Die zehn zähsten Märchen und Mythen über Lampen und Leuchten

Bei vielen Verbrauchern halten sich hartnäckig diverse Märchen und Mythen über Lampen und Leuchten, beispielsweise: „Glühlampen heizen im Winter die Wohnung!“ – „LED-Licht ist zu dunkel und sieht grauenhaft aus!“ – „Leuchten mit fest eingebauten LED-Modulen sind Fehlkäufe!“ – „Mit Sparlampen sparst Du gar kein Geld!“ Ist irgendwas davon wahr – wenigstens ein bißchen?

Gluehlampe-Ausschnitt
Hat viele treue Fans: Die stromfressende Lampe mit heißen Glühfadenwendeln. Ist als Heizung dennoch kaum geeignet. (Fotos: W. Messer)

1. „Glühlampen sind tolle Heizkörper!“

Eher nicht. Zwar werden bei traditionellen Lampen mit Glühwendeln tatsächlich rund 95% der zugeführten (Strom-)Energie nur in Wärme- oder andere unsichtbare Strahlungsenergie umgesetzt und die Glashauben deshalb über 200 Grad heiß. Diese Hitze trägt aber nicht weit und ist in der Summe auch sehr gering. Schon eine Person mehr sorgt für einen stärkeren Temperaturanstieg im Zimmer als eine 100-Watt-„Birne“.

Außerdem ist das Heizen mit Strom mehr als doppelt so teuer wie jede andere Wärmeerzeugung – mal abgesehen von einem Lagerfeuer im Zimmer mit anschließendem Vollbrand des Hauses. Und in warmen Sommernächten sind Lampen als zusätzliche Wärmeerzeuger sowieso kontraproduktiv. Steigen Sie also lieber auf LED-Licht um und laden im Winter möglichst viele Freunde und Nachbarn zur Besichtigung ein. Dann kann sogar die Öl- oder Gasheizung komplett aus bleiben, obwohl die LEDs „nur“ rund 70 Prozent des Stroms in Wärme umwandeln und weder Infrarot- noch Ultraviolettstrahlen liefern.

2. „Glühlampen leuchten schöner als Sparlampen!“

Das ist wirklich in vielen Fällen so. Glüh- und Halogenlampen haben nämlich einen ziemlich idealen Farbwiedergabeindex um Ra 100. Das heißt, dass die Farben von angestrahlten Lebewesen und Gegenständen gut erkennbar sind und ordentlich abgebildet werden. Das liegt an der lückenlosen, gleichmäßig ansteigenden Strahlungsenergie (in Milliwatt) über den Licht-Wellenlängenbereich (in Nanometer) – hier bei einer matten 60-Watt-Osram-Glühlampe:

Spektrum-Osram-60W-Gluehlampe-matt

Vor allem nach rechts in Richtung Rot und darüber hinaus (Infrarot-Wärmestrahlung!) hat traditionelles Glühobst seine besondere Stärke. Zwar wird alles Angestrahlte durch die „warme“ Farbtemperatur dieser herkömmlichen Leuchtmittel (zwischen 2500 und 3000 Kelvin) gelb-orange bis rötlich eingefärbt. Unser Gehirn hat aber einen automatischen „Weißabgleich“, der diese Farbverschiebung subjektiv korrigiert.

Viele LED- und Kompaktleuchtstoff-Lampen wirken trotz ähnlicher Kelvin-Zahlen „kühler“, fahler oder grünlicher, weil ihr Lichtspektrum ungleichmäßiger ist und vor allem bei sattem Rot ziemlich schwach ist – wie die Segula-E14-„Kerze“ im Bild unten, die im Labor meines Kooperationspartners „David Communication“ nur schlappe Ra 71,7 schaffte:

Segula-E14-Abstrahlung

Immer mehr LED-Leuchmittel bieten heutzutage jedoch Farbtreuewerte weit über Ra 90 – ohne große Schwächen im Rot-Bereich – und taugen problemlos als stromsparende Glühlampen-Alternativen. Hier zum Vergleich das Spektraldiagramm einer aktuellen Ra-99-„Birne“ von Civilight:

Civilight-11W-Spektrum

Das sieht zwar nicht so gleichmäßig aus wie bei der Glühlampe oben, liefert aber ausreichend „Musik“ im roten Teil des Spektrums. Und selbst offiziell nur mit „Ra 80“ angegebene LED-Lampen sehen inzwischen häufig viel besser aus als noch 2012.

Nach meinen Erfahrungen wirkt das LED-Licht beim direkten Blick auf die Lampe übrigens meistens „kälter“ als die indirekt auf Objekte abgestrahlte Helligkeit. Wenn aber beispielsweise eine „Birne“ von einem Leuchtenschirm verhüllt ist, können Sie kaum einen Lichtqualitäts-oder Farb-Unterschied zwischen anständigen „warm-weißen“ LEDs und einem Glühfaden feststellen.

3. „Glüh- und Halogenlampen sind heller als LEDs!“

Das kommt auf den Vergleichswert an. Eine 10-Watt-Glühlampe schafft weniger als 100 Lumen Lichtstrom, eine 10-W-LED-„Birne“ aber häufig über 800. Strom sparen Sie da beim Austausch nicht; es wird aber mit den LEDs etwa achtmal heller in der Bude. Wenn Sie allerdings eine matte 60-W-Glühlampe (ca. 700 lm, siehe Messprotokoll) durch ein LED-Pendant mit nur 600 lm ersetzen, gibt’s natürlich – über den Vollwinkel gesehen – leichte Helligkeitseinbußen.

