Als im Jahr 1880 Thomas Edison sein erstes Patent auf seine Kohlefadenglühlampe erhielt, hatte er sich wahrscheinlich auch noch nicht vorstellen können, wie sehr seine Erfindung die Welt verändern würde. Im darauf folgenden Jahrhundert traten „seine“ Glühbirnen ihren Siegeszug rund um die ganze Welt an. So wurde mit der Glühbirne die abendliche Dunkelheit aus Städten und Dörfern verbannt und so manches Kuriosum geschaffen wie zum Beispiel die von Abermillionen Glühbirnen beleuchtete Spielerstadt Las Vegas in der Wüste von Nevada USA.

Innerhalb weniger Jahrzehnte war die Glühbirne nicht mehr aus Häusern, Wohnungen und Produktionsanlagen wegzudenken und heutzutage ist elektrisches Licht so selbstverständlich, dass wir gar nicht mehr darüber nachdenken woher das Licht kommt, dass uns unseren Weg zeigt. Allerdings weiß heute eigentlich kaum jemand wie Glühbirnen funktionieren. Wer mehr über die Funktion einer Glühbirne wissen möchte, sollte in diesem Artikel noch ein wenig weiter lesen. Hier soll versucht werden ein wenig Licht ins Dunkel der Glühbirnen zu bringen.

Der grundlegende Aufbau und die Funktionsweise einer klassischen Glühbirne hat sich in den vergangenen 130 Jahren wenig verändert. So ist den Glühbirnen von damals und heute immer noch gemein, dass sie aus einem Glaskolben mit einem darin befindlichen Glühfaden bestehen, der auf einem metallischen Sockel (oft mit Schraubgewinde E14 oder E27) sitzt. Der im Kolben liegende Glühfaden der Glühbirne wird durch elektrischen Strom zum Glühen gebracht und erzeugt so neben einer Unmenge Wärmeenergie auch ein wenig Licht (nur etwa 5% der Gesamtenergiemenge einer klassischen Glühlbirne wird als sichtbares Licht abgestrahlt).

Sieht man sich den Aufbau von Glühbirnen aber nun etwas genauer an, kann man schon eine ganze Reihe von technischen Veränderungen beim Aufbau von Glühbirnen im Laufe der Zeit feststellen.
So wurde das Patent von Thomas Edison damals auf einen Kohlefaden als Glühmedium abgeschlossen. Dies war zur damaligen Zeit ein gewaltiger Fortschritt, da es im Vorfeld nur Glühbirnen mit einem Platinfaden gab, die das Problem hatten kein konstant helles Licht abzustrahlen, aufgrund des Edelmetalls sehr teuer in der Herstellung waren, und eine sehr geringe Lebensdauer von wenigen Stunden aufwiesen. Sie wurden daher nur als Einzelstücke produziert und gelangten nie zur Serienreife.

Die Kohlefadenglühbirne war zwar anfangs in der Herstellung etwas schwieriger zu realisieren, konnte aber durch die konstante Lichtausbeute und die lange Lebensdauer von mehreren hundert Betriebsstunden schnell überzeugen. Was damals als großer Fortschritt galt, ist heute in der Technik natürlich veraltet. Im Prinzip werden heute die Glühfäden einer Glühbirne nur noch aus Wolfram hergestellt. Die wesentlich längere Lebensdauer und industriell einfachere Herstellung sind hierbei zwei wichtige Argumente für Wolfram als Glühfaden. Allerdings sind auch heute noch vereinzelt Glühbirnen mit Kohlefaden im Handel erhältlich. Sie werden allerdings heutzutage nur noch zu Dekorationszwecken eingesetzt, da ihr gelb/rotes Glühen als besonders gemütlich empfunden wird.

