Wissenschaftliche Arbeit zum Staatsexamen für das Lehramt an Gymnasien

Institut für Arbeitslehre/Technik
Universität Potsdam


vorgelegt von Andreas Scheibe
01. Juli 2008

Inhalt I

I Inhalt

1 Einleitung 4
2 Historischer Rückblick 6
3 Licht 18

4 Wichtige Größen und Einheiten 22
4.1 Wellenlänge 23
4.2 Lichtfarbe/Farbtemperatur 24
4.3 Lichtstärke Lichtstrom Leuchtdichte 24
4.4 Beleuchtungsstärke 25
4.5 Boden-Iso-Lux-Diagramme 26
4.6 Leuchtmittelbezeichnung 27

5 Elektrische Lichtquellen 31
5.1 Einteilung 32
5.1.1 Glühlampe 33
5.1.1.1 Aufbau und Funktion 33
5.1.1.2 Vor- und Nachteile 35
5.1.1.3 Einsatzbereiche 36
5.1.2 Halogenlampe 37

Inhalt II

5.1.2.1 Aufbau und Funktion 37
5.1.2.2 Vor- und Nachteile 38
5.1.2.3 Einsatzbereiche 40
5.1.3 Leuchtstofflampe 40
5.1.3.1 Aufbau und Funktion 40
5.1.3.2 Vor- und Nachteile 42
5.1.3.3 Einsatzbereiche 42
5.1.4 Energiesparlampe 45
5.1.4.1 Aufbau und Funktion 45
5.1.4.2 Vor- und Nachteile 45
5.1.4.3 Einsatzbereiche 47
5.1.5 Metalldampfniederdrucklampe 48
5.1.5.1 Aufbau und Funktion 48
5.1.5.2 Vor- und Nachteile 49
5.1.5.3 Einsatzbereiche 50
5.1.6 Metalldampfhochdrucklampe 51
5.1.6.1 Aufbau und Funktion 51
5.1.6.2 Vor- und Nachteile 52
5.1.6.3 Einsatzbereiche 53
5.1.7 Halogenmetalldampflampe 53
5.1.7.1 Aufbau und Funktion 54
5.1.7.2 Vor- und Nachteile 54
5.1.7.3 Einsatzbereiche 55
5.1.8 LED 56
5.1.8.1 Aufbau und Funktion 56
5.1.8.2 Vor- und Nachteile 58
5.1.8.3 Einsatzbereiche 59
5.1.9 Lampenentsorgung 61

6 Einsatz elekt. Lichtquellen in Kfz-Beleuchtungseinricht. 64
6.1 Historie 65

Inhalt III

6.2 ,,Xenonlicht" 66

7 Nachbetrachtung 71
8 Erklärungen 74
9 Bildquellen 78
10 Literatur/Quellen 82

Einleitung 1

"Wüsste nicht, was sie Besseres erfinden könnten, als wenn die Lichter ohne Putzen brennten." (Goethe 1779 in einem Brief an Charlotte von Stein)

In dieser Arbeit zum Thema: ,,Vorteile und Nachteile beim Einsatz unterschiedlicher elektrischer Lichtquellen in der Beleuchtungstechnik" soll es darum gehen, praxisrelevante elektrische Lichtquellen in ihrem Aufbau und ihrer Funktion näher zu beleuchten, auf ihre jeweiligen Vor- und Nachteile einzugehen, und schließlich wichtige Einsatzbereiche der jeweiligen Beleuchtungstypen aufzuzeigen. Dabei muss, der hohen Anzahl der Spezialisierungen innerhalb der verschiedenen Beleuchtungsmittel geschuldet, lediglich auf wesentliche Charakteristikas eingegangen werden.
Beginnend mit einem historischen Rückblick und wichtigen Größen und Einheiten soll, nachdem auf verschiedene elektrische Lichtquellen näher eingegangen worden ist, ein praxisorientierter Teil zur Anwendung neuester Leuchtmitteltechnologien im Bereich der Kraftfahrzeugbeleuchtung folgen. Dieses Praxisbeispiel schien deshalb als interessant, da es hier in einem vergleichbar kurzen Zeitraum zu großen Veränderungen in Bezug auf den Einsatz von Leuchtmitteln gekommen ist.

5

Historischer Rückblick 2

Vor

etwa 500000 Jahren findet man die ersten Spuren einer bewussten Nutzung des wärme- und lichtspendenden Feuers. Feuer ist eines der Elemente, dessen für den Menschen wichtige Lebensfunktion schon sehr früh erkannt wurde. Licht verlängert zum einen den Tag, und andererseits nimmt es dem Menschen die Angst vor der Finsternis.

Feuerstellen

Die Feuerstellen - in vielen alten Kulturen Mittelpunkt der Menschen - mussten unter großen Anstrengungen entfacht und sorgsam gepflegt werden. Das Bewachen des offenen Feuers war oftmals die herausragende Aufgabe.

Steinzeitliche Feuerstelle (1)

Feuer und Licht haben in Sagen, Mythen und kultischen Handlungen seit frühester Zeit einen sehr hohen Stellenwert. So war Licht beispielsweise in der griechischen Sage ein göttliches Geschenk, welches Prometheus - der Gott des Lichtes - von Gottes Herdfeuer des Olymps herniederholte. Offenes Feuer bedeutete aber auch sehr oft große Gefahren. Segen und Gefahren des Feuers sind Teil der gesamten Entwicklungsgeschichte des Menschen.

6

Historischer Rückblick 2

Harzreiches Öl, Kienspan

Die aus dem Feuer herausgenommenen, brennenden Scheite waren vermutlich die ersten nicht immobilen Lichtquellen. Als Brennmaterial dienten zumeist Kienspäne aus harzreichen Hölzern. Wenn man die Hände frei halten wollte, wurden die Späne zunächst in Lehmklumpen, Felsspalten oder in die Erde gesteckt und oftmals sogar im Mund getragen. Später wurden diese Späne in hölzerne bald auch metallene Hänge-, Steh- und Tragehalterungen verankert.

Kienspantragehalterung aus Metall (2)

Selbst in Deutschland gab es die Kienspanbleuchtung in wenigen entlegenen Gebieten Deutschlands noch bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts.

Talg und Fett in Steinschalen

Sehr simple Steinschalen für Talg und Fett als Lichtspender stammen von etwa 25.000 v. Chr.. Sie wurden in der Regel mit tierischen und pflanzlichen Fetten gefüllt und angezündet. Aus Steinschalen entwickelten sich größere Feuerbecken, daraus später Armleuchter, an deren oberen Ende sich die Fettschale befand.

Steinschale für tierische Fette, (3)

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