Wie hoch ist der Lichtstrom von LED-Lampen?

Leuchtdioden (LED)-Lampen zeichnen sich durch viele Parameter aus, die für eine hochwertige und sichere Beleuchtung verantwortlich sind. In dem Artikel werden die Hauptmerkmale von Geräten dieser Klasse erörtert, einschließlich des Vergleichs letzterer mit denen herkömmlicher Glühlampen, und es werden auch Empfehlungen zur Auswahl von LED-Lampen für den Haushalt gegeben.

Was ist Lichtstrom?

Ein Lichtstrom ist eine physikalische Größe, die die Anzahl der „Licht“-Leistungseinheiten des entsprechenden Strahlungsflusses charakterisiert. Lichtkraft wiederum ist die Energie, die in einer bestimmten Zeit einen Raum durchquert.

Einfach ausgedrückt ist ein Lichtstrom ein Konzept, das die Lichtmenge bestimmt, die von einer Quelle (im Rahmen des Artikels ist dies ein Lichtgerät) ausgestrahlt wird, und wie dieser Strahlungsfluss ausgestrahlt und im Raum verteilt wird.

Die Stärke des Lichtstroms und wie wird er gemessen?

Bei der Bewertung und dem Vergleich von Beleuchtungsgeräten wird eine solche Maßeinheit des Lichtstroms wie Lumen verwendet. Dies ist die grundlegende Maßeinheit, die von einer Quelle ausgestrahlt wird, der Lichtstrom. Inzwischen ist es ein Fehler für Beleuchtungsprofis und allgemeine Benutzer, Beleuchtungsgeräte anhand des Konzepts „Helligkeit“ zu bewerten. Dieser Begriff ist nicht nur falsch, sondern kann gerade bei LED-Lampen auch irreführend sein.

Herkömmliche Glühlampen geben ein möglichst breites Spektrum des Lichtsignals ab, während LED-Lampen nur einen schmalen Teil ihres „blauen“ Bereichs „abdecken“. Gleichzeitig strahlt die LED-Quelle mit einer etwa vergleichbaren Energiemenge heller.

In Bezug auf LED-Lampen wird manchmal der Begriff „Beleuchtungsstärke“ verwendet (charakterisiert die Intensität, mit der Licht auf die Oberfläche fällt). Die akzeptierte Beleuchtungseinheit ist Lux (lx).

Das Gerät und das Funktionsprinzip von LED-Lampen

LED-Lampen zur Beleuchtung unterscheiden sich nur äußerlich, der innere Aufbau verschiedener Geräte ist ungefähr gleich. Das Licht wird direkt von LEDs abgegeben, deren Anzahl, Leistung und Farbspektrum je nach Modell variiert.

Das Funktionsprinzip der LED-Beleuchtungslampe basiert auf der Umwandlung der Netzwechselspannung mittels eines elektrischen Schaltkreises in eine konstante Spannung, die die strahlenden Kristalle tatsächlich speist.

Das Haushalts-LED-Beleuchtungsgerät besteht aus folgenden Komponenten:

• Der Diffusor ist eine spezielle Halbkugel, die die Streuung erhöht und den Lichtfluss gleichmäßig streut. Je nach Modell kann dieses Bauteil aus mattem, transparentem oder durchscheinendem Kunststoff bestehen (Ausnahme sind fluoreszierende Geräte, bei denen ein spezielles reflektierendes Element verwendet wird).
• Der LED-Kristall ist die Basis der modernen LED-Lampe. Ihre Anzahl kann von einem bis zu mehreren Dutzend variieren – dies hängt von Design, Abmessungen, Leistung und Größe des Kühlkörpers eines bestimmten Modells ab. Die Qualität der LED-Kristalle bestimmt die Hauptparameter des Geräts und seine Haltbarkeit, denn wenn auch nur ein Chip ausfällt, kann die Lampe weggeworfen werden.
• Leiterplatte – Bei ihrer Herstellung wird eine spezielle eloxierte Aluminiumlegierung verwendet, die es ihr ermöglicht, effektiv mit dem Kühler zu interagieren und Wärme abzuleiten.
• Der Kühlkörper ist ein speziell geformtes Aluminiumprodukt, das eine effizientere Wärmeableitung von den Kristallen ermöglicht. Die Wärmeabfuhrfläche des Heizkörpers nimmt aufgrund des Vorhandenseins vieler Platten am Körper dieses Elements zu.
• Der Treiber ist ein wichtiger Bestandteil der Schaltung, ohne den die LED-Kristalle einfach durchbrennen würden. Das Gerät richtet die Netzspannung gleich, reduziert und stabilisiert sie. Es gibt ferngesteuerte und eingebaute Treiber – die meisten LED-Beleuchtungsgeräte für den Haushalt sind mit den neuesten Geräten ausgestattet, die direkt im Lampengehäuse montiert sind.
• Ein Kondensator ist ein funktechnisches Bauteil, das zusätzlich Spannungswelligkeiten glättet, die der LED-Matrix zugeführt werden.
• Die Polymerbasis des Sockelteils ist ein Strukturelement, das erforderlich ist, um den Körper des Geräts vor elektrischem Zusammenbruch und eine Person vor elektrischem Schlag beim Lampenwechsel zu schützen.
• Sockel – ein Schaltteil, das die Verbindung zum Stromnetz herstellt. Meistens besteht der Sockel aus vernickeltem Messing, das einen zuverlässigen Kontakt und eine Korrosionsschutzwirkung bietet.

