Die Raumladungszone an der Grenze des Bogenplasmas

Zusammenfassung

Die Anwendung der bekanntenLangmuirschen Gesetze auf die Raumladungszone zwischen Bogenplasma und Kathode führt bei der Bestimmung des Kathodenfalls zu größenordnungsmäßig falschen Resultaten. Wir haben daher im folgenden eine Berechnung der Raumladungsverhältnisse unter Berücksichtigung der von der Plasmagrenze her gegen das Feld anlaufenden Elektronen gegeben. Es zeigt sich, daß dieser Einfluß den Spannungsbedarf im Fall des bekannten Beispiels des Hg-Höchstdruckbogens auf etwa ein Drittel desLangmuirschen Wertes erniedrigt. Bei einem vonCobine undGallagher ausgemessenen Luftbogen an Wolframelektroden ergibt sich sogar eine Erniedrigung auf ein Sechstel desLangmuirschen Spannungsbedarfes. Damit kommen die theoretischen Ergebnisse in tragbare Übereinstimmung mit den experimentellen Daten. Besonders befriedigend ist es, daß sich das Resultat, im Gegensatz zu der bisherigen Formulierung, gegenüber Änderungen der Ausdehnung der Raumladungszone als weitgehend unempfindlich erweist. Die Untersuchung des FeldesE _k an der Kathodenoberfläche läßt ebenfalls eine Abnahme gegenüber derLangmuirschen Theorie erkennen. Die berechneten Werte zeigen, daß eine Beteiligung der thermischen Feldemission am Stromtransport zwar nicht sehr wahrscheinlich ist, daß sie jedoch bei hohen Stromdichten unter gewissen günstigen Voraussetzungen bezüglich der Oberflächenbeschaffenheit nicht ausgeschlossen werden kann.