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Luxbien erklärt: Was ist Licht?

März 19, 2019 0

LICHT

Licht ist eine spezielle Form der Energie, die das Auge beeinflusst und es wird angenommen, dass es in Form von Wellen oder Photonen sich verbreitet. Wenn die elektromagnetischen Wellen geordnet werden, erhält man elektromagnetisches Spektrum. Die Länge dieses Spektrums liegt zwischen 380 nm und 780 nm, das sichtbar ist und als Licht bezeichnet wird.   

LICHTFLUSS (lm)

Lichtfluss ist ein Begriff, der sich auf die Gesamtmenge des Lichts bezieht, die von einer Lichtquelle pro Zeiteinheit emittiert wird. Die Einheit ist Lumen. Der Lichtfluss beschreibt den von einer Lichtquelle, die durch gesunde Augen am Tageslicht nach der Spektralempfindlichkeitskurve erschließbar ist, emittierten Energiefluss.

Fotometrische Äquivalenz des Energiestroms (683 lm/W) F: Energiefluss (W) Vλ : Spektralempfindlichkeit des Augen oder der Sichtbarkeitsfaktor der Strahlen.

LICHTWIRKUNGSGRAD

Lichtwirkungsgrad wird durch die Einheit lm/W gemessen. Lichtwirkungsgrad ist das Verhältnis des von einer Lichtquelle oder Lichteinheit emittierten Gesamtlichtflusses zu der Gesamtleistung der Quelle Lichtquelle oder Lichteinheit. In anderen Worten ist er die Menge des von einer Lichtquelle oder Lichteinheit emittierten Lichtflusses, die der von dem Stromnetz gezogene Leistung von 1 W entspricht.

LICHTSTÄRKE

Lichtstärke ist die Stärke des pro Zeiteinheit in einer bestimmten Richtung emittierten Lichts. Sie ist für die punktuellen Lichtquellen und eine von der Richtung abhängige Größe, wessen Symbol l und Einheit candela ist.  

Die Durchschnittbeleuchtungsstärke ist das Verhältnis der vertikalen Komponente des Einfallichtflusses zu der Fläche der Einheitsoberfläche. Ihre Einheit ist lm/m2 = lux und wird lx bezeichnet.

LEUCHTDICHTE

Leuchtdichte bezieht sich auf einen bestimmten Punkt auf einer Oberfläche und die Blickrichtung. Sie ist mit dem Buchstaben L gekennzeichnet. Ihre Einheit ist cd/m2. Sie ist ein Begriff, der sich auf die Lichtstärke, die sich von einer bestimmten Einheitsgebiet der Oberfläche in eine bestimmte Richtung bewegt. Die Oberfläche, die das Licht emittiert, kann eine primäre Lichtquelle wie eine Lampe sein oder eine lichtdurchlässige Leuchtoberfläche aber auch eine sekundäre Lichtquelle, die das Licht einer anderen Quelle reflektiert. Das Leuchten eines Punktes auf einer Oberfläche in Richtung der Leuchtdichte, die von der sichtbaren Einheitsfläche in diese Richtung gestrahlt wird.     

LICHTERZEUGUNG

Die Lichterzeugung in den Leuchten erfolgt auf drei verschiedene Weise: Thermisch, lumineszierend und elektrolumineszierend.

Atome und Moleküle geben Energie frei, die Sie aufladen, während sie von dem erregten Zustand in den Grundzustand fallen. Dieses Phänomen ereignet sich, wenn ein nicht leitendes Gas zwischen zwei Elektroden durch den elektrischen Strom und eingestellten Elektronenfluss erregt wird oder ihre Atome ionisiert werden. Die Elektronen, die von einer Elektrode zu der anderen fließen, kollidieren auf ihrem Weg mit Gasatome. Wenn die Geschwindigkeit der Atome hoch genug ist die Atome zu erregen, erregen die Elektronen die Atome und eine Strahlung setzt ein während der Atome zu ihrem Grundzustand zurückfallen. Anders als die Erzeugung des thermischen Lichts, ist das Lichtspektrum der lumineszent erzeugten Lichts nicht stetig. Licht wird je nach Typ und nach dem partiellen Druck des benutzten Gases in spezifischen Wellenlängen emittiert. Die Leuchten, die nach diesem Prinzip aufgebaut sind, werden je nach inneren Gasdruck Hochdruck- bzw. Niederdruckleuchten genannt. In den gegenwärtigen Entladungsleuchten wird meist Quecksilber und Natrium benutzt.

ELEKTROLUMINESZIERENDE LICHTERZEUGUNG: LED (Licht Emittierende Diode)

Dieser Vorgang basiert auf das Prinzip der direkten Umwandlung der elektrischen Energie in die Lichtenergie. LEDs sind Festkörperlichtquellen, die einfachgerichtete Elektronenbewegung ermöglichen und strahlen Licht aus, wenn durch sie elektrischer Strom durchfließt. In LED Chips, die aus der Verschaltung des P-leitenden Halbleiters mit der N-leitenden Halbleiter hervorgehen, emittieren Elektronen durch die Kombination der Löcher während sie sich von der negativen zu der positiven Seite bewegen Photonen (Elektro-Lumineszenz). LEDs, deren Effizienz insbesondere nach 1999 schlagartig stieg, stechen heute durch ihre Effizienz, gute Farbeigenschaften und eine lange Lebensdauer hervor. Ein typischer LED Chip besteht aus folgenden Elementen:

Weißes Licht kann von LEDS auf zweie Weisen gewonnen werden:

  1. Die Gewinnung des weißen Lichts durch dir Kombination von rot-, grün-, blaufarbigen LEDs.
  2. Die Gewinnung des weißen Lichts durch die Filtrierung der kurzen Wellenlängen (blau und ultraviolett) durch einem Phosphorschicht in LEDs.

Beim Entwurf der Beleuchtungskörper unter Einsatz von LED Chips steht der optische Entwurf in Vordergrund, thermische und elektrischer Entwurf des Systems sollte auch beachtet werden.  Insbesondere in den Hochleistungs-LEDs wird eine sehr intensive Menge an Licht von einem kleinen Gebiet abgegeben. Aus diesem Grund sollten mögliche Blendungsprobleme durch einen guten optischen Entwurf vermieden werden. Die Leuchtwirkung, die durch das Verhältnis der Umwandlung der elektrischen Energie in die Lichtenergie ausdrückt, variiert abhängig von LED-Chipart zwischen 10-40%. Die verbleibende Energie wird (60-90%) in Wärme umgewandelt. Ohne einen guten thermischen Entwurf würde in dem LED-Leuchtkörper Wärme sich stauen und die Temperatur an der Verbindungsstelle, wo Licht produziert wird, steigen.  Ein Temperaturanstieg an der Verbindungsstelle reduziert die Leuchtwirkung des LEDs und der Wert des Lichtwirkungsgrads (lumens/watt), der Lichtflussmenge pro Einheitsleistung wiedergibt, nimmt ab. Da die LED-Chips mit Gleichstrom betrieben werden, wird ein Richter benutzt, um von dem Stromnetz Energie zu beziehen. Eine weitere Aufgabe des Richters ist jeder LED die notwendige Nennstrom bereitzustellen. LED-Richter sind im Allgemeinen sind so eingestellt, dass sie einen gleichmäßigen Strom liefern und werden standartmäßig für die Strombereiche 350 mA, 500 mA, 700 mA, 1050 mA usw. produziert. Die Wirkung der LED-Richter nimmt ab, wenn die Last abnimmt.

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