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Technik-Lexikon « Lampe, Licht, Kelvin, Watt, Vorschaltgerät, Vorschaltgeräte, Leistung, Strahlung « Wandaquarien

Technik-Lexikon

Hier finden Sie ein Verzeichnis der gebräuchlichen Fachtermini mit ihren zugehörigen Erläuterungen. Sicherlich kann dieses Glossar keinen Anspruch auf Vollständigkeit erheben. Daher freuen wir uns über Ihre Fragen und Anregungen bezüglich neu aufzunehmender Fachausdrücke.

daylight
engl. = Tageslicht - Bezeichnung für Lichtfarbe im Tageslichtbereich 5500- 600 Kelvin, wird bei einigen Angaben auch mit “D” oder “dw” bezeichnet

Drossel

Als Vorschaltgerät oder Drossel (engl. ballast) wird die bei Gasentladungslampen und Leuchtstoffröhren zur Strombegrenzung erforderliche Vorrichtung bezeichnet.

Ein Vorschaltgerät ist zwingend zum Betrieb einer Gasentladungslampe erforderlich. Es wird hierdurch verhindert, das der der Entladungsstrom durch die zu ihrer Funktion erforderliche Stoßionisation immer weiter ansteigen würde, bis die Lampe zerstört wird oder die Sicherung anspricht.

Es kann als separates Bauelement in der Leuchte eingebaut sein, oder auch im Leuchtmittel (z.B. bei sog, Energiesparlampen) integriert sein. In diesem Fall kann das Leuchtmittel direkt am Stromnetz betrieben werden.

Vorschaltgeräte können auch die bei manchen Lampen erforderliche Zünd- (je nach Lampentyp Impulse von einigen hundert Volt bis mehrere kV) und Starteinrichtung (Vorheizung der Kathoden bei Leuchtstofflampen) enthalten.

Vorschaltgeräte gibt es als konventionelles VG oder elekronisches VG - siehe auch ” elektronisches Vorschaltgerät EVG”

Elektronisches Vorschaltgeraet - EVG

Es gibt im Gegensatz zu den als konventionelle Vorschaltgeräte bezeichneten Drosseln (KVG) auch elektronische Vorschaltgeräte (EVG). Diese EVG finden Ihren Einsatz überwiegend bei Leuchtstofflampen.
Gegenüber dem Warmstart-EVG hat das Kaltstart-EVG (Standard bei Giesemann Leuchten) die Eigenschaft, sofort mit dem Einschalten des Schalters die Leuchtstoffröhre ohne Verzögerung zu zünden. Bei Warmstart-EVG dagegen wird zuerst für einen Zeitraum von ca. 2 Sekunden eine oder beide Glühwendeln der Leuchtstoffröhre vorgeheizt und dann erst gezündet. Beide Zündvorgänge erfolgen im Gegensatz zum Konventionellen Vorschaltgerät (KVG) flackerfrei. Die EVG betreiben die Leuchtstofflampe mit höherer Frequenz, sind kleiner und leichter und die Lampe erreicht an ihnen einen höheren Wirkungsgrad.

Eloxal

Eloxiert wird üblicherweise mittels Gleichstrom in Schwefelsäure oder Oxalsäure-Elektrolyten. Das Aluminium wird dabei als Anode geschaltet, man nennt daher das Verfahren auch Anodisieren.

Zunächst werden die Aluminiumteile vorbehandelt, also gereinigt und gebeizt, um anhaftenden Schmutz sowie die dünne natürliche Oxidschicht zu entfernen. Danach erfolgt das eigentliche Eloxieren, zuweilen wird dann die poröse Schicht mit Farbstoffen gefärbt, und schließlich folgt das Verdichten.

Eloxiertes und anschließend gefärbtes Aluminium sollte möglichst im zweistufigen Sealverfahren behandelt werden, um ein Auslösen der Farbstoffe zu vermeiden.

