Lichtflicker

Was ist Lichtflicker?

Unter dem Flickern einer Beleuchtung versteht man eine periodische Schwankung der Helligkeit. Das ist so, als ob der Licht-Dimmer einer Lampe ständig hoch und runter geregelt wird, nur viel schneller. Ab einer Flicker-Frequenz von 80 Hz (Hertz), also 80 Helligkeitswechsel pro Sekunde, ist dieses Flickern nicht mehr zu erkennen, falls sich der Beobachter statisch vor der Beleuchtung befindet. Bewegte er sich dagegen relativ zur Beleuchtung, dann ist es teilweise möglich dieses Flickern bis 1250 Hz wahr zu nehmen.

Wie kommt es zu Lichtflicker?

Da das Versorgungsnetz eine Wechselspannung von 230 V und 50 Hz verteilt, benötigt jede Beleuchtung ein Vorschaltgerät (Netzteil), welches die Spannung und den Strom auf die richtigen Werte senkt. In manchen Fällen wird statt eines geregelten Netzteils auch nur die Sparvariante eingesetzt. Das bedeutet, die Wechselspannung wird nur gleichgerichtet. Das lässt sich leicht an der Abbildung unten links erklären. Sie zeigt eine gewöhnliche Sinuswelle, wie sie die Spannung des Versorgungsnetzes beschreibt. Gleichrichten bedeutet nun, dass zwischen der Zuleitung und dem Verbraucher eine Weiche eingebaut ist. Diese sorgt dafür, dass der Strom bei einer positiven Halbwelle immer in die eine und bei einer negativen Halbwelle immer in die andere der beiden Zuleitungen geschickt wird. Durch diesen permanenten Wechsel fließt der Strom damit beim Verbraucher immer in die gleiche Richtung. Wenn nun noch ein Kondensator als Pufferung eingebaut wird, dann entsteht die Wellenform wie sie im rechten Bild zu sehen ist.

Die Polarität bleibt immer gleich und die Spannung schwankt nur noch in begrenztem Rahmen. Das nennt man die Restwelligkeit. Die Höhe dieser Restwelligkeit entscheidet nun darüber ob die daraus resultierende Helligkeitsänderung der angeschlossenen Beleuchtung für das menschliche Auge noch sichtbar ist oder nicht.

Aber auch wenn ein richtiges Netzteil verwendet wird, kommt es zum Lichtflicker, denn keine Regelung ist perfekt. Bei qualitativ hochwertigen Geräten gibt es gewöhnlich keine Probleme, so lange sie nicht überaltert sind. Bei billiger Ware kann der Lichtflicker aber auch die zulässigen Grenzwerte überschreiten.

Was sind die Auswirkungen von Lichtflicker?

Die Auswirkungen des Lichtflickers sind vielfältig. Sie können von nicht bewusst wahrnehmbaren Wirkungen bis zu epileptischen Anfällen bei empfindlichen Personen führen. In der Graphik unten ist das dargestellt. Je größer die Flicker-Frequenz ist, desto geringer ist der Einfluss auf den Menschen. Irgendwann ist die Signalgeschwindigkeit der Nerven überschritten und sie können den Wechsel nicht mehr übermitteln.

In der Graphik sind zwei Kurven dargestellt. Links bei den niedrigen Frequenzen befindet sich die Kurve Pst = 1. Sie beschreibt, in welchem Bereich bei statischer Betrachtung einer Lichtquelle mit einem erhöhten Risiko für einen Anfall gerechnet werden muss. Die rechte Kurve SVM = 1 zeigt den Bereich, in dem der sogenannte Stroboskop Effekt auftreten kann. Das bedeutet der Flicker ist bei einer relativen Bewegung des Beobachters zur Lichtquelle wahrnehmbar. In diesem Bereich ist aber nicht mehr mit gesundheitlichen Folgen zu rechnen. Es kann höchstens noch zu Unwohlsein oder vorzeitiger Ermüdung kommen. In jedem Fall ist es sinnvoll immer unter den Kurven zu bleiben, das heißt im gelb oder grün hinterlegten Bereich.

Was ist bei der Dimmung von Lampen zu beachten?

Beleuchtungen werden oft gedimmt, in dem man sie mit hoher Geschwindigkeit periodisch ein- und ausschaltet. So lange dabei die Frequenz von 1250 Hz nicht unterschritten wird (Ende der Kurve SVM = 1) wird das niemand bemerken und es ist auch nicht mit Schädigungen zu rechnen. Aber es gibt auch Dimmer, die wesentlich langsamer arbeiten. Teilweise sind Geräte im Umlauf, die nur eine Schaltfrequenz von 100 Hz haben. Bei statischer Betrachtung wird das nicht auffallen, aber so bald eine Bewegung relativ zur Beleuchtung stattfindet liegt der Fall anders.

Warum sind solche Lichtdimmer im Umlauf, obwohl aus der Graphik klar hervor geht, dass ein Flicker Wert von 100 % bei 100 Hz unzulässig ist? Die Antwort ist genauso einfach wie unverständlich. Hier gibt es eine Gesetzeslücke. Die Grenzwerte des Flickers gelten nur für den Betrieb bei voller Lichtleistung, nicht aber für die gedimmte Beleuchtung.