is een toestel, waarin het licht door electriciteit, door het gloeien van lichamen in een niet lichtgevende vlam, het zgn. gloeilicht, of door verbranden van gas of van andere lichtgevende stoffen, die bij gewone temperatuur vloeibaar zijn (olie, petroleum, spiritus), verkregen wordt.
Olielamp
De eenvoudigste lamp voor olie e.a. vloeistoffen is een glazen of messingen schaaltje, in het midden waarvan een nauw glazen buisje staat, waarin door capillaire werkingen de olie wordt opgezogen, die bovenaan aangestoken wordt. Uit zulke capillaire buisjes bestaat ook de kous, die gewoonlijk in lampen gebruikt wordt.
Deze kousen worden meestal van katoen gemaakt. De lichtkracht wordt vergroot, wanneer men door een glas van bepaalde hoogte en wijdte de luchttrek bevordert en regelt.
De minerale oliën, zoals petroleum, vereisen andere lampen dan de vette oliën. Zij zijn dun vloeibaar en worden daarom gemakkelijker door de kous opgezogen dan de vette; verder leveren zij bij lagere temperatuur al brandbare gassen en deze hebben meer lucht nodig om haar grootste lichtsterkte te geven. De lucht, voor de verbranding nodig, dient in de regel om de brander af te koelen, waardoor zij zelf voorgewarmd wordt. Bij petroleum vermindert de lichtsterkte na enige uren branden, daar zich dan een koolachtige massa aan de kous afzondert. Hoe zuiverder de petroleum is, hoe langzamer de afscheiding plaats heeft.
De branders, die voor de verlichting met andere gassen dienst doen, wijken weinig af van die, in gebruik voor het lichtgas; slechts voor het gebruik van acetyleen zijn speciale branders geconstrueerd.
De kaars bestaat meestal uit een cylindervormige staaf, gemaakt van vaste, brandbare stoffen, gegoten om een katoenen pit. Reeds de Romeinen kenden de kaarsen; deze waren uit bijenwas (cerei) of uit runder- of schapentalk (sebacei) gemaakt. De R.K. Kerk besliste, dat zij voor haar ritus de waskaarsen nodig had. In de Middeleeuwen en het daarop volgende tijdperk werden de waskaarsen, behalve voor godsdienstige doeleinden, door de aanzienlijken gebruikt, terwijl de goedkopere talk- of vetkaars in de behoeften van de burgerman voorzag.
De kaarsenfabricage nam eerst een grote vlucht, toen men er in de 19de eeuw toe overging, in de plaats van de dure bijenwas en laagsmeltende en slechtbrandende vetten, de daaruit afgescheiden en van vloeibare bestanddelen bevrijde vetzuren als grondstof te gebruiken. Het mengsel dezer vaste vetzuren (palmitinezuur en stearinezuur) noemde men stearine, en men spreekt dus van stearinekaarsen.
De vroegere slecht verbrandende pitten, gemaakt uit in elkaar gedraaide of geweven vezels, werden vervangen door de door Cambacérès uitgevonden platte gevlochten pit. Deze pit wordt door drenking in bepaalde zoutoplossingen (ammoniumsulfaat, ammoniumfosfaat, boorzuur) geapprêteerd, waardoor zij bij het branden een bepaalde gebogen stand aanneemt, wat tot gevolg heeft, dat het uiteinde regelmatig en niet te snel verbrandt. In de laatste decennia der 19de eeuw kreeg de stearinekaars een mededingster in de paraffinekaars.
Booglamp
Worden twee spitse koolstaafjes, waartussen een electrische spanning bestaat, met elkander in aanraking gebracht en daarna een eindje van elkander verwijderd, dan ontstaat tussen die beide koolspitsen een lichtboog, die een fel verblindend licht uitstraalt. Dit verschijnsel werd het eerst waargenomen door Humphrey Davy in 1810.
Men onderscheidt twee soorten koolspitsen. De zuivere kool bestaat grotendeels uit samengeperst roet, bij de effectkool is dit vermengd met metaalzouten. Deze verdampen en maken, dat de boog meer licht uitzendt. Bij branden op gelijkstroom heeft zuivere kool een nuttig effect van 5-10 lumen per Watt, effectkool 25-35 lumen per Watt. In de kernkolen bevindt zich een kern van lichter verdampend materiaal, wat de stabiliteit van de boog vergroot.
