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Versuche

Glimmlampen

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Glimmlampe

In Abb. 1 siehst du das Foto einer Glimmlampe. Sie besteht aus zwei Elektroden, die sich in einem mit Gas geringen Drucks gefüllten Glasröhrchen gegenüberstehen. Elektrode nennt man einen mit dem Pol einer Stromquelle verbundenen Leiter, der in ein Gefäß (Vakuum, Gas, Flüssigkeit) hineinragt.

Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Schaltsymbol Glimmlampe

In Abb. 2 siehst du den Aufbau und das Schaltsymbol für die Glimmlampe.

Hinweis: Glimmlampen zünden erst ab einer gewissen Spannung; bei den Neonröhrchen liegt diese bei ca. \(80\,{\rm{V}}\)-\(100\,{\rm{V}}\). Fließt zu viel Strom durch die Glimmlämpchen, so werden diese zerstört. Für den Anschluss an unser Haushaltsnetz benutzt man häufig die sogenannte Dreiecksglimmlampe.

Funktionsweise von Glimmlampen

Abb. 3 Aufbau, Durchführung und Beobachtung des Versuchs zur Reihenschaltung zweier Glimmlampen

Die Animation in Abb. 3 zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtung eines Versuchs zur Untersuchung der Funktionsweise von Glimmlampen.

Zwei Isolierstützen sind an die Pole einer elektrischen Quelle mit einer hohen Nennspannung angeschlossen. An jeder Isolierstütze ist eine Glimmlampe befestigt, die freien Enden der Glimmlampe berühren sich.

Aufgabe

a) Fertige eine Schaltskizze des Versuchs an. Benutze dabei das Schaltsymbol für die Glimmlampe.

b) Beschreibe die Beobachtung beim Einschalten der elektrischen Quelle.

Gehe insbesondere darauf ein, wie man mit Hilfe von Glimmlampen die Art der Pole einer Spannungsquelle feststellen kann.

Lösung

a)

Abb. 4 Reihenschaltung zweier Glimmlampen. Schaltskizze

b) Beim Einschalten der elektrischen Quelle leuchtet jeweils eine Elektrode der sich berührenden Glimmlampen auf. Dies ist ein Indiz dafür, dass Strom fließt.

Dabei leuchtet immer diejenige Elektrode einer Glimmlampe auf, die näher zum Minuspol liegt. Man spricht vom sogenannten "negativen Glimmlicht".

Ist die Art des Pols einer Gleichspannungsquelle nicht bekannt, so kann man dies mit Hilfe einer Glimmlampe feststellen: Man schließt an die Pole einen Kreis bestehend aus Glimmlampe mit Vorwiderstand. Derjenige Pol, welcher mit der aufleuchtenden Elektrode verbunden ist, ist der Minuspol.

Vergleich von Glimmlampe und Glühlampe

Parallelschaltung von Glimmlampe und Glühlampe

Abb. 5 Aufbau, Durchführung und Beobachtung des Versuchs zur Parallelschaltung einer Glimmlampe und einer Glühlampe

Die Animation in Abb. 5 zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtung des Versuchs, bei dem Glimmlampe und Glühlampe parallel an eine elektrische Quelle mit regelbarer Spannung angeschlossen sind.

Aufgabe

a) Fertige eine Schaltskizze dieser Schaltung mit den Schaltsymbolen für Glühlampe und Glimmlampe an.

b) Erläutere, was geschehen würde, wenn bei sonst gleichem Versuch die Glimmlampe aus der Halterung genommen würde.

c) Stelle begründet eine Vermutung darüber auf, welche Lampe zuerst leuchtet, wenn man die Spannung ganz vorsichtig hoch regelt.

Lösung

a)

Abb. 6 Schaltskizze der Parallelschaltung von Glühlampe und Glimmlampe

b) Die Glühlampe würde wie bei a) leuchten.

c) Beim Erhöhen der Spannung leuchtet die Glühlampe zuerst auf. Im Glühlampenzweig besteht - im Gegensatz zum Glimmlampenzweig - von Beginn an eine leitende Verbindung zwischen den beiden Polen der Spannungsquelle.

Mit diesem Versuch lässt sich die Polarität der Spannungsquelle noch nicht feststellen. Theoretisch könnte auch eine Wechselspannungsquelle vorliegen.

Hinweis: Würde man die Spannung weiter erhöhen, so würde auch die Glimmlampe zünden. Diese hohe Spannung würde aber zur Zerstörung der parallelgeschalteten Glühlampe führen.

Reihenschaltung von Glimmlampe und Glühlampe

Abb. 7 Aufbau, Durchführung und Beobachtung des Versuchs zur Reihenschaltung einer Glimmlampe und einer Glühlampe

Die Animation in Abb. 7 zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtung des Versuchs, bei dem Glimmlampe und Glühlampe in Reihe an eine elektrische Quelle mit regelbarer Spannung angeschlossen sind.

Aufgabe

a) Fertige eine Schaltskizze dieser Schaltung mit den Schaltsymbolen für Glühlampe und Glimmlampe an.

b) Gib an, wo der Pluspol der elektrischen Quelle ist.

c) Erläutere, was geschehen würde, wenn bei sonst gleichem Versuch die Glimmlampe aus der Halterung genommen würde.

d) Stelle begründet eine Vermutung darüber auf, welche Lampe zuerst leuchtet, wenn man die Spannung ganz vorsichtig hoch regelt.

Lösung

a) 

Abb. 8 Schaltskizze der Reihenschaltung von Glühlampe und Glimmlampe

b) Der Pluspol ist auf der Seite, auf der die Elektrode der Glimmlampe nicht leuchtet, also auf der rechten Seite.

c) Keine der beiden Lampen würde leuchten.

d) Beim Erhöhen der Spannung leuchtet die Glimmlampe zuerst auf. Die Glimmlampe zündet bereits bei sehr kleinen Strömen, bei denen die Glühlampe noch nicht die nötige Temperatur zum Leuchten besitzt.

Ergebnis

Die Glimmlampe ist ein empfindlicherer Stromindikator als die Glühlampe. Damit die Glimmlampe aber arbeitet muss eine Mindestspannung vorhanden sein (je nach Typ verschieden; Richtwert \(100\,\rm{V}\)).