Begriffserklärungen
Ampere [A]
Der Ampere ist die SI Einheit des elektrischen Stroms. Er ist benannt nach André- Marie Ampère (1775-1836), französischer Mathematiker und Physiker, der als Vater der Elektrodynamik gilt.
Beleuchtungsstärke - Lux (lx)
Die Beleuchtungsstärke beschreibt die Menge des Lichtstroms, der auf eine gegebene Fläche trifft. Sie ist das Verhältnis aus Lichtstrom zu Fläche.
Beispiel:
Fällt ein Lichtstrom von 1 Lumen gleichmäßig auf 1 Quadratmeter Fläche, so ergibt sich eine Beleuchtungsstärke von 1 Lux. 1lm / 1m²=1Lux
Die für eine Sehaufgabe erforderlichen Beleuchtungsstärken sind in Vorschriften und Normen genau angeführt.
Zum Beispiel:
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Ort der Beleuchtung |
Beleuchtungsstärke |
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Verkehrsweg für Personen |
50 lx |
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Lagerräume |
50-100 lx |
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Arbeitsräume |
300 lx |
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Messräume, Büroräume |
500 lx |
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Labor |
500-750 lx |
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Zahnarzt/Operationsumgebung |
5.000-10.000 lx |
CRI oder Color Rendering Index (Farbwiedergabe-Index)
Ist die errechnete wiedergegebene Farbe eines Objekts. Je höher der CRI (basierend auf einer Skala von 0-100), desto natürlicher erscheinen die Farben. Natürliches Sonnenlicht hat einen CRI von 100. LEDs haben einen CRI von >80.
Farbtemperatur
Die Lichtfarbe einer Leuchte wird beschrieben durch die Farbtemperatur in Kelvin (K). Die gebräuchlichen Lampen haben Farbtemperaturen in den Größenordnungen von unter 3.300 Kelvin (Warm Weiß), 3.300 bis 5.300 Kelvin (Neutral Weiß) bis über 5.300 Kelvin (Tageslicht Weiß). Die Farbtemperatur der Farbe einer Lichtquelle wird durch den Vergleich mit der Farbe eines „Schwarzen Strahlers“ bestimmt.
Dieser ist ein „idealisierter“ Körper, zum Beispiel aus Platin, der alles auf ihn fallende Licht schluckt, dessen Reflexionsstrahlung somit gleich Null ist. Wenn ein „Schwarzer Strahler“ langsam erhitzt wird, durchläuft er eine Farbskala von Dunkelrot, Rot, Orange, Gelb, Weiß bis zum Hellblau. Je höher die Temperatur ist, desto weißer wird die Farbe. Die Temperatur des „Schwarzen Strahlers“, bei der mit der zu bestimmenden Lichtquelle Farbgleichheit besteht, ist die ähnlichste Farbtemperatur der Lampe.
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Lichtquelle |
Farbtemperatur |
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Rotglut |
500 K |
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Kerze |
1500 K |
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Spätabendsonne vor Dämmerung |
3500 K |
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Leuchtstoffröhre (Warm Weiß) |
4000 K |
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Morgen- und Abendsonne |
5000 K |
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Vormittags- und Nachmittagssonne |
5500 K |
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Mittagssonne |
5500 - 5800 K |
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Blitzlichtaufnahme |
6000 K |
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Bedeckter Himmel |
6500 - 7500 K |
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Nebel |
8000 K |
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Blauer Himmel im Schatten |
9000 - 12000 K |
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Nördliches Himmelslicht |
15000 - 25000 K |
Feststoffliche Beleuchtung
Die Beschreibung von Leuchten, die keine beweglichen Teile oder Teile enthalten, die brechen, reißen, zersplittern, entweichen oder die Umwelt kontaminieren können. Eine LED-Leuchte ist eine feststoffliche Beleuchtung da diese keine beweglichen Teile enthalten und somit gegen Stöße und Vibrationen resistent ist.
Kalt Weiß
Die Beschreibung eines Lichts mit einer Farbtemperatur zwischen 6000K und 7500K, das üblicherweise als leicht blau wahrgenommen wird.
Kelvin-Temperatur
Ausdruck und Symbol [K], das verwendet wird, um die vergleichbare Farberscheinung einer Lichtquelle im Vergleich zu einem theoretischen schwarzen Körper anzugeben. Gelblich glühende Lampen haben 2500K. Fluoreszierende Lichtquellen variieren von 2500K bis 7500K und höher.
