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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leuchtstoffröhren und Drossel


Autor: Markus _neu (markush)
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Hi Leutz,

nach der Durchsicht der Beschreibungen zum Thema Leuchtstoffröhren und 
KVG bin ich ein wenig verunsichert. Ich habe eine (alte) 
Leuchtstofflampe welche in die Decke integriert ist. Es ist eine 18Watt 
Lampe drin. Nun ist die 20Watt Drossel darin kaputt. Mit einer 16Watt 
hab ich es probiert, die Lampe flackert bzw. blitzt nur immer kurz auf. 
Nun hab ich noch ne 30Watt Drossel. Diese trau ich mir aber so recht 
reinzuhängen. Da die Drossel ja stromstabilisierend wirkt, würde diese 
ja theoretisch einen höheren Strom zulassen. Ist das so? Kann die Röhre 
dadurch "explodieren"?
Leider kann ich die Lampe nicht umrüsten auf ein EVG, das würde mein 
Problem lösen und hätte auch noch einen gewissen Stromspareffekt...
Gruß - Markus

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Markus _neu wrote:
> Da die Drossel ja stromstabilisierend wirkt, würde diese
> ja theoretisch einen höheren Strom zulassen. Ist das so?

Ja. Meistens zumindest. Höhere Leistungen haben teilweise aber auch 
höhere Spannungen, so dass der Strom niedriger sein kann.
Es könnte sogar passen:
http://freenet-homepage.de/a-freak/glampenliste.html

> Kann die Röhre dadurch "explodieren"?

Im Extremfall ja, aber dazu muss man schon um ein Vielfaches mehr Strom 
durchschicken (vermutlich etliche 100W).

Autor: ... (Gast)
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>  die Lampe flackert bzw. blitzt nur immer kurz auf.

sind aber oft die starter dran schuld.

Autor: Markus _neu (markush)
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@Benedikt:
Ah ok, dann werd ich das mal testen!

Danke dir!

Autor: Markus _neu (markush)
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... wrote:
>>  die Lampe flackert bzw. blitzt nur immer kurz auf.
>
> sind aber oft die starter dran schuld.

Ja, hab aber schon zwei neue probiert. Leider ohne Erfolg.

Autor: Christoph Z. (rayelec)
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>Markus _neu wrote:
>> Da die Drossel ja stromstabilisierend wirkt, würde diese
>> ja theoretisch einen höheren Strom zulassen. Ist das so?

>Ja. Meistens zumindest. Höhere Leistungen haben teilweise aber auch
>höhere Spannungen, so dass der Strom niedriger sein kann.

Da bin ich aber ganz anderer Meinung! Die Brennspannund der Lampe stellt 
sich durch den von der Drossel zugelassenen Strom ein. Eine Drossel für 
mehr Leistung lässt mehr Strom durch. Dadurch ändert sich vielleicht die 
Brennspannung der Lampe, das spielt aber keine Rolle! Ein zu hoher 
Lampenstrom führt IMMER zu einer EXTREMEN Verringerung der Lebensdauer!

Als Alternative könntest du ein EVG einer 20W-Energiesparlampe einbauen. 
das passt mechanisch fast überall rein. Aber mach das nur, wenn du 
weisst was du tust und wo die Gefahren sind!

Gruss
rayelec

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Christoph Z. wrote:
> Da bin ich aber ganz anderer Meinung! Die Brennspannund der Lampe stellt
> sich durch den von der Drossel zugelassenen Strom ein.
Richtig.

> Eine Drossel für
> mehr Leistung lässt mehr Strom durch. Dadurch ändert sich vielleicht die
> Brennspannung der Lampe, das spielt aber keine Rolle!
Auch richtig. Die Lampenspannung stellt sich selbst ein durch den 
eingeprägten Strom.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Wenn ich mich nicht verrechnet habe, müsste die 30W Drossel einen 10-25% 
höheren Strom fließen lassen, als die normale 20W Drossel. Auf Dauer 
nicht gut, das ist klar, aber kurzzeitig als Notlösung sehe ich da keine 
Probleme.
Aufgrund der höheren Betriebsspannung der 30W Röhren ist der Strom nicht 
50% höher, wie man es vermutlich erwarten würde.
Das ist auch der Grund, wieso die 16W Drossel nicht funktioniert: Mit 
dieser bekommt die Lampe nur 70% des Stromes, was zum Starten vermutlich 
nicht ausreicht.

