Wirkungsgrad einer Kerze berechnen

Wir groß ist eigentlich die Strahlungsleistung in Watt einer Kerze über das "gesamte" sichtbare Spektrum des Menschen bzw. des Wellenlängen-Bereich des Lichtspektrums von 380 bis 780 nm?

Es heißt man misst den Wirkungsgrad einer Kerze über die Einheit "Candela" die misst aber nur das Spektrum von 555 Nanometer, das ist eher grünes Licht.

Das ist doch Betrug, was ist mit den anderen Farbanteilen?

Wie groß ist also der wahre Wirkungsgrad einer Kerze als Beleuchtungsmittel?

Die Wärmeverluste sind im Grunde doch auch nichts anderes als nur die Wellenlängen, außerhalb des sichtbaren Spektrums?

Ashert001 schrieb:Es heißt man misst den Wirkungsgrad einer Kerze über die Einheit "Candela" die misst aber nur das Spektrum von 555 Nanometer, das ist eher grünes Licht.

Das ist doch Betrug, was ist mit den anderen Farbanteilen?

?????

Vielleicht einfach mal Wikipedia lesen.

In Luft unter Normalbedingungen entspricht der genannten Frequenz von 540·1012 Hertz die Wellenlänge 555 nm.[4] Auf dieser Wellenlänge hat das menschliche Auge bei Tagessehen die höchste Empfindlichkeit. Gleichzeitig schneiden sich zufällig in unmittelbarer Nähe dieser Wellenlänge (nämlich bei ca. 555,80 nm) die Empfindlichkeitskurven des Auges für Tages- und Nachtsehen, K(λ) und K'(λ).[2] Die Definition ist daher laut DIN sowohl für Tags- als auch für Dämmerungs- und Nachtsehen gültig.[4]

Durch Wahl der genannten Frequenz und des Zahlenwertes 683 lm/W für den Maximalwert des photometrischen Strahlungsäquivalents schließt die neue Definition unmittelbar an die vorhergehende Definition an (siehe unten). Die neue Definition ist jedoch nicht mehr von der schwierigen Realisierung eines Schwarzen Strahlers bei einer hohen Temperatur abhängig.[1] Sie trägt durch die Beschränkung auf monochromatische Strahlung den modernen Möglichkeiten zur Messung der optischen Strahlungsleistung Rechnung[1] und führt außerdem die Messaufgabe auf den wesentlich fundamentaleren Fall monochromatischer Strahlung zurück.[2] Die neue Definition ist auch allgemeiner (sie erlaubt jetzt beispielsweise die Empfindlichkeitskurven des Auges unmittelbar zu messen, während sie früher implizit in ihrem gesamten Verlauf Bestandteil der Definition waren).[2] Die vorherige Definition hingegen lieferte einen exakten photometrischen Wert nur für einen Spezialfall mit einer komplexen breitbandigen Wellenlängenverteilung

Wikipedia: Candela

@Ashert001

Kannst dir auch das komplette Dingens ausrechnen. Ist halt ein Integral über die sichtbaren Wellenlängen und Abhängig von der Lichtempfindlichkeit des Auges für bestimmte Wellenlängen.

Siehe hier: Wikipedia: Lichtausbeute

@CurtisNewton

Ich habe erst den Artikel dort gelesen und dann die Frage hier gestellt.

Wen interessiert die grüne Farbe eine Kerze?

Es gibt keine Muster-Candela Kerzen die nur in 550 nm strahlen, also was soll der Unsinn?



Was hat so eine subjektive Wertung über irgendwelche Normalbedingungen für Augen bei Tageslicht, in einer physikalischen Formel verloren?

Das Licht ist doch erstmal von 380 bis 780 nm sichtbar und nicht nur in 550 nm grün!

@Schdaiff

Ich würde sagen, alles sichtbare Licht ist erstmal einfach nur sichtbar, die Augen können sich ja auch anpassen.

Hier nur mit grünen Licht rechnen und auf alle anderen Lichtfarben nur zu 30% zählen, ist doch auch die blanke Willkür.

Wo liegen die genauen Emissionsspektren einer Kerze und wie viel Energie davon liegt im sichtbaren Bereich?

Das muss doch eigentlich schon mal irgendjemand ausgerechnet haben, sonst kann man eine Kerze ja nicht mal mit Sicherheit, mit einer Glühbirne vergleichen! Die könnte auch nur ein Werbegag gegen die Effizienz der Kerzen gewesen sein!

oder zumindest gegen moderne Kosmosbrenner, letzter Stand der Technik?

