Bogenentladung

Die Bogenentladung ist eine Form des elektrischen Durchflusses durch Gas, bei der zwischen zwei Elektroden ein leitfähiger Plasmabogen entsteht. Sie tritt auf, wenn das Gas durch ein starkes Feld so weit ionisiert wird, dass eine stabile Verbindung der Elektroden durch den Gasraum möglich wird. Nach dem Durchbruch wird der Bogen durch fortgesetzte Ionisation, Wärmezufuhr und oft Verdampfung von Elektrodenwerkstoffen aufrechterhalten. Der Bogenkanal bildet sich als heißer, lichtstarker Pfad, der sich aufgrund von Magnetfeldern und Strömungsdynamik verschieben kann.

Eigenschaften: Bogenentladungen arbeiten mit hohen Stromstärken (von einigen zehn bis zu mehreren tausend Ampere) und vergleichsweise niedrigen Spannungen über dem Bogen. Die Plasmmaschlange ist sehr heiß (typisch einige tausend bis zehntausend Kelvin) und leuchtet stark. Wegen der hohen Wärmeaufnahme verdampft Material von Elektrode und Werkstück, was den Bogen weiter ionisiert.

Vorkommen und Anwendungen: In der Technik treten Bogenentladungen zum Beispiel beim Lichtbogen-Schweißen, in Lichtbogenlampen und beim Funken-/Schaltbogen in Hochspannungs-Schaltanlagen auf. Der Bogen ist eine leistungsfähige, aber auch zerstörerische Entladungsform: Er kann Kontakte verschmoren, Isolatoren beschädigen und elektromagnetische Störungen verursachen.

Sicherheit: Bogenentladungen erzeugen extreme Hitze, UV-Strahlung, Schock- und Vibrationen sowie mechanische Belastung durch Druckwellen. Entsprechende Schutzmaßnahmen, Gehäuseabdeckung, Schutzgasumgebung und automatische Unterdrückung von Bögen sind in vielen Anwendungen üblich.