Lichtausbeute 12 V vs. 230 V

Hallo Ihr Leuchten! :smiley:

die Wikipedia behauptet, das Halogenleuchten in der 12 V-Bauform mehr Lumen pro Watt hergeben als Halogenleuchten in der 230 V-Bauform:
http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtquelle#Beispiele

Kann mir das jemand in einfachen, Chemiker-kompatiblen Sätzen erklären? Denn ich kann dafür irgendwie keinerlei Grund sehen - zumindest nicht in dieser Höhe (ist ja immerhin schlapp ein Drittel!).

Anyway, was mich daran wirklich konkret interessiert:
Wie sieht das bei LED-Leuchten aus?

Ich plane, meinen Korridor mit einer 20er Batterie LED-Lampen zu erleuchten (http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&rd=1&it…) und frag mich jetzt, ob die 230-V-Variante sinnvoller/effizienter ist, oder baugleiche Lampen mit 12 V (Trafos hab ich 'ne ganze Kiste im Keller - ja, auch konventionelle).

Heissen Dank schon mal!
mabuse

Hallo mabuse,

Kann mir das jemand in einfachen, Chemiker-kompatiblen Sätzen
erklären? Denn ich kann dafür irgendwie keinerlei Grund sehen

  • zumindest nicht in dieser Höhe (ist ja immerhin schlapp ein
    Drittel!).

Der Glühwendel ist bei 230V aus technischen Gründen grösser als bei 12V. Dadurch ist das mit Halogen gefüllte Volumen auch grösser, was eine grössere Oberfläche ergibt. Die Heizleistung ist aber in beiden Fällen 50W. Der Rest ist einfache Thermodynamik.

Die Funktionsweise des Halogens, sollte dir bekannt sein.

Da nun der innere Glaskolben zwangsweise kühler ist, muss auch die Temperatur der Glühwendels etwas niedriger gehalten werden um eine entsprechende Lebensdauer zu erhalten.

Anyway, was mich daran wirklich konkret interessiert:
Wie sieht das bei LED-Leuchten aus?

Da gibt es keine solchen Effekte.
Die LED ist unabhängig von der Anschlussspannung immer die Selbe.
Hier kommt es nur auf die Aussenbeschaltung an, wie gut der Wirkungsgrad des Leuchtmittels wird.

Wenn nur einfache Vorwiderstände verwendet werden, hat die 12V Variante einen besseren Wirkungsgrad.
Wird ein Schaltnetzteil verwendet, gibt es praktisch keinen Unterschied im Wirkungsgrad.

BTW: Die Angaben für die weissen LEDs in der Wiki-Tabelle ändern sich momentan monatlich. Die Angaben von 2006 sind sicher überholt. Andererseits verwendet das meiste was an LED-Leuchtemitteln auf dem Markt ist, das betrifft vor allem die günstigen Angebote, Technik, welche schon ein paar Jahre alt und günstig ist.

MfG Peter(TOO)

Ich danke dir vielmals, Peter!

Hallo Ihr Leuchten! :smiley:

Hallo Mabuse

die Wikipedia behauptet, das Halogenleuchten in der 12 V-Bauform mehr Lumen pro Watt hergeben als Halogenleuchten in der 230 V-Bauform:
http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtque

Kann mir das jemand in einfachen, Chemiker-kompatiblen Sätzen erklären? …

Es gibt zur Beantwortung Deiner Frage – neben den von Peter angeführten Argumenten – noch einen weiteren, auf mechanischen Grundlagen beruhenden Lösungsansatz.

Ich setze als bekannt voraus, dass beim Glühwendel, wie der Name schon sagt, ein dünner Draht einer Wolframlegierung zu einem Wendel (Spule) zusammengewickelt ist, um ihn überhaupt auf engem Raum im Glasgehäuse unterzubringen. In dieser Spule entstehen beim Fließen des Stromes magnetische Kräfte, welche den Draht gerade strecken wollen.

In einer Lampe 12V/50W fließt ein Strom von 4,16A, Der Wendel hat also (im warmen Zustand) einen elektrischen Widerstand von 2,88Ω.

In einer Lampe 230V/50W fließt ein Strom von 0,217A, Der Wendel hat also (im warmen Zustand) einen elektrischen Widerstand von 1058Ω.

