Wissenswertes über LEDs


Wissenswertes über LEDs

Artikel-Nr.: 98-004

Wissenswertes über LEDs

 

LUMEN (lm)
Lumen ist die physikalische Einheit des Lichtstroms. 
Der Lichtstrom ist das Maß für das gesamte von einer Strahlungsquelle ausgesandte sichtbare Licht. Die Einheit gibt somit die Leistung der Lichtquelle an. Gemessen wird ausschließlich das sichtbare Licht und zwar in Candela (Lichtstärke) mal dem Raumwinkel.

Lichtstrom typischer Lichtquellen 

Lichtquelle

Leistungsaufnahme

typische Lichtausbeute in lm

Kerzenlicht

ca.150W

15lm

1W - Leuchtdiode

1W

75lm

40W Haushaltsglühlampe 230V

40W

400lm

60W Haushaltsglühlampe 230V

60W

690lm

100W Haushaltsglühlampe 230V

100W

1.450lm

20W Niedervolt Halogenlampe 12V

20W

280lm

35W Niedervolt Halogenlampe 12V

35W

580lm

40W Hochvolt Halogenlampe 230V

40W

490lm

60W Hochvolt Halogenlampe 230V

60W

790lm

23W Kompaktleuchtstofflampe

23W

1.300lm

 

Candela (cd)
Candela ist die physikalische Einheit der Lichtstärke. Die Lichtstärke ist angepasst an die genormte Kurve der spektralen Wahrnehmungsfähigkeit des menschlichen Auges an die Strahlungsstärke.
Kurz und vereinfacht gesagt die Einheit wie stark das menschliche Auge Licht empfindet.
Lichtstärke verschiedener Strahlungsquellen (gebündelte Lichtquellen erreichen höhere Lichtstärken als Lichtquellen welche in alle Richtungen abstrahlen)


Lichtquelle

Lichtstärke

Kerzenflamme

1.000mcd

60W Haushaltsglühlampe 230V

58cd = 58.000mcd

100W Haushaltsglühlampe 230V

110cd = 110.000mcd

40W Kompaktleuchtstofflampe

180cd = 180.000mcd

 

Lux (lx)
Lux ist die physikalische Einheit der Beleuchtungsstärke. Es handelt sich um eine abgeleitete Größe. 1lx entspricht 1lm pro Quadratmeter. Die Beleuchtungsstärke hat ihren praktischen Bezug darin wenn eine einzelne Lichtquelle betrachtet wird. Ausschlaggebend ist der Abstand zur Lichtquelle.

Beispiel:
Eine Kerze hat eine Lichtstärke von 1cd (1.000mcd). Bei einem Abstand zur Kerze von 1m beträgt die Beleuchtungsstärke 1lx (1cd / 1m x 1m = 1lm/m² = 1lx). Wird der Abstand auf 2m erweitert beträgt die Beleuchtungsstärke nur noch 0,25lx (1cd / 2m x 2m = 0,25lm/m² = 0,25lx) und bei 3m nur noch 0,11lx (1cd / 3m x 3m = 0,11lm/m² = 0,11lx).

Kelvin (K)
Kelvin ist die physikalische Einheit der thermodynamischen Temperatur. Im Zusammenhang mit der LED Technik bezeichnet die Einheit Kelvin auch die Farbtemperatur. Sie ist zur Charakterisierung von Lichtquellen wichtig. Die Farbtemperatur gibt die spektrale Strahldichtenverteilung eines schwarzen Strahls an.
Die Farbtemperatur ist besonders bei weißen LEDs eine wichtige technische Eigenschaft. 

Farbtemperatur bei weißen Leds:
warm weiß - etwa 3.500°K Tageslicht - etwa 5.500°K reines weiß - etwa 7.000°K bläuliches weiß - etwa 10.000°K

 

Allgemeines:
LED ist die gebräuchliche Abkürzung für Light Emitting Diode auch Leuchtdiode genannt. Es handelt sich um ein elektronisches Halbleiter-Bauelement welches Licht abstrahlt wenn Strom in Durchlassrichtung fließt.

Aufbau:
Als Diode verfügt die LED mindestens über zwei Anschlüsse, der Anode (+) und der Kathode (-). Anode und Kathode sind bei den meisten LEDs gekennzeichnet. Bei unterschiedlich langen Anschlussdrähten ist der kürzere Draht die Kathode. Als Merkregel dient: 
Kurz = Kathode oder " Lang ist immer positiv". Bei gleichlangen Anschlussdrähten wird die Kathode durch eine Abflachung am Gehäuse gekennzeichnet.



LED_Aufbau.gif

LEDs_Bild.jpg

 

Eigenschaften:
LEDs sind keine thermischen Strahler. Das abgegebene Licht entspricht einem begrenzten Spektralbereich Bis vor wenigen Jahren konnten nicht alle Farben des sichtbaren Lichts mittels LEDs hergestellt werden. Die blaue LED gibt es erst seit einigen Jahren. Mit der Entwicklung der blauen LED war es auch erst möglich LEDs zu entwickeln welche weißes Licht abstrahlen. Hierzu werden blaue LEDs mit einer farbto nändernden Schicht versehen. 

Der Lichtstrom ist proportional zum Betriebsstrom, welcher stark temperaturabhängig ist. Die Stromversorgung der LED sollte daher an einer Konstantstromquelle meist in Form eines Vorwiderstands erfolgen.

Alterung

LEDs unterliegen aufgrund der physikalischen Eigenschaften einer natürlichen Alterung, der sogenannten Degradation. Die Lebensdauer einer LED ist die Zeit nach welcher ihre Lichtausbeute nur noch der Hälfte des Anfangswertes entspricht. Die Lebensdauer der LED ist abhängig von dem verwendeten Halbleitermaterial und den Betriebsbedingungen.

Hohe Temperaturen verkürzt die Lebensdauer einer LED drastisch. Daher müssen viele hochbestromte LEDs auch gekühlt werden.

ENDE

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