Was ist ein Lichtbogen?
Ein Lichtbogen ist der Stromfluss zwischen zwei Elektroden, der entsteht, wenn Elektrizität von einer Elektrode zur anderen springt. Die Verbindung, die durch den Sprung hergestellt wird, erzeugt eine "Brücke" oder einen Elektronenbogen, der für das Auge sichtbar ist. Der Lichtbogen enthält extrem hohe Wärme und Helligkeit, ideal zum Schweißen und Beleuchten.
Die Temperatur und Leuchtkraft von Lichtbögen hängt hauptsächlich von zwei Faktoren ab: der Gasart und dem Druck. Wenn der elektrische Strom in dem Spalt zwischen den Elektroden fließt, erwärmt er die Luft um ihn herum. Durch Ändern der chemischen Zusammensetzung der Luft können die Wärme und die Helligkeit des Lichtbogens geändert werden.
Wenn der Lichtbogen in einem Behälter aus Glas oder Kunststoff eingeschlossen ist, kann der Luftdruck, der den Lichtbogen umgibt, für bestimmte Zwecke gesteuert werden. Die Luft kann entfernt werden, um ein Vakuum zu erzeugen, oder ein Gas kann hinzugefügt werden, um Hochdruckbögen zu erzeugen. Beide werden in unterschiedlichen Beleuchtungsarten eingesetzt.
Die Tesla-Spule ist eine Art Lichtbogen, der bei normalem atmosphärischem Druck arbeitet. Sein Erfinder, Nikola Tesla, gilt allgemein als Vorläufer für das Bild eines "verrückten Wissenschaftlers". Dieses Bild wurde beschworen, als Bilder zeigten, wie er Experimente unter dem Licht von Lichtbögen durchführte, die im Hintergrund arbeiteten.
Blitz ist ein natürlich vorkommender Lichtbogen, der das gleiche Spektakel bietet. Der in der Luft erzeugte Strom wandert zu Boden oder zu anderen Wolken. Dies bildet einen Lichtbogenblitz, der mehrere Meter lang sein kann.
Der Elektrolichtbogenofen nutzt die hohe Wärme im Lichtbogen, um Metalle zu schmelzen. Durch die Metalle fließt Strom, der sie bis zum Schmelzpunkt erhitzt. Altmetalle werden üblicherweise mit dieser Methode geschmolzen. Die Energie aus dem Ofen ist im Vergleich zu einem Hochofen normalerweise geringer. Die Fähigkeit, einen Lichtbogenofen schnell anzuhalten und zu starten, ermöglicht es einem Stahlwerk, die Ofenlast entsprechend seinen Erfordernissen zu ändern.
Schweißer wenden dasselbe Prinzip beim Lichtbogenschweißen an. Metallstäbe werden durch eine Stromversorgung mit Strom versorgt, und ein elektrischer Lichtbogen wird gebildet, wenn die Stäbe mit einem anderen Metall in Kontakt kommen. Es wird genug Wärme erzeugt, um die beiden Metalle zu schmelzen. Lichtbogenschweißer verwenden diesen Prozess, um die beiden Metalle miteinander zu verschweißen.
Eine interessante Verwendung für Lichtbögen sind Plasma-Lautsprecher. Anstatt herkömmliche Lautsprecher zur Tonerzeugung zu verwenden, verwenden die meisten Plasma-Lautsprecher ionisiertes Gas oder Strom unter Strom. Die Ausdehnung und Kontraktion des Lichtbogens, wenn ein Strom durch ihn fließt, stört die Luft. Dies erzeugt wiederum Ton. Es wird gesagt, dass Plasma-Lautsprecher einen klareren Klang erzeugen, indem sie nicht die physikalischen Einschränkungen haben, die viele andere Lautsprecher haben.