Niedriger Widerstand bedeutet dicker Draht, hoher Widerstand bedeutet dünner Draht. Ich schätze, dass das Dickenverhältnis etwa dem eines Moniereisens zu einer Stricknadel entspricht. Außerdem ist der Draht eines 12V-Wendels wesentlich kürzer als der eines 230V-Wendels gleicher Leistung. Das bedeutet, ein 12V-Wendel setzt jeder Art von mechanischer Belastung einen höheren Widerstand entgegen als der 230V-Wendel.

Welchen mechanischen Belastungen muss der Wendel vor Allem widerstehen? Das ist der Einfluss des im Wendel entstehenden Magnetfeldes beim Einschalten der Lampe. Da der Kaltwiderstand eines Glühfadens nur einen Bruchteil des Warmwiderstandes beträgt, fließt in der ersten Halbwelle nach Einschalten ein jenseitsmäßiger Strom, und das zugehörige Magnetfeld ist bestrebt, den Glühfaden zu strecken und ihn zu zerreißen. (Irgendwann am Ende der Lebensdauer der Lampe gelingt es ihm auch)

Jetzt wird die Lampe bei der Entwicklung so ausgelegt, dass der Glühfaden mit möglichst hoher Temperatur betrieben wird, da die Spektralkurve mit steigender Temperatur immer mehr in den blauen (UV) Bereich wandert und damit immer mehr der ausgesandten Strahlung auf den sichtbaren Bereich entfällt.
Siehe http://www.lichtbiologie.de/gluehlampe.pdf
Hier ist nur das Diagramm auf der Seite 12 interessant, der Rest ist Lobbyistengeschwätz.

Dieses ist das Spektrum einer Standard- Glühlampe mit einer Glühfadentemperatur von 2700°K. Eine Halogen-Glühlampe wird mit höherer Temperatur betrieben, dadurch wandert das Maximum im Diagramm nach links und wird größer. Der auf den sichtbaren Bereich (im Diagramm gelb) entfallende Anteil wird ebenfalls größer.

Da der Glühfaden einer 12V-Halogenlampe durch seine größere Dicke mechanisch wesentlich stabiler ist als der einer 230V-Lampe, kann sie mit noch höherer Temperatur betrieben werden. Die Spektralkurve wird noch höher und wandert noch weiter nach links.

So entsteht die größere Lichtausbeute bei 12V-Halogenlampen.

War das jetzt noch Chemiker-kompatibel?

Heißen Dank schon mal!
mabuse

Bitte
merimies

Hallo Mabuse
Wenn Du mit weissen LED s irgendwas erhellen willst, dann vergiss die Multi LED Lampen, die in 6,35 mm Halofassungen passen. Im Schlafzimmer meines Sohnes sind 15 dieser Lümmel mit 30 Einzel-LEDs(zusammen 1 Watt) eingebaut (Versorgung über Ringkerntrafos) und die machen gerade etwa so hell, dass man ins Bett findet. Mehrere Trafos deshalb, damit man nochmal auf echte 12V Halos zurückbauen kann.
Die aus der 1.Serie 30LED im 50 mm Ring waren nicht haltbar, wurden aber von ELV anstandslos getauscht. Inzwischen gibt es 3W 12V single LED Strahler, die richtig hell machen und auch noch ganz gut aussehen. Der Nachteil ist der noch etwas enge Abstrahlwinkel von 30° die Halos haben 40°. Alles gibt es inzwischen auch WARMWEISS!!
Ich empfehle: Lege deine Anlage auf Halos aus mit „mechanischen“ Trafos aus und stelle um, wenn die Energiesparwunder billiger geworden sind. Zur Zeit kostet ein guter 3W LED Strahler noch etwa 30 Euronen, wenn er haltbar mit Garantie sein soll.

Kaufe keine Fakes aus China im Internet sondern von einem Händler in deiner Nähe Qualität!! Die LEDs halten mindestens 40.000 Stunden und soweit wird auch garantiert; das sind über 4 Jahre Dauerbetrieb!!

Gruß vom
Klugscheisser,

der diese Technik intensiv verfolgt und auch in seinem eigenen Bereich investiert.

Hallo merimies,

vielen dank erst mal für die ausführliche Erklärung.