Hier zwei schön Exemplare:




Die deutsche Bahn soll sie noch bis in die 1980er Jahre eingesetzt haben.

Da kann doch irgendwas an der ganzen Wirkungsgradgeschichte nicht stimmen?

Angesichts stetig wachsender Strompreise, müsste man die Frage doch eigentlich mal wieder klären!

@Ashert001 kannst ja ausrechnen wie lange ne Kerze braucht, um 1l Wasser zum kochen zu bringen :D

In einer Stunde verbrennt eine Kerze etwa 3 bis 8 g Wachs. Sie erzeugt eine Heizleistung von 38 bis 100 W. Die Lichtausbeute beträgt 0,1 bis 0,2 lm/W.

@Ashert001 Wikipedia: Kerze

Katori schrieb:In einer Stunde verbrennt eine Kerze etwa 3 bis 8 g Wachs. Sie erzeugt eine Heizleistung von 38 bis 100 W. Die Lichtausbeute beträgt 0,1 bis 0,2 lm/W.

Ja aber unter Wikipedia: Lumen (Einheit) steht:

"1 Lumen ist definiert als der Lichtstrom einer 1,464 mW starken 555-nm-Lichtquelle mit 100 % Lichtausbeute"

Die Kerze ist aber nicht grün, die ist violett bis rot!

Das heißt da fehlen doch noch eine ganz Menge Daten, wenn man wissen will, wie viel Licht die Kerze insgesamt und eben nicht nur im grünen Schönwetter Lichtbereich abgibt!

Die effizienteste Verbrennung leistet anscheinend nicht Kerzen, sondern Petroleumlampen und hier aber nur die Starklichtlampen mit Glühkörper!

Deswegen wäre ein sauberer Vergleich zur Glühlampe bestimmt auch sinnvoll! Denn selbst wenn die Kerze diesen angeblich furchtbar niedrigen Wirkungsgrad hat, im Bezug auf die modernen Öllampen, relativieren sich ja vielleicht doch die Kosten?


Aladdin No. 23

Du weisst aber schon, dass ein Wirkungsgrad etwas ganz anderes ist als die Lichtstärke?

Das Candela ist eine photometrische Einheit die nur die Lichtstärke unter definierten Umständen beschreibt.Man muss ja eine Wellenlänge dafür definieren damit man vergleichbare Werte bekommt.

Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis von Nutzleistung und Aufwandsleistung.

sybert schrieb:Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis von Nutzleistung und Aufwandsleistung.

Die Aufwandsleistung ist der Energiegehalt der Kerze, die Nutzleistung nur die Stahlungsenergie im gesamten sichtbaren Spektrum 380 bis 780 nm.

Das ist eine einfache Rechnung, nur nützt hier einem die Einheit Lumen oder Candela der Grünlicht-Normer ja erstmal gar nichts!

Ich finde das einfach interessant, es gibt nämlich immer noch Weiterentwicklungen, zumindest im Bezug auf die Öllampe.

Die Zusammensetzung von 1 % CeO2 und 99 % ThO2 wurde erst vor wenigen Jahrzehnten durch eine Mischung aus Yttriumoxid und Ceroxid abgelöst, um auf das leicht radioaktive ThO2 verzichten zu können.
Wikipedia: Glühstrumpf

Im Grunde muss man eine Kerze doch nur in so einen hineinstellen, für die maximale Lichtausbeute, hat das schon mal jemand ausprobiert?

Ashert001 schrieb:Das ist eine einfache Rechnung, nur nützt hier einem die Einheit Lumen oder Candela der Grünlicht-Normer ja erstmal gar nichts!

Die nützt eben schon.Aber eben nur um Vergleichswerte anzustellen.
Das gesamte "Nutzlicht" beschreibt die Einheit natürlich nicht.

Vielleicht liege ich falsch, aber ich verstehe das so: Die Helligkeit jedes Lichterzeuger's kann in Lumen gemessen werden, auch wenn der Erzeuger kein 555nm Licht produziert!

Ashert001 schrieb:1 Lumen ist definiert als der Lichtstrom einer 1,464 mW starken 555-nm-Lichtquelle mit 100 % Lichtausbeute

Ja aber genau gleich hell würden wir das hier wahr nehmen und man hätte ein Lumen auch so definieren können, mit einer anderen Wellenlänge:

1 Lumen ist definiert als der Lichtstrom einer 2,000 mW 450-nm Lichtquelle mit 100 % Lichtausbeute

2mW ist erfunden (kenne den richtigen Wert gerade nicht), aber es geht um das Prinzip: Bei 555nm ist unser Auge am Empfindlichsten für Helligkeitswahrnehmung. Damit wir eine andere Quelle mit z.B.450nm, als genau gleich hell wahr nehmen, muss deren Leistung entsprechend höher ausfallen.

