PHOTOMETRISCHE GRÖSSEN
Grundlagen der Photometrie: Wichtige lichttechnische Maßeinheiten
Photometrische Grösse in Kürze:
Photometrische Größen sind grundlegende Konzepte in der Lichttechnik, die bei der Lichtquellenanalyse die Leistung und Verteilung von Licht messen.
Der Lichtstrom, gemessen in Lumen, gibt die Gesamtleistung einer Lichtquelle an, während die Lichtstärke, gemessen in Candela, den Teil des Lichtstroms beschreibt, der in einen bestimmten Raumwinkel emittiert wird. Die Beleuchtungsstärke, gemessen in Lux, gibt Aufschluss darüber, wie viel Lichtstrom auf eine bestimmte Fläche fällt. Diese Parameter sind entscheidend für die Planung und Bewertung von Beleuchtungssystemen in verschiedenen Anwendungsgebieten.
Lichtstrom (Lumen, lm) die gesamte von einer Lichtquelle in alle Richtungen ausgestrahlte Lichtleistung
Lichtstärke I (Candela, cd) jener Teil eines Lichtstromes, der in einen Raumwinkel emitiert wird
Beleuchtungsstärke E (LUX, Ix) beschreibt, wie viel Lichtstrom auf einer bestimmten Fläche auftrifft
Was versteht man unter Lichtstrom?
SI-Einheit*: Lumen (lm)
Der Lichtstrom ist die gesamte von einer Lichtquelle in alle Richtungen ausgestrahlte Lichtleistung. Das Lumen berücksichtigt bereits die Empfindlichkeit des Auges. D. h. zwei Lichtquellen mit dem gleichen Lichtstrom werden unabhängig der Lichtfarbe als gleich hell wahrgenommen.
Lumen ist das neue Watt!
„Lumen ist das neue Watt “ bedeutet, dass man Leuchtmittel nicht mehr aufgrund der Watt -Angabe sondern anhand der Lumen-Angabe bewertet. Wie in der Tabelle ersichtlich erreichen LED Leuchtmittel mit viel weniger Watt deutlich höheren Wert beim Lichtstrom (ausgestrahlte Lichtleistung).
* Definition SI: SI ist das internationale Einheitensystem für physikalische Größen.
LEUCHTMITTEL IM LEISTUNGSVERGLEICH
 |
 |
||
|---|---|---|---|
| 15W | ≙120lm | - | - |
| 25W | ≙220lm | 18W | ≙217lm |
| 40W | ≙415lm | 28W | ≙410lm |
| 60W | ≙710lm | 42W | ≙702lm |
| 75W | ≙930lm | 52W | ≙950lm |
 |
 |
||
|---|---|---|---|
| 3W | ≙135lm | 3W | ≙136lm |
| 5W | ≙229lm | 6W | ≙249lm |
| 12W | ≙432lm | 8W | ≙470lm |
| 14W | ≙741lm | 12W | ≙806lm |
| 18W | ≙970lm | 15W | ≙1055lm |
Was ist Lichtstärke?
SI-Einheit*: Candela (cd)
Leuchtmittel strahlen in mehrere Richtungen - jedoch mit unterschiedlicher Stärke. Die Lichtstärke gibt jenen Teil des Lichtstromes an, der in einen Raumwinkel (somit in eine bestimmte Richtung) emitiert wird. Die Lichtstärke ist eine Eigenschaft der Lichtquelle und steht in keiner Relation zur menschlichen Wahrnehmung. Eine gewöhnliche Haushaltskerze hat in etwa eine Lichtstärke von 1 cd und entspricht somit einem Lumen pro Raumwinkel.
* Definition SI: SI ist das internationale Einheitensystem für physikalische Größen.
VERGLEICHSTABELLE CANDELA
| CANDELA CD | HALOGEN GU10 |
|---|---|
| 15W | ≙120lm |
| 25W | ≙220lm |
| 40W | ≙415lm |
| 60W | ≙710lm |
| 75W | ≙930lm |
| CANDELA CD | HALOGEN GU10 |
|---|---|
| 15W | ≙120lm |
| 25W | ≙220lm |
| 40W | ≙415lm |
| 60W | ≙710lm |
| 75W | ≙930lm |
Photometrische Größen sind Messgrößen, die die Helligkeit und Beleuchtungsstärke von Lichtquellen basierend auf der menschlichen Wahrnehmung quantifizieren. Einheiten wie Lumen und Lux werden verwendet, um Lichtintensität und Beleuchtungsniveau zu beschreiben.
Was gibt die Beleuchtungsstärke an?
SI-Einheit*: Lux (lx)
Die Beleuchtungsstärke gibt an, wie viel Lichtstrom auf einer definierten Fläche auftritt und errechnet sich somit aus dem Quotienten des Lichtstromes (lm) durch die beleuchtete Fläche (m²). Die Beleuchtungsstärke, die eine Lichtquelle auf einer Fläche entwickelt, nimmt mit zunehmenden Abstand im Quadrat ab.
