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Wissenswertes über LEDs
16.04.2005 von Speedmike


Lebensdauer der LED
Die Lebensdauer wird von vielen Faktoren bestimmt. Hauptsächlich jedoch von Temperatur, Spannung und Strom. Die LED sollte nicht an zu heißen oder an stark temperaturschwankenden Orten installiert werden. Zwar steht auf jedem Datenblatt, dass die LED 100°C und mehr aushält, jedoch gilt, je wärmer, desto kürzer die Lebensdauer. Nicht nur die Lebensdauer ist von der Temperatur abhängig, auch die Helligkeit wird mit zunehmender Wärme immer geringer. Eine Erhitzung um ca. 100° führt zu einer beinahen Halbierung der Effizienz.

Spannung
Bei einer zu hohen Spannung wird die LED meist dauerhaft beschädigt, oder sogar zerstört. Welche Spannung Sie anlegen sollten, finden Sie im Datenblatt oder können Sie auch ungefähr grob an der Farbe festmachen:

infrarot (ca. 1,5 V)
grün (ca. 2,1 V)
rot (ca. 1,6 V)
blau (ca. 2,9 V)
gelb (ca. 2,2 V)
weiß (ca. 4,0 V)

Widerstand
Den passenden Widerstand zu Ihrer Quellspannung berechnen Sie am besten mit dem Vorwiderstandsberechner hier auf der Page. Beachten Sie aber das beispielsweise eine KFZ-Bordspannung entgegen der allgemeinen Behauptung nicht 12V sondern bis zu 13,8V betragen kann.

Stromfluss
Des weiteren sollte auf einen zu hohen Stromfluss verzichtet werden. Zwar halten die meisten LEDs einem Strom von 50mA und mehr kurzzeitig stand, jedoch verringert dies die Lebensdauer stark und führt zu einer geringeren Effizienz. Die Effizienz ist hier nicht zu verwechseln mit der Helligkeit, da diese mit dem Stromzunahme fast proportional zunimmt. Ein höherer Strom entwickelt Wärme, was die LED zusätzlich beschädigt. Es ist also vor allem bei erhöhtem Stromfluss wichtig, eine gute Wärmeabfuhr zu gewährleisten. Dies machen übrigens manche LED-Bauformen schon selbständig. Beispielsweise die Luxeon Staremitter die werkseitig schon auf einem Metallplättchen montiert werden.

Lichtstärke (cd, mcd)
Die Abkürzung mcd steht für milli Candela. Sie ist ein Indikator für die Helligkeit einer LED oder überhaupt eines leuchtenden Objektes. Grob gesagt: 1 cd (bzw. 1000mcd) entspricht etwa der Helligkeit einer Kerze (engl. Candel). Als kleiner Vergleich: Eine 100 Watt Glühbirne liefert ca. 1 100 000mcd (1100cd). Derzeit würden also ca. 100 Weiße LEDs der hellsten Art (kugelförmig angeordnet) benötigt werden um die Helligkeit einer 100 Watt Glühbirne zu erreichen.

Lichtfarbe (nm)
Die Farbe einer LED wird meistens in einer Wellenlänge angegeben. Die Wellenlänge (Lamda)) beschreibt den Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden in Phasen schwingenden Punkten einer Welle. Dieser Abstand wird in nm (Nanometern) gemessen. Die sichtbaren Regenbogenfarben nehmen in Ihrer Wellenlänge von Rot nach Blau ab. Der sichtbare Bereich liegt zwischen knapp 370 nm (violett) und 750 nm (rot).

Farbtabelle
UV-B = 315 - 280 nm
UV-A = 380 - 315 nm
Violett = 380 - 430 nm
Lila = 430 - 450 nm
Blau = 450 - 500 nm
Türkis = 500 - 520 nm
Grün = 520 - 565 nm
Gelb = 565 - 590 nm
Orange = 590 - 625 nm
Rot = 625 - 740 nm
Infrarot = 780 nm - 3 knm

Farbtemperatur (°K)
Die Farbtemperatur wird in Grad Kelvin (°K) angegeben. Diese Einheit ist überwiegend bei weißen LEDs zu finden, da diese keine Wellenlänge haben. Weiß ist bekanntlich keine Farbe, sondern eine totale "Reflektion" aller Spektralfarben des Lichts. Bei LEDs ist es natürlich keine Reflektion, sondern eine Ausgabe aller Spektralfarben (entweder durch eine Mischung mehrerer Farben oder durch eine teilweise Umwandlung von blauem in gelbes Licht).

Die Farbtemperatur ist ein Vergleichswert und wird mit dem Glühen eines schwarzen Körpers (Titan) verglichen. Schwarz hat also die Temperatur 0°K (-273°C). Bei leichter Erwärmung strahlt der Körper im Infrarotbereich, was der Grund dafür ist, dass wir hier noch keine Wärmeentwicklung mit dem bloßen Auge erkennen können. UV Licht wird von der Augenliste verschluckt. Bei einer weiteren Erhitzung kann ein Körper die Farben Rot, Gelb, Weiß und sogar Blau annehmen. Wenn also bei einer weißen LED eine Farbtemperatur von 10.000°K angegeben ist, heißt das nichts anderes, als dass ein Titankörper 10.000 °K heiß sein müsste, um diese "Farbe" auszustrahlen.

Lichtstrom (lm = Lumen)
In Lumen wird die gesamte Lichtleistung eines Leuchtobjekts bezeichnet, unabhängig von dessen Leuchtrichtung. Der Lichtstrom ist die Leistungseinheit im lichttechnischen Maßsystem.
1 lm = Beleuchtungsstärke von 1 lx.
z.B. 100 Watt Glühlampe = 1600 lm

Beleuchtungsstärke (Lux)
Ein Lux entspricht der Lichtstärke, die eine Kerze in einer Entfernung von einem Meter erzeugt. Trifft ein Lichtstrom (1 Lumen) gleichmäßig auf eine Fläche von 1m², so entspricht dies einer Beleuchtungsstärke von 1 Lux.


mfg Mike


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