Stromverbrauch: Anfangsenergie / Instandhaltungsenergie

Ich habe mal im Physikunterricht gelernt, daß die Anfangsenergie höher als die Instandhaltungsenergie ist. Schaltet man eine Glühbirne ein, verbraucht sie in dem Moment mehr als wenn sie die "Betriebstemperatur" erreicht hat und brennt.

Frage: Habe ich das so richtig in Erinnerung? Wenn ja, würde ich mich um eine fachlich korrektere Beschreibung als meine freuen. Gibt es eine Formel dazu? Danke für die Hilfe!

Also eine Formel kann ich dir leider gerade nicht bieten, doch kann ich dir eine Materialchemische Beschreibung liefern. Wie wir in "Prinzipien der physikalischen Festkörperchemie" (danke Herr Dr. Hämmerle) gehört haben werden in Metallen die Atome durch Energieaufnahme in Schwingungen gesetzt. Im Fall einer Glühbirne ist der Wolframdraht ein elektrisches Bauteil mit niedrigem spezifischem Widerstand(Metalle leiten gut). Doch ist für den sehr dünnen Durchmesser die Leistung deiner Stromleitung sehr hoch. Das heißt du hast eine relativ hohe Spannung und eine hohe Stromstärke (bezogen auf den dünnen Draht). Also beginnt dieser zu glühen. Wolfram hat gute Hochtemperatureigenschaften und brennt dadurch nicht durch sondern bleibt glühend bestehen (jedenfalls eine gewisse Zeit - bis die Birne kaputt geht). Die Lebensdauer wird durch Vakuum in der Birne erhöht. Alternativ auch durch selbststrahlendes Gas (Halogen).

Soviel zu den Grundlagen. Wie bereits gesagt, der Draht glüht aufgrund der Energieaufnahme und strahlt somit Licht ab. Bis der Draht glüht müssen die Atome im inneren in genug Schwingung versetzt werden. Umso mehr diese schwingen (in alle Raumrichtungen) umso heißer ist das betrachtete Werkstück. Um die Atome in Schwingung zu halten wird Energie verbraucht (Das siehst du auf dem Stromzähler). Um die Atome beim Anschalten in Schwingung zu setzen wird jedoch mehr Energie benötigt, da die Atome kurz davor stehen und in Ruhe sind. Im Gegensatz dazu bei laufendem Betrieb. Hierfür betrachtet man einen kurzen Zeitausschnitt. Die Schwingung klingt langsam ab, gleichzeitig wird Energie aufgenommen. Das ist jedoch weitaus weniger als benötigt wird um die Atome aus dem Stand zu "beschleunigen".

Daher verbraucht eine Glühbirne im Schnitt weniger Energie im Betrieb als beim Anschalten. Diese Differenz ist jedoch nicht merklich viel. Und das Ganze ist auch relativ einfach betrachtet, da spielen Einige Faktoren mit hinein (z.B. Schwingungen in die Gegenrichtungen müssen mit mehr Energie wieder angeregt werden...).