Es ist erwähnenswert, dass bei LED-Geräten im Gegensatz zu herkömmlichen Glühlampen die maximale Heizzone auf der Innenseite basiert. Aus diesem Grund benötigt die LED-Lampe eine effektive Innenkühlung, die in Form eines Kühlradiators realisiert ist.

Hauptmerkmale

LED-Geräte sind Glühlampen und anderen Lichtquellen in vielerlei Hinsicht überlegen. Unter mehreren Dutzend technischen Parametern von LED-Lampen können einige Hauptparameter unterschieden werden.

LED-Lampenleistung

Unter der Leistung des LED-Geräts verstehen sie die elektrische Leistung, die es aus dem Netzwerk verbraucht. Um dem Verbraucher die Orientierung zu erleichtern, ist auf der Verpackung der LED-Lampe das äquivalente Kennzeichen einer Glühlampe angegeben.
Unterdessen variiert die Effizienz solcher äquivalenter Vorrichtungen. Sie haben unterschiedliche Helligkeit und Lichtstromstärke.

Streuwinkel

Der Lichtstrom von LED-Haushaltslampen wird in einem Winkel von 60° – 340° gestreut. Geräte mit einem weniger breiten Strahlungsmuster werden bei der Gestaltung von Punktbeleuchtung und Zonenbeleuchtung verwendet. Geräte mit einem breiten Abstrahlwinkel werden zur Organisation der Allgemeinbeleuchtung verwendet. Den größten Abstrahlwinkel haben Lampen mit LED-Wendeln. Der Indikator für diesen Gerätetyp korreliert mit herkömmlichen Glühlampen.

Lichtstrom erzeugt

Die Helligkeit der Beleuchtungseinrichtung bzw. die von ihr abgegebene Lichtmenge wird durch einen Parameter wie den bereits erwähnten „Lichtstrom“, gemessen in Lumen, charakterisiert. Eine LED-Lampe mit einem Lichtstrom von 400 Lumen entspricht in etwa einer 40-Watt-Glühlampe. In der Praxis besteht die Tendenz, dass Hersteller von LED-Geräten diese Eigenschaft bewusst überschätzen. Parameter, die für bestimmte Geräte nahezu real sind, können durch Untersuchung der Ergebnisse unabhängiger Tests gefunden werden.

Bunte Temperatur

Die bekanntere Glühlampe gibt ein angenehm weiches gelbes Licht ab, dessen Farbtemperatur sich 2750 Kelvin (K) nähert. Dementsprechend wird eine LED-Lampe mit der gleichen Farbtemperatur einer herkömmlichen Lampe am ähnlichsten leuchten. LED-Geräte zeichnen sich größtenteils durch eine Farbtemperatur von 3000 K aus – mit einem für die Augen recht angenehmen, aber etwas weißeren Licht. Für Büros sind Lampen mit einer Anzeige von 3000 – 4000 K geeignet. Beleuchtungsgeräte mit einer Farbtemperatur von 5000 K oder mehr sind nur für Wirtschaftsräume geeignet.

Ripple-Faktor

Diese Eigenschaft gilt für alle Beleuchtungseinrichtungen. Hochwertige LED-Geräte haben eine sehr geringe Restwelligkeit, die 3- bis 5-mal geringer ist als bei Glühlampen. Gemäß diesem Indikator dürfen LED-Geräte in allen Räumlichkeiten verwendet werden. Bei billigen Lampen wird der Welligkeitskoeffizient sehr oft nicht angezeigt, die Flimmerintensität kann jedoch leicht mit der Kamera des Telefons überprüft werden. Bei Vorhandensein von Wellen sind auf dem Display dunkle Streifen sichtbar.

Äquivalente Leistung

Auf der Verpackung einer LED-Lampe befindet sich normalerweise auch ein Parameter wie die äquivalente Leistung einer Glühlampe. Beispielsweise kann es sich um eine Information handeln, dass das LED-Gerät eine Leistung von 5 W hat, was der Leistung einer Glühlampe von 40 W entspricht. Nicht allzu gewissenhafte Hersteller können bei diesen Parametern knifflig sein, daher empfiehlt es sich, zunächst auf die Lichtstromcharakteristik der LED-Lampe zu achten.