Messen wir also ein Lampe mit Beispielsweise 100 Lumen, heisst das nicht zwangsläufig, dass die Lichtquelle Licht im 555nm Bereich abstrahlt. Lumenmessungen alleine sagen nichts über Wellenlängen aus! Lumen ist die Summe aller sichtbaren Wellen, Lumen ist die Total empfundene Helligkeit (über alle Wellenlängen).

Irgendwo muss es Tabellen geben
700nm und 2.100mW = 1 Lumen
600nm und 1.800mW = 1 Lumen
555nm und 1.464mW = 1 Lumen
450nm und 2.000mW = 1 Lumen
300nm und 3.000mW = 1 Lumen
100nm und 5.000mW = 1 Lumen
usw.

Nur Prinzipiell, die Zahlen sind frei erfunden! Ich finde leider gerade keine Tabelle/Diagramm mit echten Zahlen

Eine Lichquelle kann ein oder aber mehrere dieser Spektren enthalten. Wir messen jedes einzelne Spektrum einer Quelle und versehen jede Messung mit einem pro Wellenlänge spezifischen "Korrekturfaktor" (für unser Auge) und addieren alles; ergibt unsere spezifische Gesamthelligkeit in Lumen.

Mal angenommen eine Kerze hat das selbe Emissionspektrum wie die Sonne:



Dann hätte die doch niemals den niedrigen Wirkungsgrad wie man ihr heute anrechnet, das sichtbare Spektrum, also den den das Auge auch sehen kann, ist doch eine bedeutende Größe des gesamten!

Zitat:
"Die Lichtausbeute der Kerze wurde zu 0,3 lm/W ermittelt. Daraus ergibt sich ein Wirkungsgrad der Umwandlung in sichtbares Licht von 0,04 %"

Das ist doch ein Witz? Dann würden ja bereits die billigsten Solarzellen, Licht besser umwandeln als wie das biologische Auge!

Ashert001 schrieb:Die Lichtausbeute der Kerze wurde zu 0,3 lm/W ermittelt.

Die 0.3 müssen sich auf das gesamte sichtbare Spektrum beziehen weil nichts davon steht dass es sich nur auf das 555nm Licht bezieht.

0.3 finde ich jetzt auch ein bischen wenig, aber kann schon sein, eine Kerze hat nen miserablen Wirkungsgrad in Bezug auf Lichterzeugung, der ganz grosse Rest geht in Form von Wärme verloren.

Ashert001 schrieb:Die Lichtausbeute der Kerze wurde zu 0,3 lm/W ermittelt.

Die 0.3 müssen sich auf das gesamte sichtbare Spektrum beziehen weil nichts davon steht dass es sich nur auf das 555nm Licht bezieht.

0.3 finde ich jetzt auch ein bischen wenig, aber eine Kerze hat nen miserablen Wirkungsgrad in Bezug auf Lichterzeugung, der ganz grosse Rest geht in Form von Wärme verloren, ist ja auch nicht verwunderlich, es ist eine Verbrennung.

Wäre auch zu dumm, wenn die Oelheizung zu Hause 99% Licht erzeugen würde und davon nur 1% Wärme, da würden wir frieren..es ist genau Umgekehrt.

mayday schrieb:Es ist eine Verbrennung; wäre auch zu dumm, wenn die Oelheizung zu Hause 99% Licht erzeugen würde und davon nur 1% Wärme, da würden wir frieren..es ist genau Umgekehrt.

Eben.Und niemand macht ne Kerze an um nen Raum zu beleuchten.(ausser stimmungsvoll)

sybert schrieb:Eben.Und niemand macht ne Kerze an um nen Raum zu beleuchten.(ausser stimmungsvoll)

Und was ist wenn man einfach einen Glühstrumpf drüber stellt? Natürlich nur einen modernen, nicht radioaktiven. Gibt es starke Sonnenbrillen dagegen?



Angesichts dessen das eine Kerze wahrscheinlich ein viel höheren Wirkungsgrad hat und man das Spektrum aber tatsächlich noch mit einem Glühstrumpf ein wenig mehr ins Sichtbare verschieben kann, ergeben sich ja vielleicht ganz neue Möglichkeiten!

@Ashert001

Ashert001 schrieb:Angesichts dessen das eine Kerze wahrscheinlich ein viel höheren Wirkungsgrad hat

Warum jetzt genau? Hast du eine Analyse der Strahlung?