Halogenlampe

Die Halogenlampe ist wie eine normale Glühlampe, auch häufig Glühbirne genannt, eine künstliche Lichtquelle, in der ein elektrischer Leiter durch elektrischen Strom aufgeheizt und dadurch zum Leuchten angeregt wird.
Durch die Zugabe des Halogens Brom oder Iod steigt die Lebensdauer auf 2.000 bis 3.000 Stunden – bei einer Farbtemperatur von ca. 3.000 K. Die so genannten Halogenglühlampen erreichen eine Lichtausbeute von 28 lm/W ( Vergleiche Halogenmetalldampflampe etwa 80 lm/W - lumen pro Watt)

Der Halogenzusatz verhindert bei einer Glastemperatur von mehr als 250 °C den Niederschlag von Wolfram auf dem Glaskolben. Aufgrund der wegfallenden Kolbenschwärzung kann der Glaskolben einer Halogenlampe sehr kompakt gefertigt werden. Das kleine Volumen ermöglicht einen höheren Betriebsdruck, welcher wiederum die Abdampfrate des Glühdrahtes vermindert. Hierdurch ergibt sich schlussendlich der lebensverlängernde Effekt bei Halogenlampen.

Halogenlampen sind für aquaristische Zwecke völlig ungeeignet. Neben der falschen Farbtemperatur und der recht geringen Lebensdauer wird keine ausreichende Lichtstärke erreicht.

Halogenmetalldampflampe

Die Halogen-Metalldampflampe besteht aus einem Brennerrohr mit den beiden gegenüberliegenden Elektroden. Das Brennerrohr ist in einen evakuierten Hüllkolben eingesetzt, der dem Schutz und der Wärmeisolation dient und die beiden Elektrodenanschlüsse nach außen zum Sockel führt. Es gibt einseitig und zweiseitig gesockelte Typen, die sich vor allem in der Leistung unterscheiden. Bei Aquariebeleuchtungen wird die einseitig gesockelte Version in sog. E40 Schraubfassungen eingesetzt, die 70 und 150 Watt Versionen in Rx7s Fassungen und die 250 Watt Version in FC2 Fassungen. Leistungen und Fassungen sind nicht kompatibel, d.h. die Abstände und Fassungsversionen sind jeweils nur für die entsprechende Leistung ausgelegt.

Halogen-Metalldampflampen müssen mit einem Vorschaltgerät betrieben werden, das nach dem Zünden, wenn sich ein Lichtbogen gebildet hat, den Strom auf einen konstanten Wert begrenzt. Zum Zünden ist ein Zündgerät erforderlich, welches im Strompfad liegt (Überlagerungszündung) und solange Zündimpulse von ca. 5 kV bereitstellt, bis die Lampe zündet.
In den ersten Minuten nach dem Zündvorgang muss sich das Gemisch aus Metallen, Halogenen und Seltenen Erden zunächst erwärmen um die festen Bestandteile aufzuschmelzen und zu verdampfen. Während dem ‘Hochbrennen’ erhöht sich die Lichtstärke, um nach 3 bis 5 Minuten ihren Normalwert zu erreichen. Wenn die Halogen-Metalldampflampe beabsichtigt oder versehentlich ausgeschaltet wird, muss die Lampe zunächst abkühlen, bevor sie wieder gezündet werden kann. Die Abkühlung dauert je nach Wattage und Aufbau der Leuchte etwa 10-15 Minuten.
Halogen-Metalldampflampe sind nicht oder nur eingeschränkt dimmbar, da die Betriebsbedingungen u.a. die Elektrodentemperatur und die Dampfform aller Füllungsbestandteile gewährleisten müssen.

Halogenmetalldampflampen haben eine Lichtausbeute von etwa 80 lm/W (Lumen pro Watt). Die Lichtfarbe und die Farbwiedergabe wird durch die Mischung der Inhaltsstoffe des Brenners bestimmt.