Da jedoch LED-Lampen ihr Licht meistens stärker fokussieren (mit Halbwertswinkeln um 200 Grad wie bei der unten abgebildeten 12-W-LEDON-Lampe statt ca. 320 Grad bei Glühlampen), sind sie innerhalb ihrer Hauptabstrahlkeule heller. Die Gleichsetzung von „rundstrahlenden“ 600-Lumen-LED-„Birnen“ mit 60-W-Glühlampen ist dennoch in der EU verboten – dafür werden hier mindestens 806 Lumen gefordert. Dieser Aufschlag von etwa 14% gilt auch für die anderen gängigen Wattzahlen.

LEDON-12W-horizontal

Anders sieht es bei Richtstrahlern aus. Weil LED-Spots durch ihren relativ scharf definierten Lichtkegel weniger Streulicht und Verluste haben als Halogenstrahler, brauchen sie für die gleiche Lichtstärke nicht so viel Lichtstrom. Da reichen laut EU-Vorgaben beispielsweise 200 LED-Lumen als Ersatz für einen 35-Watt-GU10/PAR16-Halogenspot mit rund 400 Lumen. Ich empfehle Ihnen jedoch, sich lieber 50 bis 100 lm mehr als die offiziellen Vergleichswerte zu gönnen, wenn Sie auf LED-Strahler mit ca. 40° Halbwertswinkel umsteigen – eventuell dimmbar, damit Sie ihren Helligkeitsbedarf individuell nach Einsatzgebiet, Anlass und Tageszeit regulieren können.

4. „Mit Sparlampen sparst Du kein Geld!“

Das galt teils noch bis vor ein paar Jahren, weil hochwertige LED-Lampen anfangs sehr teuer waren. Um Anschaffungskosten von teils über 40 Euro über die leicht gesunkene Stromrechnung und die erheblich längere Lebensdauer der LED-Technik wieder einzuspielen, brauchte es viele tausend Leuchtstunden oder mehrere Jahre. Inzwischen gibt’s aber schon anständige LED-Leuchtmittel für 5 bis 10 Euro und da sieht die Rechnung viel besser aus.

Bei durchschnittlich drei Leuchtstunden pro Tag verbraucht eine 10-Watt-LED-Lampe mit 806 Lumen rund 11 Kilowattstunden im Jahr. Bei einem statistisch gemittelten Strompreis für deutsche Privathaushalte von rund 29 Cent pro kWh kostet das 3,19 Euro. Eine etwas dunklere 60-Watt-Glühlampe zieht in dieser Zeit fast 66 kWh und rund 19 Euro aus Ihrer Haushaltskasse. Damit hat sich die LED-Lampe schon mehr als amortisiert. Und weil sie mindestens 15mal länger hält als ihre Vorgänger, entfallen auch die ständigen Neukäufe. In Zukunft wird diese Kalkulation noch günstiger ausfallen, weil LED-Leuchtmittel immer billiger und effizienter werden, der Strompreis aber weiterhin steigt.

Eigenwerbung Juni 2014

5. „LED-Lampen sind umweltschädlicher als Glühbirnen!“

Für die Produktion von LED-Lampen braucht man tatsächlich viel mehr Ressourcen als für ziemlich simple Glühfaden-Leuchtmittel mit Sockel und Glashaube. Da stecken viele Chips und andere Elektronikbauteile drin; die Gehäuse sind – auch aus thermischen Gründen – größer, schwerer und aufwendiger. Das schlägt natürlich negativ auf die Ökobilanz, ebenso in geringerem Maß der Transport der Bauteile und fertigen Lampen sowie die meist aufwendigere Verpackung. Bis dahin haben Glüh- und Halogenlampen umwelttechnisch die Nase vorn.

Weil aber die Stromerzeugung ebenfalls die Umwelt belastet, LED-Lampen viel weniger davon verbrauchen und erheblich länger halten (siehe eins weiter oben), kehrt sich diese Rechnung schnell wieder um. Tatsächlich sind LED-Leuchtmittel über ihre durchschnittliche Lebensdauer weitaus umweltfreundlicher und nachhaltiger als die alten Stromfresser.

6. „EU-Bürokraten haben uns die Glühlampen geklaut!“

Nein, haben sie nicht. Erstens war es 2007 vor allem der damalige deutsche Bundesumweltminister Sigmar Gabriel, der die EU-Kommission dazu aufforderte, diverse Verordnungen zugunsten von Sparlampen zu erlassen. Zweitens können Sie bei uns bis heute problemlos Glüh- und Halogenlampen in fast allen Stärken und Mengen kriegen, weil der Verkauf von offenbar unerschöpflichen „Lagerbeständen“ in der EU weiterhin erlaubt ist. Leider wird das immer noch häufig falsch berichtet – selbst von sogenannten „Nachhaltigkeitsexperten“. Auch der Betrieb von Glühlampen wird natürlich nicht von Brüssel bestraft, sondern nur von Ihrem Stromversorger. Bei vielen „Speziallampen“ und Leuchtmitteln für besondere Einsatzzwecke existiert zudem wegen zahlreicher Ausnahmeregelungen noch nicht mal ein Herstellungs- und Vertriebsverbot.

7. „LED-Lampen brauchen mehr Watt als draufsteht!

Bei meinen bisherigen Tests mit über 100 LED-Lampenmodellen war das nur selten der Fall – und wenn, dann höchstens bis ca. 10% Mehrleistung. Es gibt aber Leute, deren „Energiekostenmessgerät“ beispielsweise 3-Watt-LED-Lampen satte 8, 9 oder gar 10,8 Watt attestiert – quer über’s ganze Sortiment.