Betriebsspannung

Die genormten Betriebsspannungen moderner LED-Lampen sind 220 V (für normales Netz) und 12 V (für den Betrieb mit Netzteilen). Letztere arbeiten sowohl mit Wechsel- als auch mit Gleichspannung. Einige dieser Lampen können jedoch, wenn sie mit einer Wechselstromquelle betrieben werden, einen zu hohen Welligkeitsfaktor haben, der für die Augen schädlich ist.

Farbwiedergabeindex

Der spektrale Farbwiedergabeindex eines LED-Geräts ist anders als bei einer Glühlampe. Es hat eher eine blaue Farbkomponente. Der vom Gerätehersteller angegebene Farbwiedergabeindex (Ra) charakterisiert die Gleichmäßigkeit des Pegels aller Farbanteile. Lichtstrom mit niedrigem Index (weniger als 80 Ra) ist für die Augen unangenehm. Glühlampen und Sonnenlicht haben diesen Indikator im Bereich von 97 – 98 Ra, hochwertige LED-Lampen sind mehr als 80, einzelne Modelle – 90 Einheiten. In der Praxis wird der spektrale Farbwiedergabeindex von manchen Herstellern bewusst überschätzt: Bei der Kennzeichnung auf Ra-80-Verpackungen kann er 75 oder noch weniger Einheiten betragen.

Helligkeits Kontrolle

Die meisten LED-Lampen funktionieren nicht mit Dimmvorrichtungen, die zum Einstellen der Helligkeit von Beleuchtungskörpern entwickelt wurden. Auf dem Markt sind jedoch LED-Leuchten zu finden, die bereits über eine eingebaute Dimmeinheit verfügen, oder die die Möglichkeit haben, externe Dimmer für Glühlampen zu unterstützen oder speziell für Diodengeräte ausgelegt sind.

Heizung und Wärmeerzeugung

Der Lichtstrom der LED wird in eine Richtung gelenkt, während in die andere Richtung Wärme abgegeben wird. Aus diesem Grund muss das Innere der LED-Lampe aktiv gekühlt werden. Dazu ist die Beleuchtungseinrichtung mit einem Strahler ausgestattet.

Vergleichende Eigenschaften von LED-Geräten und Glühlampen

Für einen visuellen Vergleich von LED-Geräten und Glühlampen sollten Sie sich auf eine spezielle Tabelle beziehen. Wie man sieht, ist der Unterschied in der Leistungsaufnahme zwischen diesen Geräteklassen bei gleicher Lichtstromstärke erheblich.

Tatsächlich entspricht eine 5-W-LED-Leuchte jedoch nicht einer 40-W-Glühlampe. Die Beleuchtungsstärke eines LED-Geräts kann tatsächlich weit von 400 Lumen entfernt sein, was von mehreren Faktoren abhängt. Dies ist beispielsweise ein mattes Gehäuse, das einen Teil der Leistung durch den Fahrer, andere elektrische Komponenten usw. „frisst“.

Lichtleistung

Einer der wichtigsten Parameter bei der Berechnung des Beleuchtungsschemas des Raums ist die Lichtleistung des montierten Geräts. Diese Eigenschaft wird in Lumen / Watt gemessen. Bei Glühlampen beträgt die Lichtleistung 8 bis 10 lm/W. Bei LEDs reicht der Parameter von 90 bis 110 Lm / W und bei hochwertigen Modellen von 120 bis 140 Lm / W. In Bezug auf die Lichtleistung sind LED-Leuchten 8-10 Mal besser als alternative Optionen.

Wärmeableitung

Beim Vergleich von LEDs und herkömmlichen Glühlampen sollte deren Wärmeableitung berücksichtigt werden. Glaskolben von Glühlampen erhitzen sich auf 230 – 240 Grad Celsius, während eine leistungsstarke LED-Lampe auf maximal 45 Grad heizen kann. Aus diesem Grund sind letztere nicht feuergefährlich und können in jedem Raum montiert werden, im Gegensatz zu Glühlampen, die beispielsweise nicht für den Einsatz in Holzkonstruktionen empfohlen werden.

Lebensdauer

Das Hauptmerkmal, das über den Vorteil von LEDs spricht. Eine LED-Matrix kann 40.000 Stunden betrieben werden, während eine Glühlampe selten länger als tausend Stunden hält, was fast 40-mal weniger ist. Der Fairness halber sei angemerkt, dass solch hohe Raten hochwertigen LED-Produkten namhafter Hersteller innewohnen. Billige LED-Kristalle haben eine viel geringere Ressource.