War das jetzt noch Chemiker-kompatibel?

Ähm. Sagen wir mal: Ich hab’s verstanden - bei einigen meiner Kollegen hätte ich da bedenken :smiley: Zum Glück bin ich anders als die anderen kleinen Chemiker

Dennoch:

Da der Glühfaden einer 12V-Halogenlampe durch seine größere
Dicke mechanisch wesentlich stabiler ist als der einer
230V-Lampe, kann sie mit noch höherer Temperatur betrieben
werden. Die Spektralkurve wird noch höher und wandert noch
weiter nach links.

Klare und verständliche Ansage.

Aber:

In einer Lampe 12V/50W fließt ein Strom von 4,16A, Der Wendel
hat also (im warmen Zustand) einen elektrischen Widerstand von
2,88Ω.
In einer Lampe 230V/50W fließt ein Strom von 0,217A, Der
Wendel hat also (im warmen Zustand) einen elektrischen
Widerstand von 1058Ω.

Klare Sache.

Niedriger Widerstand bedeutet dicker Draht, hoher Widerstand
bedeutet dünner Draht. Ich schätze, dass das Dickenverhältnis
etwa dem eines Moniereisens zu einer Stricknadel entspricht.

Ist zunächst mal logisch - aber könnte man das nicht wenigstens zu einem Teil durch die Länge und evtl. das Material des Drahtes ausgleichen?

So entsteht die größere Lichtausbeute bei 12V-Halogenlampen.

Da frag ich mich doch ernsthaft, wieso die Dinger in 230 V überhaupt gebaut werden bzw. wieso da kein entsprechender Hinweis drauf vorgeschrieben ist.
Die Kosten beider Varianten sind im Baumarkt ja durchaus gleich, gut 30% mehr Lichtausbeute finde ich aber schon ein ganz klares Argument für die Niedervolt-Variante - wenn man es denn wüsste.

Naja, besten Dank nochmal,
mabuse

So entsteht die größere Lichtausbeute bei 12V-Halogenlampen.

Da frag ich mich doch ernsthaft, wieso die Dinger in 230 V
überhaupt gebaut werden

Weil man eine 230V Lampe/ Leuchte ohne Trafo betreiben kann also die Lampe ohne „großes drumrum“ bauen kann.

bzw. wieso da kein entsprechender Hinweis drauf vorgeschrieben ist.

Schaue einmal auf die Verpackung. Auf einigen steht es drauf.

Die Kosten beider Varianten sind im Baumarkt ja durchaus
gleich, gut 30% mehr Lichtausbeute finde ich aber schon ein
ganz klares Argument für die Niedervolt-Variante - wenn man es
denn wüsste.

Argument gegen Niedervolt siehe oben.

Gruß
Holger

Morgen!

Wenn Du mit weissen LED s irgendwas erhellen willst, dann
vergiss die Multi LED Lampen, die in 6,35 mm Halofassungen
passen.

Was sind denn 6,35 mm-Fassungen?

Um die Sinndiskussion (grins) mal anzufeuern:

  1. Korridor! Das ist nicht der Raum, in dem ich Zeitung lese. Es reicht aus, wenn ich Türklinken, Lichtschalter und Treppenstufen optisch identifizieren kann. Aber ich rechne schon mit einer ordentlichen Helligkeit, denn:

  2. Erfahrung. Ich hab in meinem Schlafzimmer in zwei vitrinenähnlichen Kästen in der Wand insgesamt sechs LED-Lampen verbaut. Bauform wie normale 50 mm - Halogenspots, mit jeweils 21 warmweissen LEDs mit 1 W, insgesamt also 126 LEDs mit 6 W.

Ich war selber überrascht, wieviel Licht die Dinger produzieren. Selbst die indirekte Abstrahlung aus den Virinen reicht für eine Grundbeleuchtung und als Hintergrundbeleuchtung z.B. beim Fernseher mehr als aus, in unmittelbarer Nähe der Vitrinen kann ich sogar prima ein Buch lesen. Die „richtige“ Beleuchtung in diesem Raum nutze ich nur noch ausgesprochen selten, z.B. beim Bügeln.