Stromzaehler-Leistung-neu

Das kommt daher, dass einige Billig-Messgeräte nicht zwischen „Scheinleistung“ und „Wirkleistung“ unterscheiden können. Letzterer ist der Wert, den Ihr Haushalts-Stromzähler registriert und der auch für Ihre Stromrechnung herangezogen wird. LED-Lampen haben aber als „kapazitive Verbraucher“ einen „Blindleistungs“-Anteil (Einheit: Var), der für eine höhere Scheinleistung sorgt. Hersteller und Anbieter müssen das Verhältnis Wirkleistung/Scheinleistung als „elektrischer Leistungsfaktor“ angeben.

Beispiel: Ein 5-Watt-LED-Spot hat einen Leistungsfaktor von 0,5. Dann beträgt die Wirkleistung zwar nur 5 Watt, aber die Scheinleistung 10 VA (Update: Warum die Blindleistung hier nicht – wie man annehmen würde – 5 W beträgt, sondern 8,66 Var, haben mir fachkundige Leser ausführlich unten in die Kommentare geschrieben). Diese Scheinleistung spielt zwar für die Stromrechnung keine Rolle, verunsichert aber manche Verbraucher und spielt unsinnigerweise auch bei manchen „LED-Tests“ eine entscheidende Rolle.

8. „Bloß keine fest eingebauten LED-Module!“

Das Retrofit-Prinzip mit den allseits bekannten Sockeltypen wie E27, E14, GU10 etc. war und ist eine prima Möglichkeit, schnell und problemlos auf LED-Beleuchtung umzusteigen: Alte Lampe ’rausdrehen, LED-Lampe ’rein – fertig! Es hat aber seine Grenzen, weil einige Lampenformen zu wenig Platz für die moderne Technik und deren Wärmeabfuhr bieten. Deshalb bekommen Sie für manche Varianten wie R7s, G9, G4 oder G23 bis heute nur selten adäquaten, empfehlenswerten LED-Ersatz.

Viel besser funktioniert das mit kompletten, „integrierten“ Leuchten, die von vornherein für LED-Module und deren Bedürfnisse konstruiert wurden und diese auch fest eingebaut haben. Solche Leuchten gibt’s inzwischen wie Sand am Meer – sogar in Discountern oder Baumärkten und teils auch recht günstig. Die Nachteile: Wenn ein fest eingebautes LED-Modul ausfällt, können Sie es nicht selbst ersetzen – im schlimmsten Fall ist die komplette Leuchte Abfall. Wenn Ihnen die Lichtqualität nicht (mehr) gefällt, ist ebenfalls kein schneller Ersatz durch ein besseres Modul möglich.

Massive-Leuchte-Modul1
Das fest verbaute Philips-LED-Modul einer integrierten „massive“-Pendelleuchte – bisher mein einziger Ausfall in Leuchten dieser Art.

Bei hochwertigen Markenleuchten wird immerhin versucht, durch herstellerübergreifende Standardisierung (Stichwort: „Zhaga“) einen einfachen Austausch einzelner Bauteile zu ermöglichen. Billigleuchten sind Sie aber meistens auf Gedeih und Verderb ausgeliefert; also – wenn möglich – lieber erst mal zuhause ausprobieren und bei Nichtgefallen zurückgeben.

Die Angst vor Komplettversagen ist jedoch meistens unbegründet. Durch die thermisch „gesündere“ Grundkonstruktion leben ordentliche integrierte LED-Leuchten länger als viele LED-Retrofits. Ich selbst hatte bisher noch keinen einzigen erst einen Ausfall bei solchen Produkten (siehe Update unten in diesem Beitrag), während gleichzeitig schon über ein Dutzend LED-Lampen im Elektromüll oder bei „Lightcycle“ landeten. Übrigens bedeuten Nennlebensdauer-Angaben wie „25.000 Leuchtstunden“ nicht, dass es danach völlig duster wird, sondern nur, dass die LEDs noch mit mindestens 70 oder gar 80% ihrer anfänglichen Helligkeit leuchten.

9. „LEDs flackern, blitzen, glimmen und flimmern!“

Das ist leider nicht ganz falsch und gilt sogar für viele hochwertige Markenlampen. Für jeden sichtbares, starkes Flackern tritt häufig bei dimmbaren LED-Leuchtmitteln auf, wenn ein inkompatibler Dimmer verwendet oder dessen Regelbereich zu „dunkel“ eingestellt wird. Flackerfrei herunterdimmen lassen sich viele Lampen aber nur bis zu einem Wert von ca. 20 bis 25 Prozent des maximalen Lichtstroms. Darunter hat die Vorschalt-Messelektronik häufig Probleme, die angebotene Spannung in die richtige Helligkeit zu „übersetzen“.

Auch nicht selten: Trotz „Schalter aus“ glimmen vor allem sehr schwache LED-Lampen unbeirrt weiter, als ob sie den Benutzerwunsch nach völliger Dunkelheit vorsätzlich ignorieren wollten. Noch perfider sind Modelle, die sich nach dem Ausschalten jeweils nur sehr kurz, aber mit nerviger Regelmäßigkeit immer wieder durch ein Aufblitzen bemerkbar machen.

Der Grund für beides ist prinzipiell gleich: Ein schwacher Reststrom in der Leitung, verursacht durch elektrische Spezialeffekte und Merkwürdigkeiten in der Hausinstallation – vor allem bei „Wechselschaltungen“ mit mehreren und/oder elektronischen Schaltern. Glüh- und Halogenlampen schlucken den souverän und ohne Leuchtzeichen weg, die wesentlich sparsameren LED-Lampen schaffen das teils nicht. Elektro-Fachkräfte kriegen das allerdings mit etwas Glück, kleinen Zusatz-Bauteilen oder anderen Schaltertypen in den Griff.


