Funkenbildung warum?

[HeHo]

[quote name='Ulli' post='23492' date='21.07.2008 - 13:28']Hi Jungs

Mir ist bei den Faller-Schleifern aufgefallen, dass am Pluspol sehr starke Funkenbildung zu erkennen ist . Wie entsteht das Phänomen und kann das einer erklären?

...

Ulli[/quote]



Hallo Jungs!



Vieles ist schon erklärt, teilweise richtig oder auch nur halb, und ich will nun mal nicht als Oberlehrer da stehen, sonst hätte ich Physik auf Lehramt studiert!



Trotzdem kleines Lehrbuchwissen:

Als Funke wird das Licht ausstrahlende Plasma einer kurzzeitigen Gasentladung bezeichnet, die entlang einem dünnen Kanal verläuft und nach Ladungsausgleich von selbst verlischt, bzw bei Verschwinden der Kanalgeometrie.

In Luft unter Standardbedingungen (Atmosphärendruck) werden pro Millimeter zwischen den Leitern etwa 3000 V Spannung bis zum Überschlag eines Funkens benötigt!

Funken entstehen bei elektrischen Spannungen zwischen zwei elektrischen Leitern oder Elektroden durch Stoßionisation, wenn die "Schlagweite" unterschritten wird, d.h. die Entfernung zwischen zwei Leitern, bei deren Unterschreitung bei gegebener Spannung zwischen ihnen ein Überschlag (Funkenentladung) stattfindet. Sie hängt ab:



* von der Form der Leiter, spitze Leiterenden fördern einen Überschlag

* ionisierende Strahlung (z.B. Ultraviolett, Röntgen- und Gammastrahlung, geladene Teilchen) fördert einen Überschlag

* Mit sinkendem Luftdruck steigt die Schlagweite

* hoher Gasdruck verringert die Schlagweite

* von der Luftfeuchtigkeit und der Gasart - Feuchtigkeit führt eher zum Überschlag, Schwefelhexafluorid (SF6) kann Überschläge verhindern.



Wird in eine Funkenentladung genügend Strom nachgeliefert, entsteht daraus eine Bogenentladung, ein Lichtbogen, Schaltlichtbogen: Während die Elektroden bei einer Funkenentladung im wesentlichen kalt bleiben, verdampfen bei einer Bogenentladung Teile der Leiter bzw. Elektroden und es entsteht ein Metalldampf-Plasma, welches zu Materialveränderungen, Ab- oder auch Auftrag führt.



Funkenentladungen senden neben Ultraviolett- und Lichtstrahlung immer auch Radiowellen-Impulse aus. Sie stellen starke Störquellen dar. Erste Radiowellen-Sender arbeiteten mit Funkenstrecken und gaben der Funktechnik ihren Namen.

Das Bürstenfeuer an Gleichstrommotoren ist ebenfalls eine Funkenentladung und sollte entsört werden!



Die schon erwähnten Kondensatoren (die bei den AFX, die Stabkondensatoren bei den Aurora und Faller, aber auch die kleinen runden Scheiben unter einigen Blechen) in einigen Chassies dienen diesem Zweck, auch in den Anschlußschienen verbaute Kondensatoren unterdrücken die störenden Funken zwischen Fahrbahn und Autoschleifer. Eine Gleichrichtung (eifache Diode oder auch die Graetz-Schaltung) bedeutet aber immer noch einen pulsierenden Spannungsverlauf, daher auch die besseren Erfahrungswerte bei geglätteter Gleichspannung aus Labornetzteilen.



Abhilfe ist Vermeidung einer Entladungsstrecke, also stets guter Kontakt Schleifer zu Fahrbahn. Da dies nie gut zu erreichen ist, spätestens bei Schienenübergängen ist der Kontakt mal unterbrochen, sollten zumindest die Leiter einer Schiene so glatt und sauber wie möglich sein, um Spitzeneffekte dort zu veringern. Die Stromabnehmer schleifen sich ein, oder nehmen mal Schmutz auf, und spätestens dann haben wir wieder Entladungskanäle, also Funkenbildung wärend der Fahrt.



Wir können nur versuchen zu minimieren, die Funken ganz vermeiden werden wir mit den mechanischen Schleifern nie, selbst bei Akkus in den Autos oder Mikrowellenversorgung hätten wir immer noch etwas Kollektorfeuer in den Motoren! <img src='http://www.h0slot.de/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/wink.png' class='bbc_emoticon' alt='' />



So, Ende der Schulstunde , zurück zum Spielen!



Holger, der Physik nicht auf Lehramt studiert hat!