Wenn ich jetzt mehr als die dreifache Anzahl dieser Lampen in einem Raum mit nur wenig mehr als der halben Fläche direkt in die Decke implantiere, dann denke ich schon, das das sogar ordentlich Licht machen wird.
Ich werde sicherheitshalber aber zusätzlich noch eine Runde gewöhnlicher Spots mit Energiesparlampen einbauen, die man dazuschalten kann, wenn mal richtig Helligkeit erforderlich sein sollte.

  1. Schaltgeschwindigkeit. Angedacht für den Korridor waren ursprünglich Energiespar-Spots in allen Ecken. Aber die Einschaltverzögerung (selbst die ~0,x Sekunden bei den Schnellstartern) irritiert mich total. Wie gesagt, Korridor, da schaltet man ja öfters.

  2. Haltbarkeit. Ich gebe mich der Hoffnung hin, das ich die Lampen (die Leuchtmittel) für den Rest meines Lebens nie wieder austauschen muss. Im Korridor schaff ich ja noch nicht mal 'ne Stunde am Tag - dafür hab ich aber recht viele Schaltvorgänge, was den Energiesparlampen offensichtlich immer noch nicht wirklich gut bekommt.
    Mir geht’s dabei nicht um den Kostenfaktor, sondern um die Arbeit: einige der Lampen liegen über einem offenen Treppenabgang. Um die auszuwechseln muss ich eine Leiter auf den Treppenstufen aufstellen und in 4-5 Meter Höhe arbeiten. Hab ich jetzt kein Problem mit, aber wenn ich erst mal 70 Jahre oder älter bin, werd ich da wohl keinen Spass mehr dran finden . . .

  3. Kosten. Die Lampen, die ich im Auge habe (und mit denen ich gute Erfahrungen gemacht hab) kosten 4 Euro pro Stück. Plus 75 ct für den GU4-Sockel und ein Euro für den Einbauspot (alles eBay) macht bei 20 Lampen incl. Porto alles in allem so um die 130-140 Euro.
    Das ist zwar’n Häppchen teurer als vier Energiespareinbauspots aus’m Praktiker, aber als Luxus-Beleuchtung würd ich das auch nicht bezeichnen - da stehen an manchen Beleuchtungsobjekten in den einschlägigen Läden aber noch ganz andere Artikelnummern :wink:

Und links und rechts zwei Lichtbänder aus jeweils 10 kleinen Lämpchen längs des Raumes dürfte auch optisch einen peppigen Eindruck machen, das ist mir schon ein paar Euros wert.

Inzwischen gibt es 3W 12V single LED Strahler, die richtig hell machen

Von den Dingern halt ich persönlich gar nichts. Die produzieren viel zu viel Hitze. Wenn man nicht höllisch aufpasst, wie man die einbaut, damit es etwas Kühlung gibt, brennen die ratzfatz durch.
Die Lämpchen die ich habe, liegen selbst nach sechs Stunden Dauerbetrieb in einem geschlossenen Einbaugehäuse nur minimal über Raumtemperatur.
Außerdem: wenn von den 21 LEDs in so einem Strahler mal eine oder zwei den Geist aufgeben - das merkt man wahrscheinlich gar nicht.

Der Nachteil ist der noch etwas enge Abstrahlwinkel von 30° die Halos haben 40°.

Du bekommst - wenn du nur etwas suchst - sowohl bei Halogen als auch bei LEDs so gut wie alles zwischen 10 oder 20° Punktstrahlern und 30, 60, 90 und 120° Floodstrahlern. Das ist alles nur eine Frage der Bauform bzw. der Reflektoren.

Ich persönlich ziele sogar auf 20° Punktstrahler ab. Davon 10 Stück hintereinander und relativ dicht an der Wand (läuft auf ~40 cm Abstand der Lampen untereinander und von der Wand entfernt hinaus) und das auf beiden Seiten dürfte mächtig gut aussehen.

lg, mabuse

Morgen!

Wenn Du mit weissen LED s irgendwas erhellen willst, dann
vergiss die Multi LED Lampen, die in 6,35 mm Halofassungen
passen.

Was sind denn 6,35 mm-Fassungen?