Het toepassingsgebied van de booglamp is sterk achteruitgegaan door het opkomen van de wolfraamgloeilamp. De booglamp heeft zich slechts daar kunnen handhaven, waar grote oppervlaktehelderheid vereist wordt (projectietoestellen). Willen we het booglicht gebruiken, dan dient de lichtsterkte voortdurend even groot te blijven; dit gebeurt alleen als de afstand der geleidelijk afbrandende koolspitsen ook even groot blijft; elke booglamp moet dus voorzien zijn van een inrichting, die de afstand der beide spitsen constant doet blijven.
Omstreeks 1880 vervaardigde Edison de eerste practisch bruikbare electrische gloeilampen. Eerst nam hij strookjes verkoold papier, later verkoolde bamboevezels en thans maakt men de kooldraden door verkoling van cellulose, omdat een zuivere, homogene grondstof hierbij een eerste eis is. Van de later in gebruik gekomen gloeidraadmaterialen wordt alleen wolfraam nog gebruikt. De ballon wordt luchtledig gepompt. Vóór het leegpompen brengt men in de lamp een weinig rode phosphor, die de overblijvende zuurstofresten en waterdamp chemisch bindt. Elke gloeilamp bezit een messinghuls, die met gips aan de ballon wordt vastgezet. De meest gebruikelijke huls is de schroefhuls van Edison, die past in de schroeffitting. Ook wordt vrij veel toegepast de zgn. Swan- of bajonetfitting. Hierbij wordt de lamp door middel van een bajonetsluiting in de houder bevestigd. Ze worden daar toegepast, waar gevaar bestaat, dat de lamp door trillingen zou losdraaien, zoals in treinen, aan boord van schepen enz.
De lamp bereikt het einde van haar leven, doordat de wolfraamdraad doorbreekt, omdat een gedeelte van het wolfraam verdampt is, wat men duidelijk kan zien bij lang gebruikte lampen aan de zwarting van het glas. De zwarting van de ballon wordt tegengegaan door het glas te bedekken met een zeer dun laagje van een anorganisch zout, bijv. keukenzout of calciumfluoride. Dit wordt als volgt aangebracht. Men dompelt de gloeidraad van tevoren in een oplossing van dit zout. Bij het uitgloeien van de draad verdampt het zout en zet zich neer op de ballon. De kooldraadlampen hebben een stroomgebruik van 3 à 3,5 Watt per kaars. De later in gebruik genomen draden werkten economischer. In historische volgorde waren dit osmium (Auer, 1902) met 1,5 Watt per kaars, tantalium (Siemens en Halske, 1905) met eveneens 1,5 Watt per kaars en wolfraam (Coolidge, ongeveer 1910) met 1 Watt per kaars. Nog voordeliger zijn de in het jaar 1913 in de handel gebrachte ,,half-Watt” lampen, die voor de grote lichtsterkten, waarvoor ze aanvankelijk uitsluitend gemaakt werden, slechts 0,5 Watt per kaars verbruiken, vandaar dan ook haar naam. Voor de kleinere lichtsterkten gebruiken ze echter wel wat meer. Bij deze half- Wattlampen is het luchtledig door een neutraal gas vervangen, nl. argon met 15 pct stikstof. De gasvulling is een uitvinding van de Amerikaan Langmuir en heeft ten doel de verdamping van de wolfraamdraad tegen te gaan. Om eenzelfde levensduur te bereiken kan men nu de temperatuur aanzienlijk hoger kiezen dan bij de vacuumlampen, wat meebrengt een groter nuttig effect. De gloeidraad is in gasvullingslampen gespiraliseerd, meestal zelfs is de spiraal nog eens gespiraliseerd (Bi-arlita). Dit is gedaan om de afkoelende werking van het gas ten gevolge van geleiding en convectie te verkleinen. Na de verbetering van Langmuir (1913) is er essentieel niet veel aan de gloeilamp veranderd.
De natriumlamp is een gasontladingsbuis, waarin zich natriumdamp bevindt. De omgebogen glazen buis is eerst luchtledig gepompt, daarna is er een weinig metalliek natrium in gebracht en een weinig neongas. Omdat de natriumdampdruk te laag is, als de buis nog koud is, gaat de ontlading in de aanvang door het neongas, de lamp straalt dan rood licht uit. Naarmate de buis door de ontlading warmer wordt stijgt de dampdruk van het natrium en neemt dit de functie van het neongas over, waarna de lamp een intensief geel licht uitstraalt. Om het warmteverlies te verminderen is de eigenlijke ontladingsbuis omgeven door een Dewarvat, dit is een dubbelwandige ballon met luchtledig gepompte tussenruimte. De natriumverlichting is het eerst toegepast in Nederland en wel op een wegvak tussen Beek en Geleen in Limburg in 1932.
