LED, Lumen und Leistung: Fachlicher Hintergrund

Spielrelevante Leuchtmittelarten

Glühlampen

Umgangssprachlich auch als Glühbirnen bezeichnet. Sie erzeugen Licht, indem ein elektrischer Leiter durch elektrischen Strom aufgeheizt und dadurch zum Leuchten gebracht wird.

LED-Lampen

Leuchtdioden/ LED (Licht emittierende Dioden) bestehen aus zwei Schichten eines Halbleitermaterials (n und p Schicht). Aufgrund Spannungsanschluss in Flussrichtung entsteht Stromfluss von n zur p Schicht. Elektronen geben dabei ihre Energie in Form von Lichtblitzen frei.

Halogenlampe

Sehr helle Glühlampe mit einer Füllung aus Edelgas, der eine geringe Menge von Halogen beigemischt ist.

Gas-Entladungslampen

Leuchtmittel, bei denen eine elektrische Gasentladung für die Lichterzeugung ausgenutzt wird. In der Regel bestehen diese aus einer fast vollständig evakuierten, mit einer Gasfüllung (häufig Edelgase wie Neon, Krypton und Xenon oder verdampfte Metalle wie Quecksilber oder Halogene) versehenen Glasröhre. Die Gasfüllung wird zum Leuchten angeregt, indem beim Anlegen einer Spannung die von einer zur anderen Elektrode fliegenden Elektronen mit den Gas/Metalldampf-Atomen kollidieren.

Die am häufigsten verbreitete Variante sind Leuchtstofflampen.

Außerdem gibt es „Energiesparlampen“, fachlich korrekt Kompaktleuchtstofflampen. Kompaktleuchtstofflampen sind besonders kleine Leuchtstofflampen und werden umgangssprachlich häufig als Energiesparlampen bezeichnet. Die Röhren, in denen die Gasentladung stattfindet, können aus Platzspargründen gebogen, gefaltet oder gewendelt ausgeführt werden. Sie besitzen in der Regel ein im Sockel integriertes Vorschaltgerät, was besonders aus Sicht der ökologischen Entsorgung als ungünstig anzusehen ist.

Die dritte Variante sind Halogen-Metalldampflampen. Sie sind nicht zu verwechseln mit Halogenlampen, da diese zwar auch ein Halogen enthalten, das Licht jedoch in einer Gasentladung erzeugt wird. Metalldampflampen arbeiten mit einem relativ hohen Druck. Es handelt sich um Leuchtmittel mit hoher Helligkeit und guter Farbtreue, deren hoher Gehalt an Quecksilber und Thallium, sowie die Gefahr des Berstens jedoch als nachteilig anzusehen sind. Alle Hochdrucklampen benötigen eine Vorrichtung zur Strombegrenzung, ein sogenanntes Vorschaltgerät, um zu funktionieren.

 

 

 

 

Gut zu wissen:
Vorschaltgeräte erfüllen hauptsächlich zwei Funktionen:

1. Sie liefern den für das Starten einer Gasentladungslampe notwendigen hohen Spannungsimpuls
2. Sie begrenzen den durch das Leuchtmittel fließende Entladungsstrom im Betrieb, da Gasentladungslampen typischerweise einen negativen differenziellen Widerstand aufweisen, wodurch bei zunehmender Stromstärke auch der Spannungsabfall an der Lampe abnimmt, was einen direkten Betrieb an einer Spannungsquelle nicht möglich macht.

Kenngrößen zu Leuchtmitteln

Sockel

Spielrelevant sind die 230V-Hochvoltsockel mit den beiden am Markt vorhandenen Sockelgrößen E14 (klein) und E27 (groß).

Lichtstrom
  • gemessen in Lumen (Ф)
  • bezeichnet die in einer bestimmten Zeit ausgestrahlte Lichtmenge
  • anhand des Lichtstromes lässt sich beurteilen, ob eine Lampe mehr oder weniger Licht abgibt als eine andere Lampe
  • Zusammenhang von Wellenlänge (λ) und Frequenz (f)
Leistungsaufnahme
  • gemessen in Watt
  • bei herkömmlichen Glühlampen gehen gerade einmal fünf Prozent Leistung in die Beleuchtung, der Rest wird als Abwärme an die Umwelt abgegeben
  • ganzheitlich betrachtet benötigten LED und Energiesparlampen jedoch in der Herstellung Rohstoffe, wie seltene Erden und auch Quecksilber, mit dem Nachteil der beschränkten Verfügbarkeit beziehungsweise Umweltschädlichkeit

Gut zu wissen:
Aus Lichtstrom und Leistungsaufnahme lässt sich die Lichtausbeute einer Lichtquelle errechnen. 100W Glühbirne = 1400 Lumen = 14 Lumen je Watt (lm/W)

Farbtemperatur
  • gemessen in Kelvin
  • Angabe der Lichtfarbe als Farbtemperatur (Temperatur, die theoretisch ein schwarzer Körper aufweisen müsste, um Licht in der gleichen Farbe abzugeben)
  • Farbe der LED abhängig vom Halbleitermaterial
  • im Spiel Serena Supergreen: Reduktion auf warm-weiß und kalt-weiß

Quelle: PTS Trading

Quelle: LED Wunderland

Wichtige Arbeitsschritte

Arbeitsschutz: Stromkreislauf spannungsfrei schalten
  • Vor jedem Arbeiten an stromführenden Geräten ist Spannungsfreiheit herzustellen.
  • Es existieren in der Regel folgende Möglichkeiten: Schalter ausschalten, Stecker herausziehen oder Sicherung herausnehmen.
  • Alternativ erfolgt im Spiel Serena Supergreen ein Hinweis zur Einhaltung der Sicherheitsregeln, zum Beispiel „Ich sollte den Strom ausmachen, bevor ich die Birne rausnehme.“ „Ich sollte besser den Strom ausmachen, bevor ich die Schutzabdeckung wegnehme. Nicht, dass nachher meine Finger da rein kommen.“ oder „Ich will keinen Stromschlag kriegen … da mach in den Strom besser vorher aus.“.
Lampeninstallation: Stromkabel verbinden

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Für die Lampeninstallation werden die aus der Decke hängenden Hausleitungen mit der Lampe verbunden. Das Kabel in der Decke besteht aus drei Adern: einem mit blauem Mantel (Nullleiter), einem mit schwarzem Mantel (Phase) und und einem mit gelb-grünem Mantel (Erdung). Mit einem Phasenprüfer wird zunächst geprüft, ob die Hausleitungen wirklich sicher (also spannungsfrei) sind.

Die Verbindung erfolgt mittels Lüsterklemme. In diese werden die an den Enden abisolierten Kabel jeweils farbgleich in die gegenüberliegenden Öffnungen der Lüsterklemme gesteckt, welche intern miteinander verbunden sind. Das Anklemmen der Erdung ist nicht notwendig, wenn die Leuchte schutzisoliert (völlig aus Kunststoff) ist und über keine Schutzleiterklemme verfügt.

Überlast: Auslösen der Sicherung

Ein Sicherungskasten beinhaltet Sicherungen und einen Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter), im Bild blau dargestellt.

Eine Sicherung hat die Aufgabe bei Überlast auszulösen, das heißt wenn mehr Strom gefordert wird, als die Leitung zur Verfügung stellt und zum Beispiel die Steckdose vertragen kann.

 

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