Lebensdauer
Die Lebensdauer einer LED bezieht sich auf die Zeit, in der die Leuchtstärke auf die Hälfte des Anfangswerts abgesunken ist. Leuchtdioden fallen normalerweise nicht einfach aus, sie werden mit der zeit schwächer und schwächer. Da sie keinen Hohlkörper wie normale Glühlampen besitzen, können sie nicht einfach implodieren und sind somit auch unempfindlich gegen jegliche Art von Erschütterungen. Die Lebensdauer kann von tausend Stunden bis zu über 100.000 Stunden reichen, dass hängt stark von dem Halbleitermaterial und den Betriebstemperaturen ab. Durch thermische Einflüsse vergrößern sich die Fehlstellen im Kristall und diese Bereiche können dann nicht mehr an der Lichterzeugung teilnehmen. Dadurch entstehen strahlungslose Übergänge und die LED wird schwächer.
Leuchtwinkel
Der Leuchtwinkel einer LED gibt an unter welchem Winkel das Licht ausgestrahlt wird. Soll die Leuchte den Raum ausleuchten, so ist ein großer Leuchtwinkel erforderlich (120° - 170°). Braucht man ein zentriertes Licht, zum Beispiel um einen Messplatz auszuleuchten, ist ein kleiner Leuchtwinkel vorteilhafter (40° - 100°).
Lichtausbeute (lm/W)
Die Lichtausbeute ist das Verhältnis von abgegebenem Lichtstrom zu aufgewendeter Leistung und hat die Einheit Lumen/Watt (lm/W). Verschiedene Leuchtmittel wandeln elektrische Leistung unterschiedlich effizient in Licht um. Je grösser der Lichtstrom pro eingesetzter Leistung, um so höher die Effizienz.
Typische Lichtausbeute von Leuchtmitteln:
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Leuchtmittel |
Lichtausbeute |
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Kerze |
0,1 lm/W |
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Glühbirne |
5-15 lm/W |
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Halogenglühbirne |
15-20 lm/W |
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LEDs (weiß) |
15-130 lm/W |
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Neonröhre |
50-60 lm/W |
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Leuchtstoffröhre T8 |
60-90 lm/W |
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Leuchtstoffröhre T5 |
80-105 lm/W |
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Quecksilberdampf-Hochdrucklampe |
30-60 lm/W |
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Halogen-Metalldampflampe |
70-100 lm/W |
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Natriumdampf-Hochdrucklampe |
150 lm/W |
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Natriumdampf-Niederdrucklampe |
180 lm/W |
Lichtstärke - Candela (cd)
Die Lichtstärke beschreibt die Strahlungsleistung (Lichtmenge) die von einer Lampe oder einer Leuchte in einer bestimmten Richtung (Raumwinkel) abgestrahlt wird. Sie wird hauptsächlich von lichtlenkenden Teilen wie Reflektoren und Linsen beeinflusst. Die räumliche Verteilung der Lichtstärke von Lampen und Leuchten wird von den Herstellern in Form einer Lichtstärke-Verteilungskurve (LVK) angegeben.
Lichtstrom - Lumen (lm)
Der Lichtstrom ist die Strahlungsleistung (Lichtmenge) die von einer Lampe abgegeben wird. Er beschreibt die von der Lichtquelle in alle Richtungen abgestrahlte Leistung im sichtbaren Bereich. Alle anderen photometrischen Größen wie Lichtstärke, Beleuchtungsstärke, Lichtausbeute, etc. lassen sich vom Lichtstrom ableiten. Beispielsweise erzeugt eine Tafelkerze etwa 12 Lumen. Eine 60 Watt starke mattweiße Glühlampe erzeugt 840 Lumen. Eine 15 Watt starke LED-Leuchte erzeugt 1200 Lumen.
RGB
RGB steht für die Farben Rot, Grün und Blau. Bei Produkten mit RGB-LEDs ist es möglich verschiedene Farben darzustellen und auch zu verändern.
Warm Weiß
Die Beschreibung eines Lichts mit einer ähnlichen Farbtemperatur zwischen 3000K und 3500K, das üblicherweise als leicht gelblich wahrgenommen wird.
Watt
Die Einheit der elektrischen Leistung P, wie sie von einem elektrischen Gerät während des Betriebes verbraucht wird. Viele Leuchten werden mit einer vordefinierten Anzahl an Watt vertrieben, um ihren Stromverbrauch anzugeben. Eine Lichtquelle mit einer höheren Anzahl an Lumen pro Watt ist dementsprechend effizienter.
Volt
Die Einheit der elektrischen Spannung V, der verwendet wird, um den Unterschied des elektrischen Potentials zwischen entgegengesetzt geladenen Leitern zu definieren. So zum Beispiel gibt es einen Potentialunterschied von 1,5V zwischen dem oberen und dem unteren Ende einer Batterie.
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