Effizienz

Die Lampeneffizienz ist ein Konzept, das die erzeugte Lichtmenge im Verhältnis zur Wärmeleistung des Geräts charakterisiert. Diese Eigenschaft von LED-Geräten nähert sich 90%, während die nützliche Aktion wie bei Glühlampen auf 7-9 Prozent geschätzt wird. Unnötig zu sagen, wie viel sparsamer LED-Beleuchtungsgeräte im Vergleich zu herkömmlichen Pendants sind.

Preis

Eine viel umstrittenere Frage ist, was rentabler zu verwenden ist: Diodenlampen oder Glühlampen? Obwohl erstere um eine Größenordnung teurer sind, übersteigt ihre Gesamtbetriebszeit die Lebensdauer der zweiten Option bei weitem. Und wenn wir einen solchen Indikator wie Energieeinsparung berücksichtigen, haben herkömmliche Lampen überhaupt keine Chance. In der Praxis sind die Dinge jedoch nicht so eindeutig. Ein LED-Gerät kann wie andere Lampentypen viel früher als seine Lebensdauerschwelle ausfallen (z. B. bei Stromstößen oder Temperaturänderungen). Außerdem leuchten sie schwächer, sodass Nutzer oft eine zusätzliche LED-Beleuchtung kaufen und installieren müssen.

Umweltkomponente

Zertifizierte LED-Lampen enthalten einen sehr geringen Prozentsatz gefährlicher Chemikalien. Sie müssen wie Glühlampen nicht speziell entsorgt werden. Das heißt aber keineswegs, dass ausgediente Geräte im Hausmüll entsorgt werden sollten. Leuchtmittel können beispielsweise bei speziellen Sammelstellen abgegeben werden.

Tipps zur Auswahl einer LED-Lampe

Die Wahl einer guten LED-Lampe ist keine leichte Aufgabe. Selbst bei weltbekannten Herstellern gibt es manchmal Fälle mit hoher Pulsation oder mit relativ zu realen Werten überschätzten Lichtleistungsparametern. Die folgenden Empfehlungen basieren auf praktischen Erfahrungen von Anwendern und den Ergebnissen unabhängiger Experten. Eine gute LED-Lampe sollte folgende Kriterien erfüllen:

• Welligkeitsfaktor – nicht mehr als 30%;
• Farbwiedergabe – Index 80 und mehr;
• Lichtstromniveau – entspricht dem Wert des Lichtstroms einer Glühlampe;
• akzeptabler Beleuchtungswinkel – nicht mehr als 50 Grad;
• ggf. Unterstützung für Schalter mit Anzeige;
• bei Bedarf – Unterstützung für das Dimmen.

Darüber hinaus ist es nicht überflüssig, sich auf die folgenden Punkte zu konzentrieren:

• Legen Sie Ihre Hand unter das Licht der Lampe. Weist die Haut einen Graustich auf, verwendet das Gerät LEDs mit niedrigem Farbwiedergabeindex.
• Auch wenn Sie auf der Verpackung die Bezeichnung „no ripple“ sehen, bedeutet dies nicht, dass Flimmern vollständig fehlt. Höchstwahrscheinlich liegt sein Wert innerhalb von 5%.
• Wenn es möglich ist, die Lampe einzuschalten, richten Sie die eingeschaltete Smartphone-Kamera darauf. Wenn Sie keine Streifen sehen, hat die LED-Leuchte einen niedrigen Pulsationspegel.
• Wischen Sie mit einem Füllfederhalter vor der eingeschalteten Lampe. Wenn sich das Objekt verdoppelt oder verdreifacht, weist die Quelle ein hohes Pulsationsniveau auf.
• Die Helligkeit der LED-Lampe kann mit speziellen Belichtungsmesser-Anwendungen auf Ihrem Android-Smartphone überprüft werden.
• Kaufen Sie kein Produkt mit einem Veröffentlichungsdatum von 3 Jahren oder mehr. Es ist besser, eine modernere Option zu wählen.
• Wählen Sie eine LED-Lampe mit langer Garantiezeit (3-5 Jahre).
• Bitte bewahren Sie Ihre Quittung auf, damit Sie den Artikel bei Bedarf zurückgeben oder umtauschen können.

LED-Lampen unterscheiden sich in vielen Eigenschaften von klassischen Glühlampen. Die wichtigsten davon sind Leistung, Abstrahlwinkel, Lichtstrom, Farbtemperatur und Welligkeitsfaktor. Bei der Auswahl einer LED-Lampe sollten Sie außerdem auf die Licht- und Wärmeleistung des Geräts, dessen Garantiezeit, Effizienz, Äquivalentleistung, Betriebsspannung und Farbwiedergabeindex achten.