miniatuur|De klassieke gloeilamp Een gloeilamp is een lichtbron waarbij een gloeidraad door elektrische stroom wordt verhit totdat deze licht uitstraalt. De gloeidraad bevindt zich in een glazen ballon waarin een vacuüm heerst of die met een gas zonder zuurstof is gevuld. Bij moderne gloeilampen bestaat de draad doorgaans uit wolfraam, een metaal met een hoog smeltpunt.
De gloeilamp was lange tijd een gebruikelijke lichtbron. Voor algemene verlichting is zij in de Europese Unie grotendeels verdrongen door energiezuinigere lichtbronnen, met name de ledlamp. Europese ecodesigneisen hebben het op de markt brengen van veel typen klassieke gloeilampen en later ook veel typen halogeenlampen uitgefaseerd. Voor bepaalde bijzondere toepassingen bestaan uitzonderingen.
Techniek thumb|Een gloeiende draad die aan de buitenlucht wordt blootgesteld, oxideert en brandt snel door. De elektrische weerstand van de gloeidraad hangt onder meer af van het materiaal, de lengte, de dikte en de temperatuur. De draad wordt zo ontworpen dat bij de voorgeschreven bedrijfsspanning een bruikbare verhouding ontstaat tussen lichtopbrengst en levensduur. De weerstand van wolfraam is in koude toestand veel lager dan tijdens bedrijf. Bij het inschakelen ontstaat daardoor een kortstondige hoge inschakelstroom. Vooral een al verzwakte of plaatselijk dunner geworden gloeidraad kan op dat moment breken.
De ballon voorkomt dat zuurstof uit de lucht de hete draad bereikt. De eerste gloeilampen hadden een vrijwel luchtledige ballon. Veel latere lampen werden gevuld met een inert gas, bijvoorbeeld argon of krypton, soms gemengd met stikstof. Een geschikte gasvulling beperkt het verdampen van het wolfraam, maar voert ook warmte van de draad af. De keuze van gas, druk en ballonafmetingen beïnvloedt daarom zowel het rendement als de levensduur.
Ook bij een onbeschadigde lamp verdampt er geleidelijk materiaal van de hete gloeidraad. Dat kan neerslaan op de binnenzijde van de ballon, waardoor deze donkerder wordt en de lichtopbrengst afneemt. De draad wordt daarbij dunner. Sporen van waterdamp in de ballon kunnen de levensduur verder verkorten.
De gloeidraad is bij veel lampen spiraalvormig gewikkeld en soms dubbel gespiraliseerd. Zo kan een lange draad in een kleine ruimte worden ondergebracht en kan warmteverlies worden beperkt.
Geschiedenis en uitvinding thumb|left|136px|Tekening bij een octrooi van Thomas Edison De uitvinding van de gloeilamp is niet aan één persoon toe te schrijven. In de negentiende eeuw onderzochten uiteenlopende uitvinders welke materialen als gloeidraad geschikt waren en hoe de draad tegen verbranding kon worden beschermd. Thomas Edison werd een van de bekendste ontwikkelaars doordat hij met zijn medewerkers een bruikbare kooldraadlamp en een samenhangend systeem voor elektrische verlichting ontwikkelde en op de markt bracht.
De bestaande koolstofbooglamp gaf veel licht, maar was voor verlichting in kleine ruimten minder geschikt. Onder de vroege onderzoekers van licht door elektrisch verhitte geleiders bevond zich Humphry Davy. Andere namen die met de ontwikkeling van de gloeilamp verbonden zijn, zijn onder anderen de Rus Alexander Lodygin en de Brit Joseph Swan. Swan ontwikkelde een lamp met een kooldraad; ook Edison werkte uiteindelijk met koolstof. In oktober 1879 testte het team van Edison een lamp met een verkoolde katoendraad die ruim veertien uur brandde.
Op 24 juli 1874 kregen Henry Woodward en Mathew Evans in Canada octrooi op een lamp met koolstofstaven in een met stikstof gevulde glazen ballon. Zij slaagden er niet in de lamp commercieel succesvol te maken; Edison verwierf later rechten op hun uitvinding.
Aanvankelijk werden gloeidraden van koolstof gebruikt. Later kwamen metalen gloeidraden in beeld. Carl Auer von Welsbach gebruikte osmium en Werner von Bolton en Otto Feuerlein ontwikkelden lampen met tantaal. Uiteindelijk werd wolfraam het belangrijkste materiaal. William David Coolidge ontwikkelde rond 1910 een methode om wolfraam tot bruikbare draad te verwerken. De verbeteringen aan materiaal, gasvulling en draadconstructie maakten de lampen lichtsterker, duurzamer en efficiënter.