Ein Osram-„Parathom Pro“-Spot am Dimmer. Das Blinken wird durch die unterschiedlichen Frequenzen der LED-Helligkeitsregelung und der Film-Bildwiederholrate verursacht. Wenn Sie kein Video sehen, bitte hier klicken.

Keine Bastellösung gibt es dagegen für das hochfrequente Flimmern vieler LED-Leuchtmittel, das von einem kleinen Teil der Menschheit auch ohne technische Hilfsmittel sichtbar ist, für den Rest beim Blick auf Video-Mitschnitte, auf’s Display einer Digitalkamera oder durch einen Stroboskob-Effekt bei schneller Bewegung von Objekten im Lichtschein. Hier macht sich eine zu grobe interne Helligkeitsregelung unangenehm bemerkbar – auch bei nicht dimmbaren LED-Lampen und -Leuchten.

Wirklich flimmerfreie LED-Leuchtmittel werden natürlich auch abgeboten – die erfordern aber einen hohen elektronischen Aufwand, der sich auf den Preis schlägt. Nicht umsonst hat es sehr lange gedauert, bis einigermaßen bezahlbares LED-Stadionflutlicht zur Verfügung stand, bei dem auch TV-Übertragungen in HD-Qualität und mit Zeitlupen-Wiederholungen möglich sind.

10. „Lichtfirmen bereichern sich auf unsere Kosten!“

Mit Verweis auf das aktenkundige Phoebuskartell vor dem 2. Weltkrieg stehen die Lampenproduzenten auch heute wieder bei einigen Verschwörungstheoretikern unter Generalverdacht. Sie würden sich untereinander absprechen und die Lebensdauer ihrer LED-Leuchtmittel gezielt begrenzen – „geplante Obsoleszenz“ nennt man das.

Osram-LighthouseWahr ist, dass jede Firma auf Kosten ihrer Kunden Geld verdienen möchte – sonst wäre sie nicht gegründet worden. Wahr ist auch, dass die Nennlebensdauer-Angaben bei manchen, besonders günstigen LED-Lampenbaureihen reduziert wurden – teils auf nur 10.000 oder 15.000 Leuchtstunden. Klingt schon mal verdächtig nach Gewinnmaximierung.

Ebenso wahr ist allerdings, dass die LED-„Straßenpreise“ stetig und schnell fallen – Experten der Unternehmensberatung Roland Berger rechnen derzeit mit bis zu unfassbaren 40% pro Jahr. Und es stimmt auch, dass sogar Giganten wie Philips und Osram (das PR-Foto zeigt die Zentrale in München) massive Sparrunden und Umstrukturierungen hinlegen müssen, weil Umsätze und Gewinne im Lichtgeschäft weit unter den früheren Erwartungen blieben. Für kleinere Anbieter ist dieser Trend akut lebensbedrohlich, so lange die Discounter- und Baumarkt-Verkaufspreise teils noch unter den sonst am Markt üblichen Einkaufspreisen liegen. Das mit dem „Bereichern“ klappt also im Moment nicht so toll – im Gegenteil.

Mehr zum Thema:

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23 Gedanken zu „Die zehn zähsten Märchen und Mythen über Lampen und Leuchten

  1. Beispiel: Ein 5-Watt-LED-Spot hat einen Leistungsfaktor von 0,5. Dann beträgt die Wirkleistung 5 Watt und die Blindleistung ebenfalls 5 W – macht zusammen 10 W Scheinleistung.

    Hallo Wolfgang,
    ich dachte immer Scheinleistung S = SQRT(P^2 +Q^2).
    Somit wäre das bei Deinem Beispiel S = SQRT (5^2 + 5^2) = 7,07 VA

      • Hallo Wolfgang,

        Wenn Du auf der Wiki-Seite unter Wirkleistung Dir das Leistungszeigerdiagramm ansiehst, dann sind darauf Wirkleistung = P, Blindleistung = Q und Scheinleistung = S vermerkt. Es handelt sich dabei um ein rechtwinkliges Dreieck – damit gilt: S = Wurzel aus (P^2 + Q^2). Siehe dazu auch diese Wiki-Seite zum Thema Scheinleistung.

        Die Angabe des Leistungsfaktors an sich ist definitiv korrekt.

        • Tut mir leid, ich kann den für mich offensichtlichen Widerspruch der Berechnungen nicht auflösen: Wenn eine Lampe 5 W Wirkleistung, einen Leistungsfaktor von 0,5 und deshalb eine Scheinleistung von 10 Watt hat, dann muss die Differenz (Blindleistung) doch 5 W betragen, oder? Alles andere ist für mich nur durch die dynamische Größe der Verschiebungsblindleistung Q bei phasenförmigen Spannungen erklärbar, würde aber die Sache meines Erachtens für LED-Neulinge nur unnötig komplizieren.

          Vielleicht kann sich ja mal einer der Fachleute unter den Leser dazu äußern – mir fehlt die Zeit dazu, weil ich eigentlich heute noch ein paar tolle LED-Sonderangebote posten wollte.

          • Der Leistungsfaktor bzw. Wirkfaktos ist definiert als:
            Wirkfaktor = P/S = Cos(phi).
            Damit gilt
            P = S * cos(phi)
            Q = S * sin(phi)
            Mit P = 5W und S = 10 VA ergibt sich eine Blindleistung von Q = 8,66 var.