Kelvin

Kelvin (K) ist die physikalische Maßeinheit für Temperatur und wird wie Celsius in Grad gemessen. Kelvin besitzt die gleiche Einheit wie ein Grad Celsius, beginnt allerdings bei 0 K, dem absoluten Nullpunkt, dies entspricht - 273°C. Weißes Licht gibt es eigentlich gar nicht. Es ist vielmehr das Ergebnis vieler verschiedenfarbiger, sich überlagernder Lichtstrahlen in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 Nanometern. Je nach Art der Lichtquelle, kann die spektrale Zusammensetzung, also das Mischungsverhältnis zwischen den einzelnen Farben variieren, ohne dass das Auge einen sichtbaren Farbstich wahrnimmt. Für die Charakterisierung einer Lichtquelle von besonderer Bedeutung ist das Verhältnis zwischen dem roten und dem blauen Lichtanteil. Weißes Licht mit hohem Rotanteil wird als warmfarbig und mit hohem Blauanteil als kaltfarbig bezeichnet. Für die Belange der Aquarienbeleuchtung ist diese Unterscheidung zu ungenau.
Zur Verdeutlichung kann man sich nachfolgende Erklärung vorstellen:
Als Referenzobjekt dient ein imaginärer schwarzer Körper, der auf Grund seiner Beschaffenheit keine Lichtstrahlen reflektiert. Um es gleich vorweg zu nehmen, einen solchen Körper gibt es nicht, man kann ihn sich jedoch ersatzweise als Hufeisen vorstellen. Bei Raumtemperatur ist er vollkommen schwarz. Erhitzt man es, so beginnt es irgendwann, Licht auszusenden. Zunächst glüht es nur leicht, das ausgesandte Licht hat einen hohen Rotanteil. Unser Hufeisen würde im Schmiedefeuer zunächst rot-, später weißglühend. Bei einer Temperatur von etwa 2500° C (= 2773 Kelvin) entspricht die spektrale Lichtverteilung der einer Haushaltsglühbirne.
Mit steigender Temperatur wird der blaue Lichtanteil immer größer. Ab hier hinkt unser Hufeisenmodell. Es würde irgendwann schmelzen, der schwarze Körper jedoch bleibt formstabil. Bei einer Temperatur von 4727° C (= 5000 Kelvin) entspricht die ausgesandte Strahlung etwa dem normalen Tageslicht.

Lux

LUX (lx) – die Maßeinheit für die Beleuchtungsstärke
Die Beleuchtungsstärke gibt an, wie stark eine Fläche beleuchtet wird. Der von einer Lichtquelle erzeugte Lichtstrom von 1 Lumen trifft auf eine Fläche von 1 Quadratmeter. Hierbei beträgt die Beleuchtungsstärke 1 Lux.

Dieser Wert ist für die Beurteilung einer Aquarienbeleuchtung nicht unbedingt sinnvoll.
Die zur Verfügung stehenden Luxmeter sind auf die Spektralanteile im Licht eingestellt welche hauptsächlich durch das menschliche Auge wahrgenommen werden also die grünen und gelben Anteile. Eine Lampe mag also einen recht hohen Luxwet haben aber die für die Photosynthese notwendigen Spektren sind im Licht gar nicht vorhanden.

Der Luxwert gibt mehr eine Helligkeitsempfinden für denm Menschen an. Angaben in Aquarienliteratur Lux je Liter Aquarienwasser sind also recht unzutreffend.

Mondphasen

Bei der Fortpflanzung von Korallen laichen die Korallenpolypen, oft gesteuert durch die Mondphasen, ab. Dabei entstehen genetisch neue Individuen.

Man unterscheidet landläufig Vollmond, abnehmender Mond, Neumond und zunehmender Mond. Neumond, Vollmond und die beiden Halbmonde bezeichnet man als Hauptphasen.

Einen Umlauf des Mondes um die Erde, bei dem der Mond wieder die gleiche Stellung zur Sonne einnimmt, dauert in etwa 29½ Tage und wird synodischer Monat genannt. Er beträgt damit knapp einen Monat. Tatsächlich sind sowohl der Begriff, als auch die Länge eines Monats von der synodischen Umlaufzeit des Mondes abgeleitet.

