Leuchtstoffröhren mit konventionellem Dimmer ?

Erklärung von Dr. Jan Menzel - peperoni-light - in einem Beitrag im Lichtler-Forum

Wenn nach Physik gefragt wird, wache ich doch gleich wieder auf ;-)
Also werde ich mal versuchen die Zusammenhänge nach meinem Verständnis etwas zu verdeutlichen:
1) Eine Leuchtstoffröhre besteht aus der eigentlichen Röhre, in der beim Betrieb eine permanente Gasentladung statt findet. Diese Gasentladung wird durch eine technisch bedingten Strom (Füllgas, Länge der Röhre, Umgebungstemperatur, usw.) aufrecht erhalten. Um die Gasentladung in Gang zu setzen muss der anfänglich deutlich größere Innenwiderstand der Röhre überwunden werden. Dies geschieht für gewöhnlich indem man das Gas erst heizt und dann einen Hochspannungspuls anlegt. Wenn das Gas gezündet ist, sinkt der Innenwiderstand schlagartig und der Stromfluss muss auf ein zulässiges Maß begrenzt werden, was für gewöhnlich mit einem Drossel erreicht wird. Die Gasentladung sorgt außerdem dafür das das Gas nicht wieder kalt wird. Eine Leuchtstoffröhre ist damit ein hochgradig induktiver Verbraucht mit einem erheblichen Blindleistungsanteil (Strom und Spannung sind nicht in Phase).
2) Klassische Dimmer verwenden Triacs oder Thrystoren (unidirektionale
Triacs) um eine Phasenanschlittsteuerung zu realisieren. Dabei nutzt man die Eigenschaft, dass Triacs mit einem Steuerimpuls durchgeschaltet werden können und so lange durchgeschaltet zu bleiben bis der Laststrom auf 0 zurück geht. Der Zeitpunkt zu dem ein Dimmer einen Triac durchgeschaltet hängt von der Ansteuerung (z.B. DMX-Wert) ab. Die Steuerinformation wird dabei von der Dimmerelektronik in eine Zeitspanne übersetzt, die der Dimmer nach Spannung = 0 wartet bevor er den Triac durchschaltet. Der Triac wird also zu einem eingestellten Zeitpunkt während einer Halbwelle gezündet und bleibt bis zum deren Ende durchgeschaltet.
Das Problem zwischen Dimmer und Leuchtstoffröhre liegt nun in den
Details: Der Dimmer misst die Spannung um zu entscheiden wann er den Triac zündet, erwartet aber gleichzeitig, dass der Triac nicht mehr durchgeschaltet ist wenn er Spannung = 0 erkannt hat. Bei der gezündeten Leuchtstoffröhre hingegen fließt auch bei Spannung = 0 noch Strom zwischen der Dossel und dem Netz, weil das Magnetfeld noch abgebaut werden muss. Wenn dieser Stromfluss größer ist als der minimale Haltestrom des Triacs so schaltet der Triac nicht ab und die Leuchtstoffröhre bekommt permanent Strom, auch wenn der Dimmer eigentlich anders eingestellt ist.
Dazu komm noch, dass die Leuchtstoffröhre bei reduzierter Leistung ev.
nicht warm genug wird und ev. nicht zuverlässig gezündet, weil das Gas nicht warm genug ist oder der Hochspannungspuls zu klein ist. Außerdem kann die Gasentladung beim Betrieb unterbrochen werden wenn die Temperatur des Gases zu klein wird. All diese Effekte zeigen sich im flackern der Röhren.
Um doch eine Leuchtstoffröhre an einem Dimmer betreiben zu können kann man
a) einen Sinuswellendimmer verwenden.
b) eine ohmsche Last parallel schalten.
Beides hilft allerdings nicht gegen ein erkalten des Gases und unzuverlässiges Zünden der Leuchtstoffröhren. Dagegen kann man entweder ein steuerbares Vorschaltgerät nehmen (z.B. VIP90) oder die Heizung der Röhre unabhängig vom Dimmer betreiben. Bei letzterem ist allerdings die Lebenserwartung der Leuchtstoffröhre gering, weil die Heizung sehr stark beansprucht wird.
Ich hoffe, das das die Fragen erstmal klärt.