Lichttechnische Größen Varianten und Beispiele für Leuchtmittel Seniorenakademie 08.12.2010 Farben, Licht und Watt - Generationswechsel in der Beleuchtungstechnik „Ein Experimentalvortrag zum Übergang von der guten alten Glühbirne zu mehr Farben, Licht und Energieeffizenz  - Der Generationswechsel in der Beleuchtungstechnik„ Prof. Dr.-Ing. B. K. Glück & Prof. Dr. rer. nat. F. Weidhase HS Lausitz, IEM Einführung Lichttechnische Größen Varianten und Beispiele für Leuchtmittel Vergleichende Messungen mit Leuchtmitteln Farbe macht das Licht Experimente Fazit

Farben, Licht und Watt - Generationswechsel 1 Einführung These zum Generationswechsel Fackel  Kerze bzw. Öl Kerze  Petroleumlampe bzw. Öl Petroleumlampe  Gaslampe (Katalyt) Gas- / Petroleumlampe  Glühlampe Glühlampe  Leuchtstofflampe Leuchtstofflampe  Halbleiter (LED, OLED) und dann ?? Seniorenakademie 8.12.2010 B. K. Glück & F. Weidhase

Farben, Licht und Watt - Generationswechsel 2 Lichttechnik Wechselwirkung von Lichtquant E = h*v [J = Ws] mit Körper Seniorenakademie 8.12.2010 B. K. Glück & F. Weidhase

Farben, Licht und Watt - Generationswechsel 2.1 Beziehungen visuelle und photonische Energie Lichtmenge: Qv = Wv= h*v = Fv*t [lm*s, lm*h] (v = visuell) Lichtstrom - Zeit - Produkt Strahlungsfluss: Qe = h*v = Fe*t [keV, Ws, J] (e = energetisch) Lichtstrom - Zeit - Produkt Seniorenakademie 8.12.2010 B. K. Glück & F. Weidhase

Farben, Licht und Watt - Generationswechsel 2.2 Beziehungen Lichtstrom Strahlungsfluss Lichtstrom: Fv*= dQv / dt = Iv * W [lm*s/s, lm/sr*sr] W – Raumwinkel [sr] Strahlungsfluss: Fe = dQe / dt = dWe / dt [Ws/s = J/s = W] Seniorenakademie 8.12.2010 B. K. Glück & F. Weidhase

Farben, Licht und Watt - Generationswechsel 2.3 Lichtemission Strahlstärke: Ie = Fe / W = dFe / dW [W/sr] z. B. LED: 0,2 … 100 mW /sr Lichtstärke: Iv = Fv / W = dFv / dW [cd = lm/sr] Lichtmenge: Wv = Qv = = dWe / dt [Ws/s = J/s = W] z. B.: 100 W – Glühlampe: Fv = 1380 lm*1000h = 1,38 Mlm*h 36 W – Leuchtstofflampe: Fv = 3400 lm*8000h = 27,6 Mlm*h 3 W - LED (kaltweiß): Fv = 270 lm * 30000h = 7100 Mlm*h Seniorenakademie 8.12.2010 B. K. Glück & F. Weidhase

Farben, Licht und Watt - Generationswechsel 2.4 Lichtabsorption auf einer Fläche A2 Bestrahlungsstärke: Ee = dFe /dA2 = Ie / r² [W/m²] Zusammenhang mittels Farbtemperaturfaktor KF: Ev = KF * Ee z. B. KF = 1000 cm²lx/mW für Sonnenlicht bei TF = 6000K Beleuchtungsstärke: Ev = dFv / dA2 = Iv / r² - Helligkeitsmaß [lm/m², lx, cd*sr/m²] z.B.: Sonnentag 21.06.: Ev = ca. 60.000 – 100.000 lx trüber Wintertag: Ev = ca. 300 lx Arbeitsplatz: Ev = 500 lx; Vollmond: Ev = 0,25 lx Seniorenakademie 8.12.2010 B. K. Glück & F. Weidhase

Farben, Licht und Watt - Generationswechsel 2.5 Die Sache mit dem Raumwinkel W WKugel = 4πr²/r² = 4π sr = ca. 12,57 = 360grd (!) Umrechnung mit Öffnungswinkel a: WKugel = 2π(1-cos(a*π/360)) Seniorenakademie 8.12.2010 B. K. Glück & F. Weidhase

Farben, Licht und Watt - Generationswechsel 2.6 Was steht auf der Verpackung? Elektrische Leistung: P = U*I = [V*A, W] Lichtstrom: Fv*= dQv / dt = Iv * W [lm*s/s, lm/sr*sr] Lichtstärke: Iv = Fv / W = dFv / dW [cd = lm/sr] Beleuchtungsstärke: Ev = dFv / dA2 = Iv / r² [lm/m², lx, cd*sr/m²] Abstrahlwinkel a [grd] Seniorenakademie 8.12.2010 B. K. Glück & F. Weidhase

Farben, Licht und Watt - Generationswechsel 2.7 Wie rechnen? Beleuchtungsstärke [lx] – Lichtstrom [lm] – Lichtstärke [cd] d = 2070 mm 200 lx d = 1380 mm 450 lx Halogen 50 W a = 38 grd d = 690 mm 1800 lx 1 m Candela – Lumen (LED) http://www.leds.de/Candela-zu-Lumen/ 2 m 3 m Lumenrechner http://www.lumenrechner.de/ Seniorenakademie 8.12.2010 B. K. Glück & F. Weidhase

Farben, Licht und Watt - Generationswechsel 4 Experimente mit 3 verschiedenen Leuchtmitteln einschl. OLED 5 - 7 siehe Koll. Weidhase Seniorenakademie 8.12.2010 B. K. Glück & F. Weidhase