          • Hallo Wolfgang,

            dass man das nicht so einfach rechnen kann, liegt daran, dass der intuitiv vielleicht naheliegende Ansatz
            Scheinleistung = Wirkleistung + Blindleistung
            schlicht falsch ist. Um das genauer zu erklären, müsste ich jetzt aber erst etwas tiefer in die Wechselspannungsrechnung einsteigen … 🙂

            Vielleicht als Einstieg einfach mal allgemein für Wechselspannung- und Strom an einem Verbraucher
            u(t) = û cos(ωt + φ_u )
            i(t) = î cos(ωt + φ_i)
            ansetzen und die Momentanleistung
            P(t) = u(t) * i(t)
            so lange durch den Umformungs-Fleischwolf drehen, bis etwas der Form
            P(︀t) = P (1 + cos(2ωt + 2 φ_i))︀ – Q sin(2ωt + 2 φ_i)
            da steht. An dieser Darstellung kann man im Zeitbereich die Aufteilung in Wirk- und Blindleistung sehen.
            Dann kann man S² = P² + Q² zeigen.

  2. Zum Märchen und Mythen – Artikel:
    “Beispiel: Ein 5-Watt-LED-Spot hat einen Leistungsfaktor von 0,5. Dann beträgt die Wirkleistung 5 Watt und die Blindleistung ebenfalls 5 W – macht zusammen 10 W Scheinleistung.“
    Es muss 8,66 W Blindleistung heißen.
    Scheinleistung^2 = Blindleistung^2 + Wirkleistung^2
    Bei einem Leistungsfaktor von 0,5 und einer Wirkleistung von 5 W haben wir tatsächlich 10 W Scheinleistung. So ist der Leistungsfaktor definiert.
    Allerdings ist in diesem speziellen Fall dann die Blindleistung = wurzel(3)* Wirkleistung .
    Generell eben
    Blindleistung = Wurzel ( Scheinleistung^2 – Wirkleistung^2). Macht hier:
    Wurzel ( 100 -25 ) = 8,66

    • Leute, wollt Ihr mich fertig machen? 😉
      Einer sagt 8,66 W Blindleistung, der andere mal 7,07 VA und mal 8,66 W … heißt das also, dass im beschriebenen Beispiel die Addition 5 Watt (Wirkleistung) plus 8,66 Watt (Scheinleistung) 10 Watt (Scheinleistung) ergibt und nicht 13,66 W, wie man als Laie annehmen würde? Wie erkläre ich das dem unvorbelasteten Leser? Und habe ich das in diesem Artikel auch falsch beschrieben?

      • Neinen, fertig machen wollen wir Dich nicht.
        Aber in einem hast Du Recht, ich war ungenau mit den Einheiten:
        Wirkleistung gibt man in W an.
        Scheinleistung in VA
        Blindleistung in Var

        Wenn Du jetzt ein Beispiel machst mit 5W Wirkleistung und Leistungsfaktor 0,5 dann kommst Du richtig auf 10VA Scheinleistung. Aber nach pythagoras auf 8,66Var Blindleistung.
        Machst Du aber ein Beispiel mit 5W Wirkleistung und 5Var Blindleistung, dann kommst Du auf wurzel (25+25) Scheinleistung, was 7,7VA macht.
        Der Leistungsfaktor ist dann 5/7,07=0,707 = 1/wurzel(2)= 1/2*wurzel(2)

        Und ja, es ist in dem anderen Artikel auch falsch. Ich habe das in den einleitenden Worten meines Beitrags 3.1.2014 um 04:41 angedeutet und in der Diskussion mit dem Physiker Ingo 3.1.2014 um 20:47 : ausgeführt, wenn auch mit anderen Worten und unter Bezug auf die komplexe Rechnung, die Ingo sicher mal gelernt hat.

  3. Vielleicht sollte ich eine Erklärung versuchen:

    Es gibt prinzipiell zwei wesenhaft verschiedene Sorten von elektrischen „Widerständen“. Der Elektriker sagt dazu lieber neutral Impedanzen, um eine Verwechslung mit dem ohmschen Widerstand als Bauteil auszuweichen.
    Eine Sorte macht aus der elektrischen Leistung Wärme. Das sind die ohmschen Widerstände. Der Elektriker nennt das dissipativ.
    Die andere Sorte speichert Energie und kann sie später wieder abgeben. In theoretischen Idealbild vollständig und verlustfrei. Das sind die (idealen) Kapazitäten (Kondensatoren) und Induktivitäten (Spulen).

    Wenn wir Strom und Spannung in den Energiespeichern betrachten, dann stellen wir bei einer sinusförmigen Wechselspannung fest, daß der Strom bei den Kondensatoren um 90° voreilt und bei den Spulen um 90° nacheilt. Man nennt das Phasenverschiebung.
    Plötzlich haben die elektrischen Größen Strom und Spannung jeweils 2 Kennzahlen: Betrag und Phase (Winkel). Aus den Skalaren sind Vektoren geworden!
    Also muß auch vektoriell addiert werden.
    Für unsere Größen Wirkleistung und Blindleistung heißt das:
    Die Wirkleistung zeichnen wir auf die x-Achse und die Scheinleistung auf die y-Achse. Eine Ideale Wirkleistung hat ja keinerlei Speicheranteil und ein idealer Speicher keinerlei Verlust. Das kann man mit der orthogonalen Anordnung der Vektoren schön nachbilden.
    Und so kann man Wirkleistung + Blindleistung zur Scheinleistung addieren – aber eben nicht als einfache arithmetische Addition, sondern als vektorielle (geometrische) Addition. Und das macht eben der Pythagoras. Im Wikipdiaartikel zur Wirkleistung ist das im Bild Leistungszeigerdiagramm dargestellt.
    Wenn man jetzt ein Beispiel wählt, bei dem Wirkleistung und Blindleistung gleich sind, dann wird die Scheinleistung wurzel(2)*Wirkleistung sein. Mithin der Leistungsfaktor 1/wurzel(2) oder 0,707

