Sustainicum Collection

Consus Qëllimi i projektit është të krijojë një rrjet rajonal shkencor-shoqëror për risitë e qëndrueshmërisë në Shqipëri e Kosovë me qëllim forcimin e lidhjes dhe bashkëpunimit të institucioneve në fushën e arsimit të lartë, kërkimit dhe praktikës.
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Resource facts

  • unabhängig von der Zahl der Studierenden
  • Bis zu 3 Vorlesungseinheiten
  • English, German

Beschreibung
(als PDF)

Implementierung

Zusätzliche Anhänge

Effizientes Licht(Resource ID: 182)

Der Baustein "Effizientes Licht" befasst sich mit den physikalischen Eigenschaften von Licht, dessen anwendungsrelevanten Kenngrößen und den Besonderheiten verschiedener Lichtquellen. Anhand von einprägsamen Versuchen werden das Flimmerverhalten von Lichtquellen, die verursachten Beleuchtungsstärken und der Gesamtlichtstrom gemessen.

Dieser Baustein ist ein Vertiefungsbaustein zur Bausteingruppe Energie. Es ist vorteilhaft, wenn die Studierenden mit grundlegenden Begriffen und Zusammenhängen der Energieproblematik bereits vertraut sind. Der Schwerpunkt dieses Bausteins liegt auf dem Thema Licht, Lichtquellen und Beleuchtung. Die schnell ansteigende Nachfrage nach Licht zieht einen steigenden Bedarf an Elektroenergie nach sich, thematisiert die Entsorgungsfrage ausgedienter Lichtquellen und bringt auch neue Probleme - Stichwort "Lichtverschmutzung". Der Baustein geht zunächst auf die physikalische Natur und wichtige Eigenschaften von  Licht ein und erläutert lichttechnische Schlüsselgrößen wie Lichtstrom und Beleuchtungsstärke sowie deren Messung. In einem experimentellen Teil wird die Messung von hochfrequentem Flimmern verschiedener Lichtquellen durchgeführt. Beigestellt ist auch eine lichtintegrierende Messkugel (Ulbricht-Kugel) mit der vergleichende Messungen der Gesamtlichtabgabe an verschiedenen Lichtquellen durchgeführt werden können. Der Baustein spricht weiters einige wichtige Verfahren zur Erzeugung von Licht an, geht auf deren physikalische Beschränkungen und interessante Entwicklungsmöglichkeiten ein.

Der Baustein soll die Studierenden für den Umgang mit Licht sensibilisieren und jenes Grundverständnis vermitteln, dass es ihnen ermöglicht Einsparpotenziale im persönlichen Umfeld zu erkennen und zu erschließen.

Inhaltsübersicht

  • Eigenschaften von Licht
  • Kenngrößen von Lichtquellen
  • Messung der Beleuchtungsstärke
  • Flimmerverhalten von Lichtquellen (Experiment)
  • Messung des Lichtstromes (Experiment)
  • Methoden der Lichterzeugung
  • Möglichkeiten zur Effizienzverbesserung

Durchführung

Als Einleitung des Bausteins eignet sich eine kurze Diskussion der rapide zunehmenden Produktion von Licht und deren Auswirkungen auf Umwelt und Energiebedarf. Dann müssen die Studierenden mit einigen Schlüsselbegriffen der Lichttechnik vertraut gemacht werden, damit sie diese bei den Messungen im darauffolgenden experimentellen Teil anwenden können. Die beigefügten Präsentationsunterlagen bieten ein mögliches Vortragsgerüst an. Zu jeder Präsentationsfolie gibt es eine Notizenseite mit genauen Detailerklärungen, die die Vorbereitungszeit auf ein Minimum reduzieren. In den Notizenseiten findet man auch Hintergrundinformationen und Anleitungen für die Experimente und Vorführungen. (Diese müssen vor der Vorführung vom Vortragenden unbedingt studiert werden). Die Studierenden können auch eigene Lichtquellen zur vergleichenden Vermessung bezüglich Flimmereigenschaften bzw. Lichtabgabe mitbringen. Für die Präsentation des gesamten Bausteins ist ein Zeitbedarf von mindestens einer höchstens aber von zwei Doppelstunden erforderlich.

