Sondenmessungen am Lichtbogen in Luft bei atmosphärischem Druck

Zusammenfassung

Sondenmessungen am Kupfer- und Eisenlichtbogen in Luft zeigen bei geringer Stromstärke das Vorhandensein eines Kathodenfalles von 16,5 Volt für Eisen und 20,6 Volt für Kupfer. Beide Werte stimmen gut mit der zweiten Ionisierungs-spannung dieser beiden Metalle überein. Der Anodenfall und der Spannungsabfall an der Säule des Bogens ändern sich mit der Stromstärke des Bogens und hängen vom Siedepunkt des Anodenmaterials in ähnlicher Weise ab, wie es Nottingham für die Spannung des ganzen Lichtbogens nachgewiesen hat. Lichtbögen zwischen ungleichen Elektroden (Fe, Cu, C, Ni, Zn) zeigen, daß der Kathodenfall außer bei Anwendung von Zinkanoden nicht wesentlich vom Anodenmaterial abhängt. Der Spannungsabfall in der Säule hingegen hängt von dem Material beider Elektroden, im wesentlichen jedoch von der Anode ab; für den Anodenfall selbst ist in hohem Maße das Anodenmaterial bestimmend. An Eisen- und Kupferkathoden ergeben sich durch Anwendung der Poissonschen Gleichung unter der Annahme, daß etwa 1/8 des Bogenstroms an der Kathode aus positiven Ionen besteht, für die räumliche Ausdehnung des Kathodenfalles Dicken von der Größenordnung 10⁻⁵cm, so daß an der Kathodenoberfläche eine Feldstärke von etwa 10⁶ Volt/cm besteht. Elektrische Feldstärken dieser Größenordnung genügen wahrscheinlich schon, um merkliche Elektronenströme aus Kupfer- und Eisenkathoden herauszuziehen. Ferner werden einige orientierende Versuche beschrieben, welche sich auf die Entstehung eines Lichtbogens bei langsamer Trennung zweier soeben in Kontakt befindlicher Elektroden beziehen.