    • Doch, man kann sie arithmetisch addieren – wenn man mit komplexen Zahlen arbeitet! Anders als in beliebigen Vektorräumen bilden die komplexen Zahlen nicht nur einen Vektorraum (den natürlich auch), sondern auch einen Körper ähnlich dem der gewöhnlichen reellen Zahlen, d.h. alle arithmetischen Operationen wie Addition, Multiplikation und Division sind möglich. Blindwiderstände und -leistungen haben daher die Dimension „imaginär“, sind also Vielfache der imaginären Einheit i=positive Quadratwurzel aus -1. Die Scheinwiderstände/-leistungen sind also komplexe Größen, doch nur der Realanteil schlägt sich in der Stromrechnung nieder.

      Bezüglich meines früheren Postings im hier verlinkten Thread weiß ich nicht mehr, wie ich darauf kam. Möglicherweise darf man das Beispiel des schwappenden Wassers doch nicht allzu wörtlich nehmen. Da nämlich wird reell addiert, was durch das Rohr fließt; ob es nun auch am Wasserzähler vorbeikam oder später erst ins Schwappen kam – all dies belastet die Rohre direkt, und die Phasenverschiebung beeinflusst nur die Zeit, zu der die Belastung maximal wird. Die aber ist dem Rohr egal…

      Zu den komplexen Zahlen: Als klassisches Einsteigerbeispiel für ihre Anwendung werden ja die berühmten Mandelbrotfraktale („Apfelmännchen“) gerne genommen. Allerdings nicht, weil sie komplex-mathematisch so schön einfach sind (sie sind alles andere als das), sondern weil sie so schön sind 🙂

      • i=positive Quadratwurzel aus -1

        [Hervorhebung von mir]

        … also das kann man jetzt aber eigentlicht nicht so stehen lassen 😉

        Aber ich glaube, das gleitet jetzt etwas sehr ins Offtopic. Oben im Blogtext steht jetzt zumindest nichts falsches mehr. Ich versteh ehrlich gesagt auch gar nicht, warum bei LED-Lampen der Scheinleistung so viel Beachtung geschenkt wird. Auf Staubsaugern schreibt man sie ja auch nicht drauf (oder mittlerweile doch?)

        • „… nichts falsches mehr“ klingt schon mal gut. 😉

          Tatsächlich verlangt die EU die Angabe der Leistungsfaktoren bei Leuchtmitteln und hat sogar bestimmte Grenzwerte festgelegt – in Zukunft noch strengere als derzeit.

        • „Ich versteh ehrlich gesagt auch gar nicht, warum bei LED-Lampen der Scheinleistung so viel Beachtung geschenkt wird. Auf Staubsaugern schreibt man sie ja auch nicht drauf (oder mittlerweile doch?)“

          Früher stand auch auf Elektromotoren der cos(phi), bevor man sich auf den Leistungsfaktor einigte.
          Hintergrund: Blindleistungen sind im Netz unerwünscht. Denn sie werden vom „Stromzähler“ nicht erfaßt, verursachen aber Ströme auf den Leitungen. Dadurch müssen die Leitungen größer dimensioniert werden, was Geld kostet. Weniger den Endverbraucher, dessen Leitungen z.B. auf 16A ausgelegt sind und bei den meisten Lasten Reserven haben, als vielmehr beim Energieversorger, der dank Statistik eine höhere Auslastung hat. Und der sicht nicht nur um seine Leitungen, sondern auch um Schaltanlagen, Trafor, Generatoren sorgen muß.
          Außerdem erzeugen die „Blindströme“ an den ohmschen Widerständen der Leitungen Verluste.
          Und man hat schon früher darauf geachtet. Bei großen Leuchtbändern in Kaufhäusern, Fabriken etc mußten die damals vorwiegend induktiven Lasten der Leuchtstofflampen mit Kondensatoren kompensiert werden.

          Viele Billig-LEDs haben heute ein Kondensatornetzteil, das einen schlechten Leistungsfaktor hat. Wenn ich sehr viele dieser Lampen am Netz habe, entstehen wieder große Blindströme, diesmal allerdings kapazitive. Wer solche Anlagen projektiert, benötigt den Leistungsfaktor. Deshalb ist seine Angabe nach wie vor wichtig.
          Auch Schaltnetzteile stellen eine mehr oder weniger kapazitive Last dar.
          Schlimmer noch, die Last ist nichtlinear, wodurch das Drehstromnetz so unsymmetrisch werden kann, daß der Nulleiter überlastet wird. In Rechenzentren soll es deshalb schon zu Bränden gekommen sein.
          Deshalb sind ab 75W die Störspektrum zu begrenzen, was praktisch eine PFC bedeutet.
          Eine aus meiner Sicht sehr pragmatische Regelung: Die kleinen Verbraucher läßt man unbehelligt. Eine PFC würde nicht mehr in den E14 Sockel passen und würde die Kosten unnötig erhöhen. Bei den größeren Verbraucher bekommt man die PFC räumlich besser unter und budgetiert.
          Das wird aber beobachtet und kann sich ändern. Durch die Schaltnetzteile ändert sich das Netz. Früher war es durch Motoren und Trafos eher induktiv belastet, heute wird es stärker kapazitiv belastet.
          Darin steckt eine Menge Arbeit, die die EVUs dankenswerterweise für ein stabiles Netz – und damit auch für uns – tun.