| WEITERE BEISPIELE TYPISCHER BELEUCHTUNGSSTÄRKEN ZUR ORIENTIERUNG | |
| 5 mW Laserpointer, grün (532 nm) | 427.000 lx |
| Beleuchtung in einem modernen OP | 160.000 lx |
| Wolkenloser Sonnentag | 100.000 lx |
| Bewölkter Sommertag | 20.000 lx |
| Bewölkter Wintertag | 3.500 lx |
| Sportstadionbeleuchtung | 1.400 lx |
| Bürobeleuchtung | 500 lx |
| Straßenbeleuchtung | 10 lx |
| Kerze ca. 1 Meter entfernt | 1 lx |
| Vollmondnacht | 0,25 lx |
| BERECHNUNG: Lichtstrom (lm) / Fläche (m2) = Beleuchtungsstärke (lx) | |
| Beleuchtungsstärken laut Arbeitsstättenverordnung | ||
|---|---|---|
| ANSPRÜCHE AN DIE SEHAUFGABE | NENNBELEUCHTUNGSSTÄRKE | BEISPIEL |
| sehr gering | 50 lx | Abstellräume, Lagerräume |
| gering | 100 lx | Pausenräume, Verkehrszonen |
| gering | 150 lx | Verkehrszonen mit Fahrzeugen, Ladebereiche |
| mäßig | 200 - 300 lx | Arbeiten an der Hobelbank, Werkzeugmaschinen, grobe Arbeiten, Empfangstheken Hotel |
| mittel | 500 lx | Büro |
| hoch | 750 - 1000 lx | Techn. Zeichnen, Feinmechanik, Druckerei |
| sehr hoch | 1500 lx | Uhrmacherwerkstatt , Elektronikwerkstatt |
| außergewöhnlich | 2000 lx | Gravieren, Kunststopfen |
Leuchtdichte: Was ist der Unterschied zu Beleuchtungsstärke?
Die Beleuchtungsstärke in Lux ist eine Empfängergröße, d. h. sie beschreibt die auf eine Fläche auftreffende Lichtleistung. Die Leuchtdichte hingegen beschreibt das von einer Fläche (ob sie selbst als Leuchtmittel oder als Reflektor dient) ausgehende Licht, das wahrgenommen wird. Die Leuchtdichte ist der Quotient aus dem Lichtstärke (cd) und der senkrecht zur Ausstrahlungsrichtung liegenden Fläche (A).
| BERECHNUNG: Lichtstärke (cd) / Fläche (m2) = Leuchtdichte (LV) | ||
 |
| BERECHNUNG: Lichtstrom (lm) / Leistung (W) = Lichtausbeute (n) |
| DIE LICHTAUSBEUTE IM VERGLEICH: | |
| Glühlampe 60 W | 10 lm/W |
| Glühlampe 100 W | 15 lm/W |
| Energiesparlampe | 50 lm/W |
| Leuchtstoff röhre 40 W | 55 lm/W |
| LED | 200 lm/W |
Lichtausbeute verstehen: Effektivität von Leuchtmitteln
Die Lichtausbeute beschreibt den Wirkungsgrad eines Leuchtmittels und ergibt sich aus dem abgegebenen Lichtstrom (lm) und der aufgenommen elektrischen Leistung. Die Einheit ist demnach lm/W.
Photometrische Größen wie Lichtstrom (gemessen in Lumen), Lichtstärke (gemessen in Candela) und Beleuchtungsstärke (gemessen in Lux) spielen eine entscheidende Rolle bei der Bewertung von Beleuchtungssystemen in Bezug auf ihre Lichtqualität und -quantität.
Farbtemperatur: Einblicke in Lichtfarben
SI-Einheit*: Kelvin (K)
Mit der Farbtemperatur wird der Farbeindruck einer Lichtquelle quantitativ bestimmt. Die Farbtemperatur ist die Temperatur eines schwarzen Körpers**, die zu einer bestimmten Farbe des von dem Leuchtmittel ausgehenden Lichtes gehört. Beim Erhitzen eines schwarzen Körpers ändert sich die Lichtfarbe von zunächst dunkelrot über orange und gelbweiß zu blauweiß.
| CHARAKTERISTISCHE LICHTFARBEN NACH DIN 5035 |
| LICHTQUELLE | FARBTEMPERATUR IN KELVIN |
|---|---|
| Warmweiß | < 3.500 K |
| Neutralweiß | < 5.300 K |
| Tageslichtweiß (auch Kaltweiß) | > 5.300 K |
* Definition SI: SI ist das internationale Einheitensystem für physikalische Größen.
** Ein schwarzer Körper ist ein Körper, der die gesamte auf ihn auftreffende Strahlung absorbiert
Farbwiedergabeindex CRI (engl. Colour Rendering Index)
Der Farbwiederindex wird in Ra angegeben und bewertet damit die Qualität der Farbwiedergabe von Lichtquellen. Warmweißes Licht besitzt im Vergleich zu neutral- und kaltweißem Licht einen hohen Rotanteil. Dies führt zu unterschiedlichen Farbempfindungen. Anhanddes Ra-Wertes erkennt man, welchen Anteil des natürlichen Farbspektrums des Sonnenlichtes ein Leuchtmittel wiedergibt. Eine Glühlampe erreicht einen Wert von Ra 100, ein weißes LED Leuchtmittel mittlerweile bereits Werte zwischen Ra 70 und Ra 98. Je höher der Farbwiedergabewert, desto besser werden die Farben eines beleuchteten Objektes wahrgenommen.
Sie haben Fragen?
Bei Fragen zum Thema Photometrische Grössen sind wir für Sie da! Füllen Sie unser Formular aus, wir melden uns nach Bearbeitung Ihrer Anfrage umgehend bei Ihnen.
Jetzt registrieren!
Registrieren Sie sich und nutzen Sie die vielen exklusiven Vorteile und Rabatte für ISOLED-Kunden.