Grundbegriffe der Lichttechnik

Lumen oder Lux?

Wie überall in Technik und Wissenschaft üblich, sind auch in der Licht-technik Begriffe zur Bewertung der Eigenschaften von Lampen und Leuchten festgelegt und entsprechende Masseinheiten standardisiert. Die wichtigsten davon werden hier kurz erläutert.

Licht und Strahlung

Unter Licht versteht man elektromagnetische Strahlung, die in menschlichen Auge eine Hellempfindung hervorruft, also gesehen werden kann. Es handelt sich dabei um die Strahlung zwischen 360 und 830 nm, einem nur winzigen Teil des uns bekannten Spektrums elektromagnetischer Strahlung.

Lichtstrom F, Einheit: Lumen [lm]

Als Lichtstrom F bezeichnet man die gesamte von der Lichtquelle abgegebene Strahlungsleistung, die mit der spektralen Augenempfindlichkeit bewertet wird.

Lichtstärke I, Einheit: Candela [cd]

Eine Lichtquelle strahlt ihren Lichtstrom F im Allgemeinen in verschiedenen Richtungen unterschiedlich stark aus. Die Intensität des in einer bestimmten Richtung abgestrahlten Lichts wird als Lichtstärke I bezeichnet.

Leuchtdichte L, Einheit: Candela pro Quadratmeter [cd/m2]

Die Leuchtdichte L einer Lichtquelle oder einer beleuchteten Fläche ist massgebend für den wahrgenommenen Helligkeitseindruck.

Beleuchtungsstärke E, Einheit: Lux [lx]

Die Beleuchtungsstärke E gibt das Verhältnis des auffallenden Lichtstroms zur beleuchteten Fläche an. Die Beleuchtungsstärke beträgt 1 lx, wenn ein Lichtstrom von 1 lm auf eine Fläche von 1 m2 gleichmässig auftrifft.

Mittlere Lebensdauer

Die mittlere Lebensdauer gibt an, nach welchem Zeitraum die Hälfte der Lampen einer Testgruppe ausgefallen sind. Nach Ablauf der mittleren Lebensdauer wären also 50 Lampen von 100 ausgefallen und 50 würden noch funktionieren. Beispiel: Die mittlere Lebensdauer einer Standard Allgebrauchslampe beträgt 1’000 Stunden.

Die Lebensdauer von Lampen wird massgeblich von Umwelteinflüssen beeinflusst. Starke Erschütterungen, dauerhafte Vibrationen, Spannungsschwankungen, Häufigkeit des Ein und Ausschaltens, Umgebungstemperatur und Zustand der eventuell benötigten Betriebsgeräte sind einige der wichtigsten Einflussfaktoren.

Definition Lebensdauer LED L80/B10

L80 bedeutet, dass 80 % des Ausgangs lichtstroms nach Ablauf der LED-Lebensdauer gewährleistet sind. Damit ist gemeint, dass die LED zwar immer noch funktionstüchtig ist, jedoch nur noch einen geringeren Lichtstrom liefert. Das führt zu einem schlechteren Beleuchtungsniveau. B10 beschreibt, dass nach dem Ende der LED-Lebensdauer nur 10 % der LED unter diesem Wert liegen. Jede LED besteht aus mehreren kleineren LED-Modulen; der Faktor B beschreibt, wie viele LED-Module noch die geforderte Helligkeit haben.

Die Kombination von L und B beschreibt die eigentliche Qualität der LED; da der Verlauf von L exponentiell ist und im Laufe der Zeit gravierend ansteigt, ist hier ein Minimum von L80 gefordert. B beschreibt einen Teilaspekt der Qualität der LED, da der Lichtstromrückgang der LED sehr gering sein sollte. Markenhersteller verweisen auf einem Bereich von 10 % Ausfallwahrscheinlichkeit.

Ausstrahlungswinkel

Der Ausstrahlungswinkel ist der Winkel in der rotationssymmetrischen Lichtverteilung, bei dem die Lichtstärke die Hälfte des Maximalwerts beträgt. Die angegebenen Beleuchtungsstärken in Lux sind Maximalwerte. Sie fallen zum Rand hin um etwa die Hälfte ab.

Lichtausbeute h, Einheit: Lumen pro Watt [lm/W]

Die Lichtausbeute h gibt an, mit welcher Wirtschaftlichkeit die aufge nommene elektrische Leistung in Licht umgesetzt wird.

Die wichtigsten lichttechnischen Formeln