          • Also, nachdem hier viel Wahres geschrieben wurde, will ich auch noch den letzten Fehler korrigieren:

            LED-Lampen sind keine kapazitiven Lasten, genausowenig wie Kompaktleuchtstofflampen oder Schaltnetzteile. LED-Lampen haben am Eingang einen Gleichrichter (da LEDs als Dioden nur in einer Polung funktionieren) und meistens (wenn es nicht flackern soll) dahinter einen Kondensator. Nun ist ein Kondensator zwar elektrotechnisch eine Kapazitaet, daher kommt vermutlich die Verwirrung – aber wegen des Gleichrichters ergibt sich daraus keine kapazitive Last, sondern nur eine nicht-lineare.

            Eine kapazitive Last hat die Eigenschaft, dass momentaner Strom und monentane Spannung nicht in einem festen Verhaeltnis stehen (wie bei einer ohmschen Last, also einem Widerstand), sondern dass, wie der E-Techniker sagt, „der Strom der Spannung vorauseilt“: Wenn der Strom anfaengt zu fliessen, dann muss erstmal genug Ladung in die Kapazitaet fliessen, bis auch die Spannung ansteigt – und bei Bettieb an einer Wechselstromquelle ist das natuerlich ein zyklischer Prozess, da der Wechselstrom ja mit einer bestimmtem Frequenz seine Richtung aendert, und bei jeder Richtungsaenderung erstmal die gerade erfolgte Aufladung wieder entladen werden muss, bevor die Aufladung in umgekehrter Richtung (Polung) moeglich ist, bevor also die Spannung zunaechst auf 0 sinkt und erst danach dann in der Richtung des aktuellen Stromflusses anzusteigen … bis zur naechsten Umpolung des Stroms, der wieder zur Entladung und anschliessender Aufladung in umgekehrter Richtung fuehrt, usw. ad infinitum. Die _Entladung_ ist hier das Entscheidende: Die Kapazitaet nimmt Ladung auf, setzt die enthaltene Energie aber nicht in Arbeit um, sondern gibt sie bei der Entladung nach Umpolung wieder ins Stromnetz zurueck ab – und das ist der Grund, weshalb Stromversorger solche Lasten nicht moegen, und weshalb sie vom normalen Stromzaehler nicht gezaehlt werden: Genaugenommen zaehlt der Zaehler bei der Aufladung vorwaerts und bei der anschliessenden Entladung rueckwaerts (das Stromnetz kriegt die Energie ja wieder zurueck), das gleicht sich dann aus – allerdings fliesst der Strom eben trotzdem ueber die Leitungen im Netz des Stromversorgers 100 mal pro Sekunde hin und zurueck, die dafuer dicker sein muessen, und die dadurch ihrerseits aufgrund ihres Widerstandes elektrische Energie „verbrauchen“, also in Waerme umsetzen. Diese hin- und herfliessende Energie nennt man auch Blindenergie (und deren Flussrate Blindleistung).

            Der Gleichrichter bei Schaltnetzteilen u.ae. erlaubt aber ja nur Stromfluss in eine Richtung, verhindert also eine Entladung – im Gegenteil sorgt er dafuer, dass der Kondensator in beiden Halbwellen der Wechselspannung mit gleicher Polung aufgeladen wird, eine Entladung erfolgt nur in den Verbraucher, also im Falle von LED-Lampen die LEDs. Ein Kondensator wird hier nur eingesetzt, um Energie zu speichern, sodass die LED kontinuierlich mit Strom versorgt werden kann, auch waehrend des Nulldurchgangs der Netzspannung, und nicht mit 100 Hz flackert – im Gegensatz zu kapazitiven Lasten, bei denen Kondensatoren eingesetzt werden, um durch deren Frequenzabhaengigen Widerstand („Impedanz“) den Stromfluss zu begrenzen. Deshalb findet man in solchen Anwendungen wie LED-Lampen auch idR. Elektrolytkondensatoren, die bei kleiner Bauform grosse Kapazitaeten erreichen – allerdings nur in einer Polung betrieben werden koennen, bei Umpolung (zum Beispiel durch Betrieb an nicht gleichgerichteter Wechselspannung) wuerden sie explodieren.

            Um die Verwirrung komplett zu machen, ist es auch noch ueblich, in beiden Faellen einen „Leistungsfaktor“ anzugeben – der allerdings vollkommen unterschiedliche Ursachen hat: Bei kapazitiven Lasten (aber auch bei induktiven Lasten, bei denen „die Spannung dem Strom vorauseilt“) gibt der Leistungsfaktor die Staerke dieser Verschiebung von Spannung und Strom an, also wieviel von dem Strom der Last nur mit jeder Umpolung zwischen Netz und Last hin- und herfliesst (statt Arbeit zu verrichten, also zu leuchten, zu heizen, zu drehen, und was elektrische Geraete noch so an nuetzlichen Dingen tun). Bei Schaltnetzteilen/CFLs/LED-Lampen dagegen fliesst ja kein Strom zurueck, sondern Gleichrichter plus Kondensator sorgen dafuer, dass der Strom nur in relativ starken Stoessen entnommen wird (deshalb „nicht-lineare Last“): Nur, wenn die Spannung der Wechselspannungs-Sinuswelle aus dem Netz die Spannung des Kondensators uebersteigt, wird dieser nachgeladen. Der Kondensator ist aber natuerlich so ausgelegt, dass er nie sonderlich leer wird, da die LED ja ununterbrochen leuchten soll – deshalb nimmt die Lampe nur an den (positiven wie negativen) Spitzen der Wechselspannung Strom auf, und das fuehrt dann ebenfalls dazu, dass Leitungen und Kraftwerke staerker ausgelegt werden muessen als wenn die gleiche Menge elektrischer Energie gleichmaessig statt in kraeftigen Stoessen aufgenommen wuerde.