Hier die verschiedenen Typen http://de.wikipedia.org/wiki/Bipin

Um die Sinndiskussion (grins) mal anzufeuern:

  1. Korridor! Das ist nicht der Raum, in dem ich Zeitung lese.
    Es reicht aus, wenn ich Türklinken, Lichtschalter und
    Treppenstufen optisch identifizieren kann.

Aber Du möchtest schon den Boden ein wenig ausleuchten? Oder Reicht es, wenn Du schemenhaft erkennen kanst, wer vor dir steht? :smile:

Aber ich rechne schon mit einer ordentlichen Helligkeit, …

Naja… man kann sich auch mal verrechnen.

  1. Erfahrung. Ich hab in meinem Schlafzimmer in zwei
    vitrinenähnlichen Kästen in der Wand insgesamt sechs
    LED-Lampen verbaut. Bauform wie normale 50 mm - Halogenspots,
    mit jeweils 21 warmweissen LEDs mit 1 W, insgesamt also 126
    LEDs mit 6 W.
    Ich war selber überrascht, wieviel Licht die Dinger
    produzieren. Selbst die indirekte Abstrahlung aus den Virinen
    reicht für eine Grundbeleuchtung und als
    Hintergrundbeleuchtung z.B. beim Fernseher mehr als aus, in
    unmittelbarer Nähe der Vitrinen kann ich sogar prima ein Buch
    lesen.

Zu mehr taugen die auch IMHO nicht.

Die „richtige“ Beleuchtung in diesem Raum nutze ich nur
noch ausgesprochen selten, z.B. beim Bügeln.

Zum Bügeln mache ich das Licht aus :smile:

Wenn ich jetzt mehr als die dreifache Anzahl dieser Lampen in
einem Raum mit nur wenig mehr als der halben Fläche direkt in
die Decke implantiere, dann denke ich schon, das das sogar
ordentlich Licht machen wird.

Das sieht bestimmt klasse aus.

Ich werde sicherheitshalber aber zusätzlich noch eine Runde
gewöhnlicher Spots mit Energiesparlampen einbauen, die man
dazuschalten kann, wenn mal richtig Helligkeit erforderlich
sein sollte.

Wie? Doch Angst?

  1. Schaltgeschwindigkeit. Angedacht für den Korridor waren
    ursprünglich Energiespar-Spots in allen Ecken. Aber die
    Einschaltverzögerung (selbst die ~0,x Sekunden bei den
    Schnellstartern) irritiert mich total. Wie gesagt, Korridor,
    da schaltet man ja öfters.

Da gibts welche mit Vorheizung und ohne. Die starten auch unterschiedlich schnell.

  1. Haltbarkeit. Ich gebe mich der Hoffnung hin, das ich die
    Lampen (die Leuchtmittel) für den Rest meines Lebens nie
    wieder austauschen muss.

Wenn deine Leuchtmittel 30 Jahre gehalten haben… melde dich nochmal.

Mir geht’s dabei nicht um den Kostenfaktor, sondern um die Arbeit: :einige der Lampen liegen über einem offenen Treppenabgang. Um die :auszuwechseln muss ich eine Leiter auf den Treppenstufen aufstellen :und in 4-5 Meter Höhe arbeiten.

Falsche Planung. Hättest dich beraten lassen sollen.

Hab ich jetzt kein Problem mit, aber wenn ich erst mal 70
Jahre oder älter bin, werd ich da wohl keinen Spass mehr dran
finden . . .

Da gibt es Firmen die tauschen dir die. Aber wo wir bei kosten sind: Die möchten das bezahlt haben.

Von den Dingern halt ich persönlich gar nichts. Die
produzieren viel zu viel Hitze. Wenn man nicht höllisch
aufpasst, wie man die einbaut, damit es etwas Kühlung gibt,
brennen die ratzfatz durch.

Manche Lampen brauchen Wärmeableitung. Das ist nicht nur bei denen so.

Den Rest schenke ich mir.

Gruß
Holger

Hei!

Was sind denn 6,35 mm-Fassungen?
Hier die verschiedenen Typen

http://de.wikipedia.org/wiki/Bipin

Oh.
Da hätt ich auch selber drauf kommen können
Naja, aber vom Pinabstand auf die Lichtleistung zu schließen . . .

