Wie funktioniert eine LED-Lampe?

Viele Menschen fragen sich vor und nach dem Kauf einer LED-Lampe: Wie funktioniert eine LED-Lampe? In diesem Blog werde ich erklären, wofür die Buchstaben LED stehen und was sie eigentlich bedeuten. Ich werde auch kurz den Unterschied in der Beleuchtung zwischen einer LED-Lampe und einer herkömmlichen Glühbirne, Energiesparlampe oder Halogenlampe erklären. Abschließend werde ich kurz erklären, aus welchen Teilen eine LED-Lampe besteht und welche Vorteile dies hat.

Was bedeutet LED?

Das Wort LED ist eigentlich eine englische Abkürzung für: “Lichtemittierende Diode”. Dabei handelt es sich um ein elektronisches Bauteil von wenigen Millimetern Größe, das viel Licht aussendet, wenn es von Strom durchflossen wird. Der große Vorteil dieser Leuchtdiode ist, dass sie sehr effizient ist und fast keine Wärme erzeugt, so dass keine unnötigen Energieverluste entstehen. Die erste Generation der LED wurde bereits 1927 erfunden. Aber diese LEDs wurden erst ab 1962 in großem Maßstab eingesetzt. Diese Low-Power-LEDs wurden hauptsächlich als Anzeige in Fernsehgeräten oder als rotes Licht in Fernbedienungen verwendet. Aber diese Low-Power-LEDs wurden noch nicht als Beleuchtung eingesetzt.

Was ist anders an einer LED-Lampe im Vergleich zu alten Lampen?

Erstens ist eine LED-Lampe viel energieeffizienter als herkömmliche Lampen und erzeugt praktisch keine Wärme. Der bemerkenswerteste Unterschied zwischen einer alten Glühlampe, einer Halogenlampe, einer Energiesparlampe, einer Leuchtstofflampe und einer LED-Lampe ist jedoch, dass das Licht einer LED-Lampe in eine Richtung gerichtet ist. Bei allen alten Glühbirnen wird das Licht immer in alle Richtungen abgestrahlt, d.h. 360 Grad. Dies ist ein bemerkenswerter Unterschied, so dass die LED sehr viel spezifischer und gezielter eingesetzt werden kann.

Wie wird das Licht erzeugt?

Glühbirne

Eine Glühlampe erzeugt Licht, indem sie Strom durch einen Glühfaden leitet. Da dieser Glühfaden so heiß wird, erzeugt er zwar Licht, aber auch eine Menge Wärme. 90 % des verbrauchten Stroms gehen bei der Wärmeerzeugung verloren, und nur 10 % werden zur Lichterzeugung verwendet. Eine riesige Verschwendung!

Leuchtstoff- und Kompaktlampen

Leuchtstofflampen und Kompaktleuchtstofflampen erzeugen Licht, indem sie Strom durch eine Glasröhre mit chemischen Gasen leiten. Diese Gase sind für den Menschen giftig. Diese chemischen Gase erzeugen jedoch hauptsächlich ultraviolettes Licht, das durch eine Phosphorschicht auf dem Glas der TL-Röhre in Licht umgewandelt wird, wobei die TL-Lampe immer etwas ultraviolettes Licht aussendet. Ultraviolettes Licht ist schädlich für den menschlichen Körper und kann chemische Reaktionen auf molekularer Ebene auslösen.

Halogenlampe

Eine Halogenlampe funktioniert im Grunde genauso wie eine Glühlampe. Elektrizität wird durch einen Glühfaden geleitet, der Licht erzeugt. Eine Halogenlampe wird jedoch mit einem unter hohem Druck stehenden Gas gefüllt, dem Halogen beigemischt ist. Diesem Gas verdankt auch die Halogenlampe ihren Namen. Eine Halogenlampe ist jedoch weiter entwickelt als eine Glühlampe und hat daher eine höhere Leistung. Mehr Lumen pro Wattzahl und eine längere Lebensdauer. Inzwischen hat man auch festgestellt, dass die Lichtfarbe einer Halogenlampe weißer wird, je heißer der Glühfaden der Halogenlampe wird. So können sie kleine Anpassungen an der Farbe vornehmen.

LED-Lampe

Eine LED-Lampe erzeugt Wärme, indem sie Strom durch die LED (Light Emitting Diode) leitet. Das Licht leuchtet nur in eine Richtung, weil die elektrischen Schichten der LED nur in eine Richtung ausgerichtet sind, wie rechts zu sehen ist. Der leuchtende Teil einer LED ist immer gelb oder orange. Eine LED-Lampe erzeugt fast keine Wärme, aber sie reagiert empfindlich darauf. Wenn eine LED-Lampe also zu heiß wird, verkürzt sich ihre Lebensdauer. Aus diesem Grund sind fast alle LED-Lampen mit Kühlrippen ausgestattet. Ein Beispiel: Sie lassen nachts aus Versehen eine LED-Lampe an und erschrecken am nächsten Morgen. Aber wenn Sie die LED-Lampe fühlen, werden Sie spüren, dass die LED-Lampe nicht wärmer als handwarm ist, etwa 40 Grad.

Darüber hinaus benötigt eine LED-Lampe nur 2 bis 9 Prozent des Stroms im Vergleich zu einer Glühlampe, um Licht zu erzeugen. Die Effizienz steigt natürlich mit der Entwicklung der LED-Lampen, so dass eine neue Generation von LED effizienter ist als die vorherige. Möchten Sie mehr über die Entwicklung der LED-Technologie erfahren? Klicken Sie hier 

Wie ist eine LED-Lampe aufgebaut?

Eine LED-Lampe besteht in erster Linie aus einem Chip, der LED selbst, die das Licht erzeugt. Bei den neueren Generationen handelt es sich oft um einen COB-LED-Chip, bei älteren Generationen oft um mehrere LED-Chips mit Lupen. Der Unterschied wird unten mit einem COB-LED-Chip mit einem Reflektor (links) und vier High-Power-LEDs und einer Lupe (rechts) gezeigt.

Darüber hinaus werden in beiden Lampen Kühlrippen verwendet, damit die geringe Wärme, die eine LED-Lampe erzeugt, gut abgeleitet werden kann. Schließlich wird in den oben genannten LED-Lampen ein Treiber verwendet. Ein kleiner Transformator, der intern oder extern in allen LED-Lampen verwendet wird, um die Hochspannung von 230Volt oder 12Volt in Niederspannung zwischen 2Volt und 45Volt in sehr großen und schweren LED-Lampen umzuwandeln. Dieser LED-Treiber befindet sich in beiden Fällen im weißen Teil der LED-Lampe.

Für die Techniker unter uns habe ich einen Querschnitt durch einen LED-Chip hinzugefügt.