Neben dem veränderten Glühfadenmaterial ist auch der Inhalt im Glaskolben heutzutage ein anderer. Wurde früher zum Schutz des Glühfadens im Glaskolben der Glühbirne einfach ein Vakuum erzeugt, so wird der Glaskolben heute in der Regel mit einem Gasgemisch aus Argon und Stickstoff gefüllt. Dies ist relativ kostengünstig und schützt den Glühfaden der Glühbirnen noch besser vor der so genannten Sublimation. Sublimation beschreibt den Übergang eines festen Stoffes direkt in einen gasförmigen Aggregatzustand. Auf unsere Glühbirne bezogen heißt das vereinfacht gesagt, dass sich der Glühfaden nach und nach abnutzt und dann früher oder später an seiner dünnsten Stelle „durchbrennt“.
Eine weitere ganz interessante Neuerung zu den ursprünglichen Glühbirnen besteht darin, dass in heutigen Glühbirnen häufig in dem kleinen Glassockel der den Glühfaden hält, eine kleine Schmelzsicherung vorhanden ist die den hohen Kurzschlussstrom, bei einem Durchbrennen der Glühbirne, daran hindert die Stromkreissicherung im Zählerschrank auszulösen und so vielleicht die Bewohner völlig im Dunkeln stehen zu lassen.

Ein Nachteil der heutigen Wolfram Glühbirnen ihren Vorgängern gegenüber ist das Problem des hohen Einschaltstromes. So fließt ein 5-10 mal höherer Strom im Moment des Einschaltens der Glühlampen als für den späteren Betrieb erforderlich sind. Das liegt an der Tatsache, dass Wolfram ein so genannter Kaltleiter ist. Der Widerstand im Metall nimmt bei höheren Temperaturen zu. Dies ist im Übrigen der Grund, warum die meisten Glühbirnen beim Einschalten der Lampe kaputt gehen und nicht wenn sie ihre Betriebstemperatur erreicht haben. Bei Kohlefadenlampen ist dieser Effekt nicht zu beobachten, da Kohle ein Warmleiter ist, sich hierbei der Stromfluss umgekehrt zur Wolfram- glühbirne verhält.

Die Lichtfarbe einer Glühbirne liegt bei einer Farbtemperatur von ca. 2300K (Kelvin) bis zu etwa 2700 K. Diese Temperatur wird bei uns als angenehm und gemütlich empfunden. Es ist im Vergleich zum Sonnenlicht wesentlich gelblich/rötlicher als das Tageslicht, dessen Farbtemperatur bei etwa 5000-6500K liegt. Man versucht häufig mit anderen Leuchtmitteln das von klassischen Glühbirnen zu simulieren. So werden zum Beispiel Energiesparleuchten mit so genanntem „Warmton“ angeboten die ein ähnliches Licht wie Glühbirnen abstrahlen.
Die Farbtemperatur von Glühlampen ist davon abhängig welche Spannung an der Glühbirne anliegt. Eine höhere Spannung bedingt dabei eine höhere Farbtemperatur der Glühbirne, senkt aber gleichzeitig auch die Lebensdauer von Glühbirnen drastisch ab. Umgekehrt gilt dies natürlich ebenso.

Die normale Lebensdauer von klassischen Haushaltsglühbirnen liegt in etwa bei 1000 Stunden, die aber in der Praxis eher selten erreicht werden, da hier verschiedenste Faktoren die Lebensdauer einer Glühbirne beeinflussen können.
So ist ein häufiges Schalten der Glühbirne eher ungesund da, wie weiter oben beschrieben, Glühbirnen Kaltleiter sind. Aber auch die Spannungsschwankungen im Stromnetz können unseren Glühbirnen zusetzen. So steigt und fällt die Netzspannung je nach Tageszeit und Netzlast teilweise erheblich. So können Schwankungen von bis zu +- 25V auftreten. Dass diese Spannungs- schwankungen für Glühbirnen nicht gerade Lebensverlängernd wirken (Abweichungen von der Nennspannung nach oben), kann man sich sicherlich gut vorstellen. Aber auch häufige Erschütterungen im Betrieb mögen Glühbirnen nicht sonderlich. Ebenso ein Betrieb weit unterhalb der normalen Zimmertemperaturen führen zu einer geringen Lebensdauer. Das ist zum Beispiel in Kühlhäusern oder im Außenbereich etc. der Fall.