Volgens een wijdverspreid verhaal zou Heinrich Göbel al in 1854 een bruikbare gloeilamp met een verkoolde bamboevezel hebben gemaakt. De aanspraak dat hij daarmee de praktische gloeilamp vóór Swan en Edison uitvond, is echter omstreden en kan niet als vaststaand feit worden gepresenteerd.
De ontwikkeling van de gloeilamp had ook gevolgen buiten de verlichting. Bij zijn zoektocht naar geschikte gloeidraden ontwikkelde Joseph Swan een methode om cellulosemateriaal tot dunne vezels te verwerken. Na verdere bewerking gebruikte hij deze als kooldraad in zijn lampen. Van zulke vezels werden ook vroege voorbeelden van kunstzijde gemaakt; het onderzoek aan gloeidraden droeg daarmee bij aan de ontwikkeling van kunstvezels. Daarnaast werd bij onderzoek aan gloeilampen het later naar Edison genoemde Edisoneffect waargenomen: onder bepaalde omstandigheden kan vanuit een verhitte draad elektrische stroom door de vrijwel luchtledige ballon naar een tweede elektrode lopen. Dit verschijnsel werd later toegepast bij de ontwikkeling van de elektronenbuis, een belangrijk onderdeel van de vroege elektronica.
Temperatuur en lichtkleur De temperatuur van de gloeidraad bepaalt in belangrijke mate hoeveel licht de lamp geeft en hoe dat licht eruitziet. Een gewone wolfraamgloeilamp werkt bij een draadtemperatuur van ruwweg 2400 tot 2800 K. Bij halogeenlampen kan de draad heter worden, tot ongeveer 3200 K. Een hogere temperatuur levert doorgaans witter licht en meer zichtbaar licht per watt op, maar versnelt tevens de aantasting van de draad.
De kleurtemperatuur van het uitgestraalde licht wordt eveneens in kelvin uitgedrukt. Zij beschrijft de waargenomen lichtkleur en moet niet zonder meer worden opgevat als een afzonderlijke, hogere temperatuur van de gloeidraad. Een kleurtemperatuur van 3200 K betekent bijvoorbeeld niet 3200 °C. Het licht van een gewone gloeilamp heeft doorgaans een warme kleur; dat van een op hogere temperatuur werkende halogeenlamp is iets witter.
Rendement thumb|180px|right|Een te hoge temperatuur bekort de levensduur van de gloeidraad De gloeilamp staat bekend om haar lage rendement als lichtbron. Bij een gewone, gasgevulde wolfraamgloeilamp wordt ongeveer 5 tot 8% van de opgenomen elektrische energie omgezet in zichtbare straling. Bij een lamp van 100 W is dat dus ongeveer 5 tot 8 W. De rest wordt grotendeels als warmte afgegeven, vooral in de vorm van onzichtbare infraroodstraling. Als een gloeilamp in een verwarmde ruimte hangt, is die warmte niet per definitie nutteloos; op momenten dat verwarming niet nodig is, is zij juist ongewenst.
Bij een gloeilamp hangt het rendement nauw samen met de temperatuur van de gloeidraad. Als die hoger wordt, verschuift een groter deel van de uitgestraalde energie naar het zichtbare gebied: het licht wordt witter en er wordt relatief minder infraroodstraling en meer zichtbaar licht uitgezonden. Een hogere temperatuur versnelt echter de verdamping van het wolfraam en bekort zo de levensduur van de lamp. Voor veel gewone gloeilampen werd een levensduur van circa 1000 uur aangehouden als compromis tussen lichtopbrengst en levensduur.
Die levensduur van 1000 uur heeft ook een historische achtergrond. Het Phoebus-kartel, waarin grote gloeilampenfabrikanten samenwerkten, legde in 1925 voor gewone huishoudelijke gloeilampen een standaardlevensduur van 1000 uur vast. Vóór de oprichting van het kartel waren levensduren van ongeveer 1500 tot 2500 uur gebruikelijk. Onderzoek naar archiefstukken van het kartel laat zien dat aangesloten fabrikanten hun lampen op de afgesproken levensduur afstemden en daarop werden gecontroleerd. Een lamp kan dus technisch langer meegaan, maar doorgaans ten koste van de lichtopbrengst per watt als daarvoor de gloeidraad op een lagere temperatuur wordt gebruikt. Een uitzonderlijk voorbeeld van een lang brandende lamp is de Centennial Light in een brandweerkazerne in Livermore, die in 1901 voor het eerst werd geïnstalleerd.
