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Lichtstärke (cd, mcd, 1cd = 1000 mcd)
Viele Anwender stoßen hier auf Schwierigkeiten da sich noch keine einfach verständliche Einheitsgröße durchsetzen konnte und LED-Hersteller manchmal mit den Begriffen wie Lux, Lumen, Candela, Leuchtdichte, Leuchtstärke oder Helligkeit wahrlich herumwerfen.
Um Licht in dieses Dilämmer zu bringen versuchen wir uns folgendes Vorzustellen:
Die Flamme einer Haushaltskerze emittiert rundherum (über die ganze Kugeloberfläche) in den sie umgebenden Raum einen gewissen Lichtstrom(lm, gesamte Lichtleistung, unabhängig vom Winkel!).Wir ummanteln jetzt gedanklich die Kerze mit einer Kugel die den Radius von 1m besitzt und deren Mittelpunkt die Flamme ist. Die Oberfläche dieser Kugel(der gesamte Raumwinkel) beträgt jetzt 4x3.14x1²=12.566m² und stellt die oberste Grenze, also 360° des sr dar. Wir merken uns, der grösstmögliche Raumwinkel ist 12.566, entsprechend der Oberfläche einer Einheitskugel von 4*Pi.
Wir zeichnen jetzt auf der Kugeloberfläche eine Fläche von genau 1m²(inder Praxis wäre dies ein gewölbte Kreisfläche). Verbinden wir nun die Eckpunkte der Fläche mit dem Lichtkern(punkt), schließen die Verbindungslieneien einen Raumwinkel von 65,55° ein. Man müßte jetzt 12,566 solcher Segmente "aneinander" reihen um wieder auf die "volle Kugel" zu kommen.
Eine LED mit einem Abstrahlwinkel von z.B. nur 20°, besitzt einen sr von 0,0955 und man müßte schon 132 solcher Lichtsegmente(LEDs) wie eine Kugel aneinander reihen um auf den vollen Raumwinkel zu kommen(siehe Tabelle).
Wo bleibt aber jetzt unsere Lichtstärke (cd)?
Die Einheit der Lichtstärke ergibt sich jetzt aus dem Quotienten zu lm:sr (Lumen/Steradiant).
Bei unserem Beispiel, sendet die Kerze in alle Raumrichtungen 12 lm aus. Für den Raumwinkel von 65°(1sr) stehen also nur 1 cd (12:12=1)"zu Verfügung".
Zum besseren Verstehen noch ein Beispiel:
Wenn wir jetzt den Lichtstrom von der Kerz(12 lm) durch einen Parapol- Spiegel zu unserer 1m² Fläche umlenken wüeden(das Licht auf einen Winkel von 65° gebündelt(1sr), dann hätte unsere Kerze auf ein mal eine Lichtstärke von 12 cd!
Isotrope Lichtquellen (Glühbirne, Kerze) geben ihr Licht in alle Raumrichtungen ab.
Anisotrope Lichtquellen (LEDs) geben ihr Licht in einem Raumwinkel ab. In dem Beispiel mit dem Parapolspiegel, machten wir aus einer Isotropen Lichtquelle eine Anisotrope.
| Öffnungswinkel: | 180° | 90° | 65,55° | 60° | 50° | 45° | 40° | 30° | 20° | 15° | 10° | 1° |
| Teile der Kugel | 2 | 6,8 | 12,566 | 15 | 21 | 26 | 33 | 59 | 132 | 234 | 526 | 52525 |
| sr Faktor | 6,28 | 1,84 | 1,00 | 0,842 | 0,589 | 0,478 | 0,379 | 0,214 | 0,0955 | 0,0538 | 0,0239 | 0,00024 |
Detail Tabelle
| Öffnungswinkel: | 180° | 170° | 160° | 150° | 140° | 130° | 120° | 110° | 100° | 95° | 90° | 85° | 80° | 75° | |
| sr Faktor | 6,2832 | 5,7356 | 5,1921 | 4,6570 | 4,1342 | 3,6278 | 3,1416 | 2,6793 | 2,2444 | 2,0383 | 1,8403 | 1,6507 | 1,4700 | 1,2984 | |
| Öffnungswinkel: | 70° | 65,55° | 60° | 55° | 50° | 45° | 40° | 35° | 30° | 25° | 20° | 15° | 10° | 5° | 1° |
| sr Faktor | 1,1363 | 1,0003 | 0,8418 | 0,7099 | 0,5887 | 0,4783 | 0,3789 | 0,2908 | 0,2141 | 0,1489 | 0,0955 | 0,0538 | 0,0239 | 0,0060 | 0,00024 |
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