Es können auch einzelne Bausteinteile bzw. Vorführungen (z.B. Flimmerverhalten, Messung des Lichtstromes etc.) herausgegriffen  und isoliert behandelt werden. Voraussetzung ist natürlich, dass auch die zugehörigen lichttechnischen Begriffe erklärt werden.

Obwohl der Schwerpunkt des Bausteins auf technischen Aspekten von Lichtquellen liegt, sollte auch auf die anderen in den Unterlagen angeführten Möglichkeiten des bedachten Umgangs mit Licht hingewiesen werden, zumal diese Effizienzpotenziale im der Praxis meist leicht (wieder)erkannt und erschlossen werden können.

Beabsichtigte Einsichten bei den Studierenden

  • Grundverständnis für anwendungsrelevante Kenngrößen von Licht
  • Orientierungshilfe bei der Anwendung von Lichtquellen
  • Sensibilisierung für Lichtverschwendung und den effizienten Einsatz von Licht

Unterlagen, Hilfsmittel

Beigestellt sind Präsentationsfolien mit dazugehörigen Kommentaren und Notizen, durch welche bereits ein schlüssiges Vortragsgerüst vorliegt. Jeder Vortragende wird natürlich seine individuellen Schwer­punkte setzen und die Unterlagen mit eigenem Wissen ergänzen bzw. entsprechend der verfügbaren Zeit modifizieren.

Beigestellte Hardware

Oszilloskop, Lichtwandler als Tastkopfaufsatz für Oszilloskop, Sensor für Beleuchtungsstärke, Modellaufbau mit integrierender Messkugel zur Messung des Lichtstromes, Digitalmultimeter, Lichtquelle zur Vorkalibrierung (800 Lumen), Vergleichslichtquellen

Kontaktdaten für die Ausleihung von Geräten
Office.ie@gmx.at
Lernziele
Verständnis für physikalische Eigenschaften von Licht
Vertrautheit mit anwendungsrelevanten lichttechnischen Schlüsselgrößen
Überblick über wichtige Methoden der Lichterzeugung
Sensibilisierung für den effizienten Einsatz von Licht
Bezug zur Nachhaltigkeit
Für die Erzeugung von Licht muss elektrische Energie eingesetzt werden. Jede Effizienzsteigerung bzw. Einsparung bei Licht wirkt sich daher besonders effektiv auf die Primärenergiebilanz aus. Aber auch Lebensdauer und Probleminhaltsstoffe sind wichtige Kriterien bei der Bewertung verschiedener Lichtquellen unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit.
Vorausgesetztes Wissen
Benötigt kein spezielles Vorwissen
Vorbereitungsaufwand
Mittel
Zugang
Free
Quellen und Verweise
  • W. Elenbaas, J.Funke: Leuchtstofflampen und ihre Anwendung, 1962, Philips Verlag
  • M.A. Cayless, A.M. Marsden: Lamps and Lighting, 1982, Edward Arnold Verlag
  • Brian Cook: „“New Developments and Future Trends in High Efficiency Lighting“, Engineering Science and Educational Journal, October 2000
  • V.A. Godyak: “Bright Idea: Radio Frequency Light Sources“, IEEE Industry Applications Magazine , May/June 2002 p42 ff

Internet:

Gefördert von
Gefördert vom österreichischen Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung im Rahmen der Ausschreibung "Projekt MINT-Massenfächer (2011/12)

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Autor

Mag. Dr. Robert Weger

Kontakt

Robert Weger
office.ie(at)gmx.at
This teaching resource is allocated to following University:
BOKU - University of Natural Resources and Life Sciences Vienna
Institution:
Firma Innovative Elektronik
Datum:

Lizenz

Creative Commons
BY-NC-ND

Werkzeuge und Methoden

  • Schriftliches Material, Präsentationsunterlage(n)
  • formteaching_experiment