smalaste stället som tråden så småningom brinner av.
Halogenlampan
Om man inne i lampglaset tillsätter en gnutta jodånga (jod tillhör gruppen halogener) reagerar volfram med jod och bildar ett ämne som avdunstar vid uppvärmning.
- När detta ämne sedan kommer i kontakt med en varm yta, t. ex. trådens varmaste ställe = det smalaste, återbildas metallen och jod frigörs. Cirkeln är sluten.
- Den avdunstade metallen återförs till glödtråden.
- Det smalaste ställe blir reparerat! Trådens livslängd ökas.
- Glaset mörknar inte!
Effekten utnyttjas genom att man i en halogenlampa kör glödtråden vid en ännu högre temperatur än i en vanlig glödlampa, dvs med överspänning, varvid ljusutbytet kraftigt ökas.
- Lampglaset görs i kvartsglas för att tåla den höga temperaturen.
Livslängd
- För en vanlig glödlampa är normal livslängd cirka 1000 timmar.
- För en halogenlampa är normal livslängd är cirka 2000-4000 timmar.
- Vid 5% överspänning ökar ljusstyrkan med 20% men livslängden halveras
- Vid 5% underspänning minskar ljusstyrkan med 15% men livslängden dubblas.
Tändningen mest olycksdrabbad
När glödtråden går sönder sker det vanligen då lampan tänds.
- Detta beror på att resistansen hos en kall glödtråd är betydligt lägre än hos en varm.
- Resultatet blir en strömrusning.
- Tillslagsströmmen blir därför betydligt högre än den normala arbetsströmmen, cirka 10 gånger högre om glödtråden är kall.
Fyrljus
För fyrljus används för de "stora" fyrarna halogenlampor med 1000 W effekt och 120 V drivspänning.
- För solpaneldrift kan en lågvolts glödlampa 60/10 W användas, dvs den ordinarie glödtråden i lampglaset är för 60 W och då den går sönder kopplas reservtråden på 10 W automatiskt in på strömförsörjningen. Alternativt kan en 20/20 W lampa användas.
- Sealed-beam-lampor är gjorda för högre effekt och ljusstyrka.
- Numera används ofta armaturer med lysdioder (LED) för fyrljus, till exempel för ledfyrar.
Jfr elektriskt ljus, glödlampa, lysdiod, solpaneldrift, sealed-beam, glas, bågljus, laser, teknik.