Blitze mit Starthilfe

Montag, 14. November 2011, 19:04 • Rubrik Physik, Technik.

Eine elegante Methode zur Erzeugung extrem langer Funken haben neuseeländische Forscher gefunden. Indem sie einen hauchdünnen Draht mit einem Stromstoß verdampfen, erzeugen sie einen leitfähigen Plasmakanal in der Luft. Durch diesen Kanal kann elektrischer Strom in Form einer bläulich glimmenden, bis zu 60 Meter langen Entladung fließen.

Ein 60-Meter-Funke. Foto: University of Canterbury, New Zealand

Damit Luft leitfähig werde, brauche es normalerweise elektrische Feldstärken von einigen Hundert Kilovolt pro Meter, erläutern die Forscher um Pat Bodger von der University of Canterbury im „Journal of Applied Physics“. Mit der Drahtmethode reichten dagegen schon wenige Kilovolt pro Meter.

Bodger und Kollegen nutzen für ihre Experimente einen lediglich 0,2 Millimeter dicken Kupferdraht, den sie durch die Luft spannen. Der Draht ist an eine Batterie leistungsfähiger Kondensatoren angeschlossen. Sobald der Kontakt hergestellt ist, fließt ein starker Strom aus den Kondensatoren durch den Draht und verdampft ihn schlagartig. Damit kommt der Stromfluss jedoch nicht etwa zum Erliegen: Wo zuvor der Draht war, findet sich nun eine Wolke aus positiv und negativ geladenen Teilchen. Dieses Plasma leitet elektrischen Strom so gut, dass die Kondensatorbank ihre gesamte Energie in einer einzigen leuchtenden Entladung abgibt.

Im Vergleich zur direkten und kaum steuerbaren Entladung genüge eine um den Faktor 20 reduzierte Zündfeldstärke, so die Forscher weiter. Die notwendige Ausrüstung sei in vielen Labors vorhanden. Daher könne man nun daran gehen, reproduzierbare Funkenentladungen von einigen Hundert Meter Länge zu erzeugen und mögliche Anwendungen zu studieren – beispielsweise drahtlose Spulen.

Forschung: Rowan Sinton, Ryan Van Herel, Wade Enright und Pat Bodger, Department of Electrical and Computer Engineering, University of Canterbury, Christchurch

Veröffentlichung Journal of Applied Physics, Vol. 110(9), Artikel 093303, DOI 10.1063/1.3660386

WWW:
Power Systems Group, University of Canterbury
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