Bij een halogeenlamp kan de gloeidraad op een hogere temperatuur werken, waardoor het licht witter is en de lichtopbrengst per watt hoger ligt. Van de opgenomen elektrische energie wordt bij zulke lampen ongeveer 7 tot 13% omgezet in zichtbare straling, afhankelijk van het ontwerp. Bij bepaalde halogeenlampen met een infraroodreflecterende coating (HIR) wordt een deel van de warmtestraling terug naar de gloeidraad gekaatst, wat de lichtopbrengst verder kan verbeteren. Een spaarlamp, tl-buis of ledlamp die dezelfde hoeveelheid bruikbaar licht levert, verbruikt doorgaans minder elektriciteit dan een klassieke gloeilamp.
Uitfasering in de Europese Unie De Europese Commissie stelde in 2009 ecodesigneisen vast voor niet-gerichte lampen voor huishoudelijk gebruik. Die eisen leidden tot de stapsgewijze uitfasering van veel gewone gloeilampen voor algemene verlichting. Later verdwenen ook veel typen halogeenlampen uit het reguliere aanbod. De regels betreffen het op de markt brengen van producten; zij vormen geen algemeen verbod op het bezit of gebruik van een al aanwezige lamp.
Sinds 1 september 2021 geldt voor lichtbronnen de Europese verordening 2019/2020. Deze verving onder meer verordening 244/2009. Zij stelt eisen aan de energie-efficiëntie en andere eigenschappen van lichtbronnen en bevat uitzonderingen voor omschreven bijzondere toepassingen. Of een specifieke gloeilamp of halogeenlamp op de markt mag worden gebracht, hangt dus af van haar technische kenmerken en de toepasselijke uitzondering; „alle gloeilampen zijn verboden” is te ongenuanceerd.
Voor sommige toepassingen is de warmteafgifte of werking bij hoge omgevingstemperaturen juist gewenst, bijvoorbeeld bij daarvoor ontworpen lampen voor ovens of terraria. Zulke toepassingen maken een lamp echter niet automatisch tot een uitgezonderd product: de toepasselijke voorschriften moeten per type worden beoordeeld.
Een spaarlamp of ledlamp die bij een passend armatuur dezelfde hoeveelheid licht geeft, verbruikt doorgaans aanzienlijk minder elektriciteit. De huidige Europese energielabels voor lichtbronnen gebruiken sinds 2021 een opnieuw ingedeelde schaal van A tot en met G. Oude letterklassen voor lampen kunnen daarom niet zonder meer met de huidige worden vergeleken.
Halogeenlamp
Een gloeilamp met een hoger rendement dan de klassieke gloeilamp is de halogeenlamp. Hierbij bevindt de gloeidraad zich in een met gas gevulde ballon. Die ballon is veel kleiner dan bij een gewone gloeilamp en bevat naast een inert gas een kleine hoeveelheid halogeen of een halogeenverbinding, bijvoorbeeld met jodium of broom. Door de kleine afmetingen wordt de ballon tijdens het gebruik zeer heet. Er wordt daarom hittebestendig glas of kwartsglas voor gebruikt.
Zonder andere maatregelen zou de kleine lampballon zwart worden door neerslag van verdampt wolfraam van de gloeidraad. Het halogeen gaat een verbinding aan met dit verdampte materiaal. Wanneer die verbinding dicht bij de zeer hete gloeidraad komt, ontleedt zij weer in halogeen en wolfraam. Het wolfraam kan zich dan opnieuw op de gloeidraad afzetten, terwijl het halogeen beschikbaar blijft voor dezelfde kringloop. Deze zogenoemde halogeenkringloop beperkt vooral het zwart worden van de ballon. Zij herstelt de draad echter niet precies op de plaatsen waar deze dunner is geworden.
De gasvulling en de halogeenkringloop maken het mogelijk de gloeidraad bij een hogere temperatuur te gebruiken zonder dat de lampballon snel zwart wordt. Daardoor is het licht iets witter dan dat van een gewone gloeilamp en is de lichtopbrengst per watt hoger. Hoeveel hoger hangt af van het ontwerp en de gebruiksduur waarvoor de lamp is gemaakt.