            Aus alledem folgt dann auch, dass das Problem der Verbrauchsmessung noch komplizierter ist: Es gibt sehr simple Geraete, die nur ohmsche Lasten messen koennen. Dann gibt es bessere Geraete, die Lasten mit Phasenverschiebung (also kapazitive und induktive Lasten) messen koennen, also z.B. Trafos, Motoren, Leuchtstofflampen mit magnetischem Vorschaltgeraet … – die aber bei nicht-linearen Lasten trotzdem Mist anzeigen. Und dann gibt es Geraete, die Momentanwert-Integratrion mit hinreichend hoher Samplingrate machen, die koennen auch nicht-lineare Lasten korrekt messen.

  4. Hallo Herr Messer,
    vielen Dank für Ihren schönen Blog, der stets aktuelle und gut recherchierte Infos bietet und Laien wie meine Wenigkeit schon sehr gut in die Welt der LEDs eingeführt hat!

    Leider gibt es, Internet sei dank, immer noch viele Verschwörungstheoretiker, die das Netz als Plattform für ihre Meinungsmache missbrauchen, auch deswegen, weil niemand ihnen öffentlich klar die Stirn bietet. Daher hier einmal ein Link, der entweder zur Belustigung oder als Anregung für eine Antwort auf solche Vorwürfe dienen kann (ist leider sogar ein Lampenladen, der diese Halbwahrheiten verbreitet…).

    Viele Grüße & weiter so,
    A. Cirkovic

    • Danke für das Lob!

      Den Herrn Schrader kennt in der Szene schon jeder seit Jahren – auf den und seine absurden Falschmeldungen („Laut EU gelten LED’s als Sondermüll“, „Sehr schlechte Lichtausbeute (bereits nach drei Monaten ist nur ein Sechtsel der Leistung vorhanden“) geht kein vernünftiger Mensch mehr ernsthaft ein. Würde mich nicht wundern, wenn der auch bei irgendwelchen Pegida-/AfD-Deppen mitmarschiert, weil die ebenfalls gegen alles Neue und Fremde sind und das mit allerlei Lügengeschichten belegen wollen.

  5. Guten Abend Herr Messer,

    bitte gestatten Sie mir – weil themafremd – hier zu schreiben, denn ich bin mir als absoluter Elektro-Unkundiger zu unsicher, um nicht doch lieber nachzufragen.

    Endlich habe auch ich aus Energiespargründen meine 4er Spotleiste auf 4,5 W LED Philips E14 Reflektor (dimmbar) umgerüstet. Bisher zögerte ich wegen Bedenken bezgl. meines in die Jahre gekommenen Dimmers.
    Ich habe ihn auf einer Ihrer Abbildungen erkannt („he Lichtregler“ 60-600W mit Justierfunktion, C/R/RC – leider unbekannt).

    Überrascht habe ich festgestellt, dass das Dimmen problemlos funktioniert, sogar bis fast dunkel.
    Nach einer Justierung auf angenehme Mindesthelligkeit treten keinerlei Flackern oder Geräusche auf, nur der Dimmer summt leise vor sich hin, sobald von der Maximalstellung abgeregelt wird.
    Soweit, so gut.
    Nur stellt sich mir die Frage, wie es bei einer LED-Leistung von insgesamt 18W mit diesem Dimmer (Mindestlast 60W) überhaupt möglich ist. Kann ich diesen Dimmer gefahrlos weiter nutzen oder sollte ich doch einen neuen, speziellen „LED Dimmer“ (2-100W) einbauen?
    Es funktioniert, doch angesichts des Themas „Mindestlast“ in Verbindung mit Sicherheit und Strom bin ich doch beunruhigt.
    Für Ihre Hilfe wäre ich mehr als dankbar und grüße Sie in Verbindung mit den besten Wünschen für das neue Jahr.

    • Das dürfte eher ein „be“-Dimmer von Ehmann sein. Da müsste noch eine Typenbezeichnung draufstehen (beispielsweise T..), womit man das Dimmprinzip ermitteln könnte. Passieren kann da jedenfalls nichts – die Mindestlast hat nichts mit der Sicherheit oder der Lebensdauer der Produkte zu tun, nur mit der Funktion. Mir gelingt es häufig auch mit einem 20-W-Mindestlast-„be“-Dimmer, einzelne Testlampen mit nur 3 bis 10 Watt problemlos zu dimmen. Kann funktionieren, muss aber nicht.

      Bitte zum Thema auch mal diese Beiträge lesen.

  6. Stimmt, bei genauerem Hinsehen geißt es „be“. Und es ist ein T35, was auf PhasenANschnitt hindeutet, wie ich auf der Ehmannseite gelesen habe.
    (Die Typ-Beschriftung/Position unterscheidet sich allerdings von der Abb.)
    Haben Sie auf jeden Fall herzlichen Dank für die schnelle Rückmeldung und da es ja funktioniert und sicher ist, kann ich ihn ja beibehalten.
    Und nun einen guten Rutsch wünsche.
    Viele Grüße

  7. Ich versuche auch Leuchten mit eingebauten LEDs zu vermeiden. Das Problem sind doch die wenigen Schaltzyklen. Im Flur oder Innenbad halten 15.000 Schaltzyklen doch keine 5 Jahre. Und das allerschlimmste: danach darf ich wieder neue Löcher bohren, weil es die gleichen Leuchten nicht mehr gibt.

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