Der Mond hat nicht nur Einfluss auf die “innere Uhr” vieler Lebewesen, sondern bestimmt auch die Gezeiten im Meer.

P (elektrische Leistung)

Die elektrische Momentanleistung, die in einem Bauelement umgesetzt wird, ist bei hinreichend kleinen Frequenzen das Produkt von elektrischer Spannung U und Stromstärke I.
Für periodische Wechselstromgrößen lassen sich folgende Leistungen bestimmen:
Augenblickswert der Leistung
Scheinleistung,Wirkleistung ,Blindleistung = Leistung

Die Leistungsangaben sind maßgeblich für den “Verbrauch” eines elektrischen Gerätes.
In letzter Zeit werden häufig unseriöse Angaben zum Verbrauch bei Aquarienbeleuchtungen gemacht. Hier ist oft die Rede davon, das durch den Einsatz von speziellen Steuergeräten der Stromverbrauch erheblich reduziert würde.

Diese Angaben sind schon deshalb irreführend, da ein Leuchtmittel mit einer Nennleistung von z.B. 150 Watt auch mindestens elektrische Energie i.H. von 150 Watt aufnimmt. Selbst das Steuergerät an sich, das ebenfalls einen geringen Eigenenergiebedarf hat, weist den nahezu gleichen Verbrauch auf, ob elektronisch oder magnetisch. Zur Zeit bieten elektronische Vorschaltgeräte für Halogenmetalldampflampen noch den Nachteil, der geringeren Lichtausbeute sowie
der deutlich kürzeren Lebensdsdauer.

Pulverbeschichtung

Vor der Beschichtung ist das Werkstück gut zu entfetten und gegebenenfalls mit einem Korrosionschutz (Chromatierung) zu behandeln. Bei der eigentlichen Beschichtuung wird das Pulver elektrostatisch oder tribostatisch auf den zu beschichtenden Untergrund aufgesprüht und anschließend eingebrannt. Die Einbrenntemperaturen können je nach Material oder Werkstoffstärke stark variieren. Typische Einbrennbedingungen liegen zwischen 140 und 200 °C. Es werden spezielle Pulverlacke auf Basis von beispielsweise Polyurethan-, Epoxid- oder Polyesterharzen eingesetzt. Durch das Einbrennen soll ein dauerhaftes Anhaften (rein mechanische Verklammerung) und eine gleichmäßige dichte Beschichtung erreicht werden, was teils durch Versinterung, teils durch Anschmelzen der Partikel erfolgt.

Als einziger Hersteller bietet Giesemann serienmäßig eine mehrschichtige Pulverlackierung an, durch die eine besonde Widerstandskraft und ein sehr hoher Glanzgrad erzielt wird. Das Werkstück wird hierbei in einzelnen Arbeitsgängen immer wieder mit unterschiedlichen Lackaufbauschichten versehen.

Die mehrschichtige Pulverbeschichtung bietet viele Vorteile, unter anderen eine gute Umweltfreundlichkeit (da keine Lösungsmittel benötigt werden), sehr hoher Korrosionsschutz ( bis zur Korrosionsklasse C5 ), hohe mechanische Wider-standsfähigkeit (Kratz-, Abrieb- und Schlagfestigkeit), gute Beständigkeit gegenüber Chemikalien und Salzwasser, sehr hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit sowie
gute elektrische Isolationseigenschaften.

UV Strahlung / ultraviolette Strahlung

Ultraviolettstrahlung kommt in der Sonnenstrahlung vor. Ultraviolettstrahlung kann auch künstlich hergestellt werden, bzw. entsteht als Nebenprodukt bei Halogenmetalldampflampen.