Sindsdien verbreidt het systeem zich snel. De typische
voordelen zijn geringe verblinding door de lampen zelf en scherpe contrastwerking, waardoor goede zichtbaarheid. Van alle bestaande lichtbronnen heeft de natriumlamp het hoogste rendement (80 lumen per Watt).
Eveneens in de jaren ’30 zijn de kwikdamplampen in haar moderne uitvoeringsvorm ontstaan.
Men onderscheidt drie typen, die onderling verschillen in de toegepaste dampdruk, de Philips HO-lamp werkt bij ca 1 atmosfeer kwikdampdruk, het type HP heeft ca 8 atmosfeer druk, het type SP ongeveer 60 atmosfeer. De beide laatste typen zijn wegens de hoge temperatuur, die de wand van het ontladingsvat aanneemt, van kwarts vervaardigd en het is bij het SP-type zelfs nodig geforceerde koeling toe te passen met een lucht- of waterstroom. De afmetingen der ontladingsruimten nemen af in de genoemde volgorde en de helderheid neemt in die zelfde volgorde toe. De helderheid van de SPlamp is zo goed als gelijk aan de helderheid van de zon. HO- en HP-lampen worden gebruikt voor straat- en fabrieksverlichting, SP-lampen voor projectie (cinema) en lichtwerpers. De kleur van kwiklampen is blauwachtig wit. Om de kleur te corrigeren plaatst men de ontladingsbuizen in een buitenvat, waarvan de binnenkant bedekt is met een fluorescerende stof (meestal zinksulfide), dat het ultraviolette gedeelte van de straling transformeert in rood licht, wat met het blauwachtige licht van de ontladingsbuis zelf te zamen practisch wit licht oplevert (Philips type HPL).
De fluorescentielamp deed haar intrede op grote schaal in 1939. De buis bevat een mengsel van argon en kwik, waarvan het laatste de eigenlijke straler is. Echter straalt het kwik in dit geval grotendeels onzichtbaar, ultraviolet licht uit van 2536 Angström golflengte. De buiswand is bedekt met een laag van een fluorescerende stof, die de eigenschap bezit, deze ultraviolette straling om te zetten in zichtbaar licht. Zo ontstaat een lichtbron met een nuttig effect van ca 60 lumen per Watt, dat is vier keer zo hoog als dat van een gloeilamp. Bovendien is de levensduur van fluorescentielampen aanzienlijk groter dan die van gloeilampen. Ondanks de hogere aanschaffingskosten is daarom de fluorescentielamp in het gebruik goedkoper.
In de fig. is de schakeling van de fluorescentielamp TL aangegeven. Tussen het net en de buis is een smoorspoel L geschakeld, die dient om de stroom te begrenzen. Het ontsteken van de lamp geschiedt door middel van de,,starter” S. Dit is een glimlampje,dat direct bij inschakelen van de spanning gaat glimmen. Zijn electroden worden warm en buigen zich daardoor zodanig, dat ze elkaar raken. Door deze kortsluiting gaat een aanzienlijke stroom door de beide getekende electroden van lamp TL. Na enige tijd zijn de polen van S afgekoeld en opent het contact in S zich. Daardoor wordt in L een inductiestoot opgewekt, die de lamp TL doet ontsteken. Destarterstaat van nu afnietlanger op de volle netspanning maar op een zodanig lagere, dat hij niet meer reageert. C1 is een kleine condensator om de werking van de starter te verbeteren, wat hier niet nader zal worden toegelicht. G is een „compensatiecondensator”, die dient om de arbeidsfactor van de schakeling te verbeteren. Deze beide condensatoren zijn niet-essentiële onderdelen van de schakeling.
Ook de starter kan worden weggelaten, indien men zelfstartende lampen bezigt. Het Philips type TI.-S bijv. onderscheidt zich van de normale TL-lamp, doordat een geleidende streep is aangebracht op de binnenkant van het glas, welke streep met één der electroden is verbonden. Een dergelijke lamp ontsteekt zichzelf op de in Nederland gebruikelijke netspanning van 225 volt.
Lit.: G. Holst, Electrische Lichtbronnen (1926); P. J. Oranje, Gasontladingslampen (1944); C. Zwikker, Fluorescentieverlichting (1950).
PROF. DR C. ZWIKKER.