Autor: Jens G. (jensig)
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wie rechnet man denn sowas aus? Soweit ich weiß, hat eine 
Leuchstofflampe sogar einen negativen diff. Widerstand, d.h. erhöht man 
den Strom, geht die Brennspannung runter. An der Drossel erhöht sich die 
Spannung, und damit auch zusätzlich noch etwas der Strom. Ich würde 
sogar mehr als 50% Steigerung vermuten.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Jens G. wrote:
> wie rechnet man denn sowas aus? Soweit ich weiß, hat eine
> Leuchstofflampe sogar einen negativen diff. Widerstand, d.h. erhöht man
> den Strom, geht die Brennspannung runter.

Ja, wobei der Effekt aber meist relativ gering ist, d.h. die 
Brennspannung kann man als nahezu konstant ansehen (wobei natürlich auch 
eine konstante Spannung bei steigendem Strom einen negativen diff. 
Widerstand darstellt). Nicht ohne Grund wurden Glimmlampen früher als 
Z-Dioden verwendet.

> An der Drossel erhöht sich die
> Spannung, und damit auch zusätzlich noch etwas der Strom. Ich würde
> sogar mehr als 50% Steigerung vermuten.

Ich habe ganz normal gerechnet (was eine Näherung darstellt, da u.a. der 
Strom in einer Leuchtstofflampe nicht ganz sinusförmig ist und da ich 
die Leuchtstofflampe als ohmsche Last angenommen habe):
20W           370mA        57V         -> 154 Ohm
30W           360...410mA  80...101V   -> 178-231Ohm

Bei der 20W Lampe sind 621Ohm insgesamt notwendig um 370mA fließen zu 
lassen, bei 30W 561-639Ohm.
Bei 20W sind daher 602Ohm Blindwiderstand erforderlich und bei 30W 
532-595Ohm.

Das ergibt sogar noch eine geringere Stromerhöhung als ich oben 
berechnet hatte (da hab ich nämlich nur rein ohmisch gerechnet, hier 
jetzt mit idealen Widerständen bzw. Spulen).
Bei 1,9H ergibt sich bei 154 Ohm eine Spannung von 58V 373mA, bei 178Ohm 
66V 369mA und bei 231Ohm 83V 359mA.
Der Strom bleibt also über einen weiten Lastbereich konstant. Lediglich 
eine 410mA Drossel (etwa 1,7H) für 30W würde an einer 20W Lampe zu einem 
Strom von etwa 418mA führen. Aber selbst das sind nur 13% mehr als der 
Nennstrom. Also alles halb so schlimm.
Dadurch dass sich der ohmsche Widerstand und der Blindwiderstand 
geometrisch addieren, stellt eine Spule über einen weiten Lastbereich 
tatsächlich eine recht gute Konstantstromquelle dar.

Autor: Jens G. (jensig)
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also da bin ich irgendwie etwas skeptisch, ob man die Lampe einfach als 
ohmschen R betrachten sollte. Du rechnest ja mit unterschiedlichen 
Brennspannungen - das ist ja genau das, was ich als falsch betrachtet 
habe. (hier ging's ja um dieselbe Lampe an unterschiedlichen Drosseln, 
nicht umgekehrt. Und für beide Fälle kann man wohl mit konstanter 
Spannung rechnen).

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Jens G. wrote:

> Du rechnest ja mit unterschiedlichen
> Brennspannungen - das ist ja genau das, was ich als falsch betrachtet
> habe.