Unterhalb einer Wellenlänge von ca. 200 nm ist die Energie eines einzelnen ultravioletten Lichtquants ausreichend, Elektronen aus Atomen oder Molekülen zu lösen, d.h. diese zu ionisieren. Wie auch Gamma- und Röntgenstrahlung bezeichnet man daher kurzwellige Ultraviolettstrahlung unterhalb ca. 200 nm als ionisierende Strahlung. Obwohl sie die ionisierende Strahlung mit der geringsten Energie pro Lichtquant ist, ist sie für den Menschen gefährlich. Auch UV-Strahlung mit größerer Wellenlänge vermag bereits chemische Bindungen organischer Moleküle zu zerstören.
Eine Beleuchtung mit Halogenmetalldampflampen (HQI) muss daher unbedingt mit einem hochwertigen Schutzfilter (Standard bei allen Giesemann Leuchten)ausgestattet sein und darf niemals ohne diesen Betrieben werden.

Normales Glas ist nur für UV-A-Strahlung gut durchlässig, UV-Filter bestehen aus speziellen Glassorten und Glasmischungen welche das UV Licht bei definierten Wellenlängen absorbieren.

Für Ultraviolettstrahlung gibt es mehrere Einteilungen je nach Anwendung oder Referenzgebiet. UV-A (Wellenlängen von 320-400 nm), UV-B (Wellenlängen von 280-320 nm) und UV-C (Wellenlängen von 200-280 nm).

Zündgerät

Zum Zünden einer Halogen-Metalldampflampen ist ein Zündgerät erforderlich, welches solange Zündimpulse von ca. 5000 Volt erzeugt, bis die Lampe zündet. Man unterscheidet zwei Arten der Zündtechnik, die konventionelle Überlagerungstechnik und die Pulserzündtechnik.

Im Brenner befindet sich ein Gemisch aus Quecksilber, Halogenen, Seltenen Erden sowie einem Edelgas. Dieses, bei Raumtemperatur teilweise feste, flüssige und gasförmige Gemisch ist zunächst nicht ionisiert und hat daher einen hohen Widerstand. Durch die Hochspannung vom Zündgerät wird zunächst ein Lichtbogen gezündet. Nach der Zündung verringert sich der Widerstand durch Stoßionisation stark. Zusätzlich erhitzen sich die Elektroden und verringern dadurch ihre Austrittsarbeit, wodurch die Lampenspannung noch weiter sinkt.
Da zunächst hauptsächlich die Quecksilber-Ionen (Das Quecksilber dient zur besseren Zündung der Lampe) zum Leuchten beitragen und der Gasdruck gering ist, gibt die Lampe anfangs nur wenig Licht mit hohem Blau- und UV-Anteil ab.

Beim Hochbrennen erwärmt die Gasentladung den Brenner und schmilzt und verdampft die enthaltenen festen Füllbestandteile. Dieser Vorgang läuft aufgrund der unterschiedlichen Schmelz- und Siedepunkte nicht gleichzeitig ab. Zuerst erreicht das Quecksilber seinen Siedepunkt von 356°C und trägt damit frühzeitig verstärkt zur Lichtemission bei. Der Quecksilbervorrat ist relativ reichlich bemessen, um über die Betriebsdauer der Lampe einen zum Zünden ausreichenden Partialdruck zu gewährleisten. Aus diesem Grund bewegt sich das Spektrum des emittierten Lichtes Anfangs durch einen blaugrünen Bereich. Die Lampe leuchtet also zunächst langsam heller werdend in Grün.
Bei fortschreitender Erwärmung sieden nun auch die anderen Metalle und tragen zunehmend zur Lichterzeugung bei. In dieser Phase ist ein zügiger Farbumschlag vom Grünlichen ins Weiße sowie eine starke Helligkeitszunahme beobachtbar - die Lampe hat nun ihre Betriebsparameter erreicht.

Mit freundlicher Unterstützung der Firma Giesemann

Eine Antwort zu “Technik-Lexikon”

  1. www.monoptionbinaire.com sagt:

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