Aber Du möchtest schon den Boden ein wenig ausleuchten? Oder
Reicht es, wenn Du schemenhaft erkennen kanst, wer vor dir
steht? :smile:

Selbst mit den 6 Lämpchen und der indirekten Beleuchtung in dem größeren Raum kann ich den Boden besser sehen, als mir eigentlich lieb ist. Muss heute wohl oder übel mal wieder Staubwischen . . .

Zu mehr taugen die auch IMHO nicht.

Bis vor zwei Monaten hätte ich dir bedingungslos zugestimmt. Aber nachdem ich die jetzt für diesen Zweck ausprobiert hatte . . . wie gesagt, ich war völlig erstaunt.

Zum Bügeln mache ich das Licht aus :smile:

Echt?
Hast du mal ein Foto von dir in frisch gebügelten Sachen

Ich werde sicherheitshalber aber zusätzlich noch eine Runde
gewöhnlicher Spots mit Energiesparlampen einbauen, die man
dazuschalten kann, wenn mal richtig Helligkeit erforderlich
sein sollte.

Wie? Doch Angst?

Ne, ich bin nur immer übervorsichtig und großzügig und will mir alle Optionen offenhalten - man weiss ja nie.

Wenn ich hier meine Planung für die Wohnzimmerbeleuchtung offenlegen würde, würdet ihr mich wahrscheinlich endgültig für bekloppt erklären. Bei voller Maximal-Beleuchtung schaff ich da ein Kilowatt - wohlgemerkt, nur LSR/KLSR, nix Halogen oder so.
Sagen wir einfach: Licht für jede Gelegenheit - was man davon hinterher im täglichen Leben wirklich nutzt, wird sich später rausstellen.

Wenn deine Leuchtmittel 30 Jahre gehalten haben… melde dich nochmal.

Mach ich - erinner mich in 29,9 Jahren nochmal dran, ja?

Falsche Planung. Hättest dich beraten lassen sollen.

Soll bedeuten? Treppe falsch geplant?
Die ist da seit 40 Jahren. Ich hab mir ne alte Sparkasse gekauft und puzzel die jetzt um.

Da gibt es Firmen die tauschen dir die. Aber wo wir bei kosten
sind: Die möchten das bezahlt haben.

Eben!
Und an dem Tag, an dem ich irgendjemanden für das Auswechseln einer Glübirne bezahle, an dem Tag spring ich von einer Brücke. Heimwerkerstolz . . .

Den Rest schenke ich mir.

Oooooch . . .

Ein schönes Wochenende wünsch ich dir (und allen anderen natürlich auch!)
mabuse

Hallo mabuse

Aber:

In einer Lampe 12V/50W fließt ein Strom von 4,16A, Der Wendel hat also (im warmen Zustand) einen elektrischen Widerstand von 2,88Ω.
In einer Lampe 230V/50W fließt ein Strom von 0,217A, Der Wendel hat also (im warmen Zustand) einen elektrischen Widerstand von 1058Ω.

Klare Sache.

Niedriger Widerstand bedeutet dicker Draht, hoher Widerstand bedeutet dünner Draht. Ich schätze, dass das Dickenverhältnis etwa dem eines Moniereisens zu einer Stricknadel entspricht.

Ist zunächst mal logisch - aber könnte man das nicht wenigstens zu einem Teil durch die Länge und evtl. das Material des Drahtes ausgleichen?

Wie denn?
Je höher die Glühfadentemperatur, desto größer die Lichtausbeute. Es gibt aber kein Metall, das den Schmelzpunkt des heute fast ausschließlich verwendeten Metalls Wolfram (Schmelzpunkt: 3422 ± 15 °C) übertrifft. Variation des Materials fällt also flach.

Bei der Form des Drahtwendels wendet man sowieso schon alle sinnvollen Tricks an. So sind die Glühfäden der Hochvolt-Glühlampen ab 40W aufwärts nicht nur einfach gewendelt, sondern der einfache Wendel ist in sich noch einmal gewendelt (Doppelwendeltechnik).

Du kannst mir glauben: Alle physikalischen Tricks, um die Effizienz von Glühlampen zu steigern, wurden schon angewandt. Nennenswerte Steigerungen der Effizienz sind nur möglich mit neuen Techniken wie Leuchtstoffröhre und LED’s . Da dürfte allerdings noch einiges drin sein.

Gruß
merimies