Ich hab das simuliert und dabei den Widerstand so angepasst, dass 
jeweils immer etwa 57V an der Last anliegen. Bei einer Spule die für die 
30W passende Ströme liefert, fließen gerade mal 418mA bei 57V an der 
Last.

Das einzige Problem ist jetzt, (wie du richtig angemerkt hast), ob man 
eine Leuchtstofflampe als ohmsche Last ansehen darf. Streng genommen 
nein. Denn aufgrund des nicht ohmschen Widerstandes ist der Strom auf 
nicht sinusförmig und somit ist das ganze äußerst nichtlinear, was die 
Sache sehr kompliziert macht.

Autor: eProfi (Gast)
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Vielleicht hast Du noch eine zweite Drossel (30 - 58W o.Ä.) da, die Du 
in Reihe schalten kannst, um den Strom zu verringern.  Oder eine 
100W-Birne...

18W- Lampe mit 30W-Drossel-... würd ich nur ganz kurz zum Testen laufen 
lassen.

Schau mal bei Osram  oder  den Drosselherstellern (ABB und Konsorten) in 
die Kataloge, da stehen die exakten Daten drin.

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Benedikt K. wrote:

>> Kann die Röhre dadurch "explodieren"?
>
> Im Extremfall ja, aber dazu muss man schon um ein Vielfaches mehr Strom
> durchschicken (vermutlich etliche 100W).

Die Röhre selbst kann kaum explodieren. Bei einem Innendruck im 
mbar-Bereich dürfte es schwierig sein, mit einem haushaltsüblichen 
Stromanschluß die für einen erheblichen Überdruck erforderliche 
Temperaturerhöhung im Gas zu erreichen. Was schon eher passieren kann 
und insbesondere bei klassischen Glühbirnen oft passiert, ist, dass die 
Anschlußdrähte in der Fassung verdampfen und die dabei entstehende 
Druckwelle den Glaskolben aus der Fassung sprengt.

Jörg

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Jörg R. wrote:

> Die Röhre selbst kann kaum explodieren. Bei einem Innendruck im
> mbar-Bereich dürfte es schwierig sein, mit einem haushaltsüblichen
> Stromanschluß die für einen erheblichen Überdruck erforderliche
> Temperaturerhöhung im Gas zu erreichen.

Pack eine Leuchtstofflampe mal in die Mikrowelle, dann änderst du deine 
Meinung ;-)
Keine Ahnung ob es durch den Überdruck oder durch thermische Spannungen 
im Glas geschieht, aber zerlegen tut sich das Ding definitiv.

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Benedikt K. wrote:

> Pack eine Leuchtstofflampe mal in die Mikrowelle, dann änderst du deine
> Meinung ;-)

Sicher nicht, aber ausprobieren werde ich es auch nicht, solange ich da 
Dinge reinmache, die ich noch essen will.

> Keine Ahnung ob es durch den Überdruck oder durch thermische Spannungen
> im Glas geschieht, aber zerlegen tut sich das Ding definitiv.

Der Innendruck einer Röhre liegt bei weniger als 10 mbar. Um da einen 
nennenswerten Überdruck zu erzeugen, brauchst Du Temperaturen ab 
100.000°C. Solche Temperaturen lassen sich normalerweise nur in einem 
magnetisch eingeschlossenem Plasma unter Anwendung enormer Energiemengen 
erzeugen. Eine Explosion ist also physikalisch garnicht möglich.
Was allerdings leicht passieren kann, ist eine Implosion, die mit bloßem 
Auge (und Ohr) nicht von einer kleinen Explosion zu unterscheiden ist. 
Auf der Röhre lastet der atmosphärische Druck von ca. 1 kg/cm² bzw. 
10N/cm². Die Mikrowellen erhitzen das Gas lokal so stark, dass der 
Glaskolben entweder zerspringt oder schmilzt. Wenn der Glaskolben 
erstmal an einer Stelle zusammenbricht, kann sich auch die ganze Röhre 
unter der Last des Atmosphärendruckes zerlegen.

Jörg

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