Das kleine Lichtlexikon

Leuchtmittel-Arten und Farbtemperatur

Die verschiedenen Lampen-Typen
Licht kann auf unterschiedliche Weise erzeugt werden. Korrekt werden die Lampen als Leuchtmittel benannt. Die entspechende Funktionsweise wird hier kurz erklärt:




Glühlampen

Das älteste elektrische Leuchtmittel. Ein Stromfluß durch einen sehr dünnen Draht erzeugt eine starke "Reibung" der freien Elektronen im Draht. Dieser erhitzt sich, beginnt zu glühen und gibt Lichtstrahlung ab. Damit der Draht nicht verbrennt, wird er von einem Glaskolben umgeben, in dem ein Vakuum herrscht.
Die ersten Glühdrähte bestanden aus Kohle (Kohlefadenlampe), heutige Wendeln bestehen aus Wolframdraht.
Glühlampen sind sehr kostengünstig, jedoch setzen Sie den Hauptteil der verbrauchten Leistung in Wärme um, nur etwa 5% werden in Licht umgewandelt.



Halogenlampen

Die verbesserte Ausführung der Glühlampen.
Im Glaskolben befindet sich ein Halogen-Gas Gemisch. Diese Füllung sorgt für den "Halogen-Kreislauf-Prozeß". Metall-Atome, die sich aus der Glühwendel lösen, können sich nicht mehr am Glaskolben absetzen, sondern sie lagern sich wieder an der Wendel ab. Der Glaskolben schwärzt nicht und der Glühdraht hält länger. Damit kann der Glühdraht kürzer ausgelegt werden, die Glühtemperatur steigt, das ausgesandte Licht wirkt weißer, der Anteil des sichtbaren Lichtes wird höher. Halogenlampen haben damit einen etwas besseren Wirkungsgrad, als Glühlampen. Beispiele


Leuchtstoffröhren

In der Leuchtstoffröhre befindet sich ein Gasgemisch. Durch eine hohe elektrische Spannung an zwei gegenüberliegenden Elektroden wird das Gasgemisch ionisiert (leitfähig gemacht) und es entsteht eine elektrische Entladung.
Zum Zünden werden diese Elektroden mittels Stromfluß zum Glühen gebracht. Dies geschieht mit einem Leuchtstofflampen-Starter.
Der Kolben ist auf der Innenseite mit einem Leuchtstoff überzogen. Dieser Leuchtstoff wird durch die bei der Entladung entstehende UV-Strahlung angeregt und beginnt seinerseits, sichtbare Lichtstrahlung abzugeben (Fluoreszenz-Effekt). Deshalb nennt man Leuchtstoffröhren auch Fluoreszenz-Röhren.
Vorteil ist der sehr hohe Wirkungsgrad und die lange Lebensdauer. Nachteil ist die große Bauform. Deshalb läßt sich das Licht hier auch nicht bündeln. Zum Betrieb benötigen Leuchtstofflampen ein Vorschaltgerät. Dieses erzeugt eine sehr hohe Spannung ca. 1,5 kV, damit die Entladung beginnt, die Lampe wird gestartet, danach wird der Lampenstrom begrenzt und die Brennspannung liegt bei etwa 103V (T8 Leuchtstofflampe 36W).
Die Energiesparlampe ist eine Untergruppe der Leuchtstofflampen.
Hier ist eine Kompaktleuchtstofflampe (Zick-Zack gefaltete Leuchtstoffröhre) und das Vorschaltgerät zu einer Einheit zusammengefasst und mit einem Edison E14 oder E27 Schraubsockel ausgestattet.
Glühlampen können einfach durch Energiesparlampen ersetzt werden, der Leistungsverbrauch ist etwa nur 1/5 bei 10-facher Lebensdauer.
Achtung: Handelsübliche Energiesparlampen dürfen NICHT gedimmt werden. Beispiele


Entladungslampen

Ähnlich wie bei den Fluoreszenzröhren, ist die Arbeitsweise der Entladungslampen.
Die Füllung besteht aus einer Metalldampf-Gasfüllung unter hohem Druck und die Bauform ist wesentlich kompakter.
Es sind also kleinere Leuchten möglich, gezieltere Lichtabstrahlungen, Projektionen und auch wesentlich intensivere Lichtabstrahlung im Vergleich zu Leuchtstofflampen. Alle Entladungslampen benötigen ein Vorschaltgerät und meistens auch ein Zündgerät. Schaltbild und Erklärungen zu Vorschaltgeräten
Bis die erforderliche Betriebstemperatur im Brenner erreicht ist, vergehen mehrere Minuten. Die Helligkeit steigt daher langsam an bis zu ihrem Maximum.
Entladungslampen sind nicht dimmbar. Weiter muß die Leuchte eine Schutzscheibe haben, die Splitter von eventuell berstenden Entladungslampen zurückhält.
Zu den Metalldampf-Entladungslampen zählen unter anderem:
Metallhalogenidlampe, Natriumdampflampe, Quecksilberdampflampe, Xenonlampe Beispiele


LED Lampen

LED ist die Abkürzung von "Light Emitting Diode", auch Leuchtdioden genannt.
Hier wird durch Elektronenfluss an einem Halbleiter "PN-Übergang" direkt Lichtstrahlung erzeugt.
Da der Wirkungsgrad sehr hoch ist, entsteht beim Betrieb wenig Wärme im Vergleich zu anderen Leuchtmitteln. Auch die Lebensdauer ist enorm und liegt in der Regel bei etwa 25000 - 50000 Stunden. Die LED gibt es in verschiedenen Lichtfarben, ähnlich wie bei Leuchtstoffröhren, in 3000K Warmton, in 4000K Neutralweiß oder in 6000K Daylight.
LEDs leuchten sofort beim Einschalten in voller Helligkeit und benötigen keine Aufwärmzeit.
SMD LED sind flach montierte LEDs keiner Leistung. COB LED haben ebenfalls eine flache Bauform, jedoch hohe Leistungen.
Die Lichtabstrahlung ist sehr diffus.
Durch Linsen-Optiken oder tiefe Reflektoren wird das Licht erst gelenkt und die Lichtabstrahlung in eine Richtung gebündelt. Damit nimmt die Lichtstärke deutlich zu.
Beispiele
LED Strassenbeleuchtung

Farbtemperatur
Die verschiedenen Leuchtmittel (Lampen)-Typen geben Licht in unterschiedlichen Farbtönen wieder.
Haushalts-Glühlampen strahlen ein "warmes" Licht ab mit vielen Gelb- und Rot-Anteilen.
Entladungslampen hingegen haben viele Blau-Anteile, wirken daher "kalt". Sie kommen dem Tageslicht-Spektrum näher und geben die Farben der angestrahlten Objekte naturgetreuer wieder.
Das mittlere Lichtspektrum wird in "Grad Kelvin" gemessen.

Farbtemperatur-Tabelle

2000K	2350K	2700K	3000K	3300K	3600K	4000K	4500K	5000K	5500K	6000K	6500K
Glühlampen		Halogenlampen			Entladungslampen
			Leuchtstofflampen
				Film, Foto, Ausstellungen in denen es auf originalgetreue Farbwiedergabe ankommt.

Beispiele:
Leuchtmittel in der Straßenbeleuchtung
Solarleuchten als Straßenleuchten