Was ist eine Entladungsröhre?
Eine Entladungsröhre ist ein Objekt, das eine bestimmte Anordnung von Elektroden innerhalb einer Gaskammer enthält. Normalerweise werden diese Objekte in einer Glasabschirmung ausgeführt. Einige verwenden jedoch Keramik oder glasbeschichtetes Metall. Sie arbeiten durch Anlegen von Spannung, um die Bewegung von Partikeln durch die elektrischen Leiter zu starten. Dies bewirkt die Ionisation von Gas innerhalb der Entladungsröhre. Das Endergebnis ist die Beleuchtung der Gasentladungsröhre.
Entladungsröhren sind elektrochemische Zellen, dh sie erzeugen elektromotorische Kraft oder Spannung sowie Strom aus der chemischen Reaktion im Gas. Ähnlich wie bei einer Batterie werden an jedem Ende der Röhre Elektronen freigesetzt und aufgenommen. Eine Entladung unterscheidet sich von einer Batterie jedoch dadurch, dass sie im Allgemeinen nicht wie eine Energiequelle wirkt. Wenn Elektronen die Zelle des Gases verlassen, spricht man von Oxidation. Wenn die Elektronen jedoch in die Zelle eindringen, spricht man von Reduktion.
Gasentladungsröhren werden im Gegensatz zu Anoden im Sinne von elektrochemischen Zellen als Kathoden betrachtet. Dies bedeutet, dass der elektrische Strom aus der Elektrode fließt. Die Polarität kann je nach Design oder Funktion entweder positiv oder negativ sein, die meisten sind jedoch im Allgemeinen negativ. Kationen, Ionen mit mehr Protonen als Elektronen und dadurch positiv geladen, werden von der Kathode angezogen. Umgekehrt bewegen sich Anionen, Ionen mit mehr Elektronen als Protonen und negativ geladen, weg. Grundsätzlich ist jede Entladungsröhre, die Strom erzeugt, positiv und jede, die Strom verbraucht, negativ.
Eine Vakuumentladungsröhre ist als Heißkathode bekannt. Diese emittiert Elektronen, die durch thermionische Emission verursacht werden, den Fluss von Elektronen oder Ionen, die durch Wärme verursacht werden. Grundsätzlich verwendet eine Heißkathode einen elektrischen Faden, um die Elektronen zu emittieren. Beispiele hierfür sind Elektronenkanonen, ein Elektronenmikroskop und die meisten Leuchtstofflampen. Kaltkathoden hingegen sind Entladungsröhren, die nicht unabhängig voneinander beheizt werden, aber dennoch Licht aussenden können, z. B. Flüssigkristallanzeigen in Fernsehgeräten und Computerbildschirmen.
Eine der am häufigsten verwendeten Anwendungen einer Gasentladungsröhre ist das Wirken als elektrischer Schalter. Ignitron, Krytron und Thyratron sind die häufigsten Beispiele für Gase, die in dieser Technologie verwendet werden. Diese werden im Allgemeinen nicht zum Verstärken von Signalen verwendet, wie dies eine normale Vakuumröhre tun würde, sondern dienen zum Unterbrechen und Umleiten eines Stroms auf den einen oder anderen Leiter.
Aufgrund der ionisierenden Wirkung von Entladungsröhren werden sie am häufigsten für Neonlichter verwendet. Andere ähnliche Geräte verwenden Xenon in Form von Blitzlampen, die in Kameras und Blitzlichtern verwendet werden. Eine andere übliche Verwendung für die Entladungsröhre liegt im Geigerzähler.