Lukas94:
Kurze Frage:
Wenn ich einen Lichtbogen im Vakuum zünden will, brauche ich dann mehr oder weniger Spannung?
Ich meine, man sollte zuerst die Begriffe "Lichtbogen" und "Vakuum" definieren. Glimmentladungen gibt es im Vakuum, wie es Otto von Guericke mit seiner Luftpumpe erzeugt hat.
Im nachträglich so benannten Hochvakuum glimmt nichts mehr, trotzdem funktioniert die beheizte Kathode als Elektronenschleuder. Und es geht sogar ohne Heizung, wenn man die Kathode spitzig ausführt, aber das ist keine Entladung im Sinn der Fragestellung. Und die zur (edit: )Ionisation der Restmoleküle benötigte Spannung steigt ins Unermeßliche. Dazu muß man auch sagen, daß im Hochvakuum einer Elektronenröhre oder eines Vakuumkondensators mit etwa 10E-9 Torr immer noch 10E7 Gasmoleküle pro cm³ vorhanden sind. Wegen den dadurch erzeugten (Leuchtphosphor zerstörenden) Ionen hat man in Bildröhren anfangs extra eine Ionenfalle eingebaut, heute wird der Bildschirm von innen mit Metall bedampft.
Wenn man den bei der Glimmentladung (>60V Brennspannung) fließenden Strom ungehemmt steigen läßt, wird daraus schlagartig (negativer Widerstand) ein (edit: )Plasma-Lichtbogen (<15V Brennspannung), in dem nicht mehr Elektronen sondern Ionen die Leitfähigkeit bestimmen. Der negative Widerstand ist allerdings durchgehend bei allen Entladungsarten feststellbar, (edit: )sobald genügend Ionen erzeugt werden.
Die
Zündspannung der Entladung ist
proportional zum Gasdruck, das v. Guerickesche Vakuum entspricht dabei etwa dem Minimum unterhalb dessen keine (edit: )Ionisierung stattfindet. Ein praktisches Beispiel ist die Zündung im Ottomotor, dort läßt sich der relative Verdichtungsdruck an Hand der Zündspannung mit dem Oszilloskop messen. Die Zündstörungen im Radio nehmen beim "Gas geben" zu, weil mit Öffnen der Drosselklappe mehr Luft in den Zylinder gesaugt wird und der Spitzendruck beim Verdichten steigt. So kommt es, daß der Luftspalt der Kerze nicht bei 1kV sondern erst bei 10kV überschlägt.
Die Ionenleitung im Plasma funktioniert sogar im Hochvakuum des Weltraums, wobei temporär natürlich kein Vakuum herrscht sondern eine Metalldampfwolke die Ionen bereitstellt. Auch in Sicherungen aller Art stellt der Metalldampf den nach oben begrenzenden Abschaltstrom. Das Blöde im Hochvakuum ist wiederum die schon in der Luft festgestellte (edit: )Ionisierungs-Schwelle und der nicht vorsätzlich begrenzte Strom, der dann zu erheblichen Schäden führt.
Im Bild ein Relais, wo die Entladung durch einen verdampften tin-whisker gezündet wurde.
Bleifrei ist Teufelszeug!
edit: Natürlich ist das Glimmlicht eine Erscheinung die mit Ionisierung zu tun hat, aber die Ionen rekombinieren auf kürzestem Weg und nehmen deshalb an der Stromleitung nicht maßgeblich teil.
Zuletzt bearbeitet: 17.06.12 08:56 von Bastelbruder
