Darstellung zur Erklärung der Ulbrichtkugel zur Messung des Lichtstroms in Lumen

Lux, Lumen und Candela im Spotlight

Sebastian 14. November 2014

Die Angaben der Hersteller zu der Stärke ihrer Lampen bringen meistens nicht die gewünschte Erleuchtung. Aus diesem Grund erkläre ich Euch hier die verschiedenen Angaben.

Zur sicheren Teilnahme am Straßenverkehr im Dunkeln sind Lampen Pflicht. Hierbei ist es nicht nur wichtig, dass man gesehen wird, sondern auch, dass man selbst etwas sieht. Genau hier stoßen die Angaben der Hersteller (in Lux, Lumen oder Candela) an Grenzen. Aus diesem Grund habe ich mich etwas detaillierter mit dem Thema beschäftigt, um etwas Licht ins Dunkle der Lichteinheiten zu bringen. Schon mal vorweg, die ganz große Erleuchtung hatte ich leider auch nicht, da in der Physik und Formelwelt die Einheiten ihren Sinn erfüllen mögen, jedoch für die Beurteilung einer Fahrradlampe und ihre Ausleuchtungsqualitäten die Angaben der Hersteller nicht ausreichend sind und so die Aussagekraft der darunter leidet. Falls Euch die ganze Theorie daher nicht interessiert, könnt Ihr Euch auch in meinem Blogbericht „Überblick: Lichtkegelbilder von 29 Fahrrad- und Helmlampen“ (https://www.bike-components.de/blog/2014/10/lichtkegelbilder/) die verschiedenen Lichtkegel und die Angaben der Lampenhersteller angucken und so miteinander vergleichen.


Nun aber zur Theorie: Die Angaben Lux, Lumen und Candela sind physikalische Einheiten, um Lichtquellen zu beschreiben. Um euch eine Vorstellung davon zu vermitteln welche Einheit was aussagt und welche Probleme sie mit sich bringt, habe ich mir jede Einheit einzeln angeschaut.

Lumen [lm] (Lichtstrom)

Die Einheit Lumen wird zum Beispiel bei Lampen von Lupine, Hope, Supernova, Cat Eye, Blackburn und Sigma verwendet und  beschreibt die gesamte real abgegebene Lichtmenge einer Lampe.

Lumen werden in einer Ulbrichtkugel gemessen. Eine Ulbrichtkugel ist eine Hohlkugel mit einer Lichteintritts- und einer Lichtaustrittsöffnung. Die Lichtquelle strahlt in die Kugel und wird dort von der speziell beschichteten Innenseite stark zerstreut zurückgeworfen. Die Lichtaustrittsöffnung ist um 90° zur Eintrittsöffnung versetzt. An der Austrittsöffnung wird dann die Lichtmenge in der Kugel mit dem Messinstrument gemessen.

Das Schöne an Lumen ist, es wird die gesamte abgestrahlte Lichtmenge einer Lichtquelle angegeben. Das Problem ist nur, es sagt nichts über den Abstrahlwinkel aus. Der Abstrahlwinkel ist abhängig von dem Reflektor der Lampe und ist für die Einschätzung einer Ausleuchtung sehr wichtig. Er gibt einen Hinweis darauf wie breit das Licht gestreut wird.

Candela [cd] (Lichtstärke)

Candela ist die Einheit der Lichtstärke. Sie beschreibt die Lichtmenge innerhalb eines Lichtkegels. Der Winkel des Lichtkegels (Abstrahlwinkel) ist ein Indikator für die Breite der beleuchteten Fläche. Candela stellt eine Beziehung zwischen der Stärke des Lichtstroms (angegeben in Lumen) und seinem Abstrahlwinkel her.
Formel zur Berechnung von Candela:

Die Einheit Candela wird zum Beispiel bei Topeak Lampen verwendet. Ein Vorteil von Candela ist, dass der Abstrahlwinkel mit berücksichtigt wird. Leider wird von den Herstellern dieser jedoch meistens nicht angegeben. Somit wird hier auch wenig Licht ins Dunkel gebracht.

 

 

Lux [lx] (Beleuchtungsstärke)

Lux ist die Angabe für die Beleuchtungsstärke und gibt die Lichtmenge auf einer Fläche an. Sie wird von Firmen wie NaturalShine, Busch&Müller, Trelock und Cat Eye verwendet und wird mit einem Luxmeter gemessen.
Formel zur Berechnung von Lux:

Das Gute an Lux ist, dass eine beleuchtete Fläche als Grundlage dient. Das Problem ist allerdings, dass die Größe und Entfernung der Fläche frei wählbar und nicht genormt ist. Meistens werden diese Parameter von den Herstellern nicht angegeben.  Dadurch hält sich die Aussagekraft des Lux Werts leider auch in Grenzen.

 

Unstimmigkeit

Was mich bei der Recherche für diesen Artikel  stutzig gemacht hat, ist dass Candela als Ursprungseinheit angegeben wird. Um Candela zu berechnen, braucht man aber den Lichtstrom der Lichtquelle und dieser wird in Lumen angegeben. Eine Erklärung für diese Frage konnte ich als Nicht-Physiker leider nicht finden.

 

Fazit

Ich bin bei meiner Recherche zu dem Ergebnis gekommen, dass alle Einheiten als Vergleichskriterium funktionieren würden. Die Hersteller müssten lediglich allgemein gültige Vergleichsparameter festlegen. Ein Vorschlag wäre bei Lux den Abstand zur Lichtquelle und die Größe der Bezugsfläche zu normen oder bei Candela immer den Winkel mit anzugeben. Eine weitere Möglichkeit wäre, wenn die Lichteinheit aller Lampen in Lumen angegeben würden. Das würde die Lampenauswahl für die Kunden, also uns Alle, sicherlich erleichtern. Wie gesagt hier sind jedoch die Hersteller oder der Gesetzgeber am Zug.