Lichtbogen

Stichpunkte

Allgemein
	die eine ausreichend hohe elektrische Spannungdifferenz aufweisen
	um die benötigte hohe Stromdichte aufrechtzuerhalten. Charakteristisch sind hierbei der im Vergleich zur Glimmentladung relativ geringe Kathodenfall (in der Größenordnung des Anregungs- oder Ionisierungspotentials der beteiligten Atome
	ungefähr 10eV)
	Ein Lichtbogen ist eine sich selbst erhaltende Gasentladung zwischen zwei Elektroden
	eine fallende (nicht ohmsche) Strom-Spannungs-Kennlinie sowie eine hohe (wieder im Vergleich zur Glimmentladung) Stromdichte in der Entladung. Das Phänomen des elektrischen Bogens wurde unmittelbar nach der Herstellung der ersten leistungsfähigen Stromquellen (Voltasche Säule von Alessandro Volta
	1800) etwa zeitgleich vom Briten Humphry Davy und dem Russen Petrov entdeckt
	Davy hielt zwei Kohlestifte
	zusammen und zog sie nach Beginn des Stromflusses langsam auseinander
	die jeweils mit einem Pol einer Voltaschen Säule verbunden waren
	was dieser Gasentladung ihren Namen gab
	die als Elektroden dienen
	Bei waagerechter Anordnung der Stifte
	brennt das Plasma durch seinen thermischen Auftrieb in Form eines charakteristischen Bogens
	Lichtbögen strahlen typischerweise intensives (sichtbares + infrarotes + ultraviolettes) Licht ab und werden deshalb u.a. in der Beleuchtungstechnik genutzt
	veröffentlichte diese aber erst später (1812)
	Bogenlampen sind damit die älteste elektrische Lichtquelle: Davy machte seine ersten dahingehenden Beobachtungen vermutlich bereits um 1802
	Lichtbögen können in Gasen unterschiedlichsten Drucks (vom Vakuum bis zu vielfachem Atmosphärendruck) und Zusammensetzung erzeugt werden
	Die sich in der Entladung abspielenden physikalischen Prozesse können daher von sehr unterschiedlicher Natur sein
	Durch thermische Belastung kommt es zum Abbrand der Elektroden
	da er die Lebensdauer der Lampe begrenzt
	eher hinderlich
	Beim Elektroschweißen ist dieser Effekt gewünscht
	das Elektrodenmaterial wird zur Bildung der Schweissnaht genutzt; dagegen ist er bei Lichtbögen
	die zur Beleuchtunng dienen
	Als Elektrodenmaterial kommen aus naheliegenden Gründen vor allem Materialien mit hohem Schmelz- oder Siedepunkt in Betracht
	beispielsweise Wolfram
	Kohlenstoff oder Tantal
	Je nach Betriebspapametern können verschiedene Prozesse maßgeblich für die Emission der Elektronen aus dem Kathodenmaterial verantwortlich sein
	damit Elektronen den Festkörper verlassen können
	Eine wichtige Kenngröße ist dabei die Austrittsarbeit
	die geleistet werden muss
	Diese wird bei Lichtbögen durch das vorhandene externe Feld herabgesetzt (Schottky-Effekt oder auch Schottky-Erniedrigung)
	Weitere relevante Prozesse bei der Elektronenemission können die folgenden sein: Thermoemission (auch thermionische Emission
	Feldemission (das vorhandene elektrische Feld emöglicht den Elektronen quantenmechanisches Tunneln aus dem Festkörper heraus)
	Sekundärelektronenemission (bereits emittierte Elektronen erzeugen auf verschiedenen Wegen weitere freie Ladungsträger).
	die durch die obigen Punkte nicht abgedeckt werden)
	Thermionische Feldemission (starke elektrische Felder führen zu weiteren Effekten
	Edison-Effekt oder Richardson-Effekt genannt)
	glühelektrischer Effekt

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