Plasmaströmungen in Lichtbögen infolge eigenmagnetischer Kompression

Zusammenfassung

Am Beispiel des Hochstromkohlebogens wird die schon bekannte kathodische Plasmaströmung durch weitere Versuche nachgewiesen. Die Ursache für die Strömung wird in der am Kathodenbrennfleck besonders starken Kompression des Plasmas durch das eigene Magnetfeld gesehen. Der mit der hydrodynamischen Theorie des Plasmas berechnete Druck in der Kathodenmitte stimmt mit dem manometrisch gemessenen (≈100 mm WS) überein. Gleiches gilt für den durch die Strömung bedingten Rückstoß (≈ 1 pond) auf die Kathode. Da der von dem Eigenfeld betriebene Beschleunigungsmechanismus an jeder Engstelle der Entladung wirksam sein muß, wird die Säule mit einer gekühlten Cu-Düse von 2,5 mm Ø eingeschnürt. Erwartungsgemäß treten aus der Düse Plasmastrahlen heraus, von denen der eine mit der kathodischen Strömung zusammenprallt und einen Plasmateller bildet.

Entsprechend der Erzeugung durch eine Engstelle ist die Strömung wegen der hohen Stromdichte sehr heiß, weswegen der Strom den Weg durch die gut leitende Strömung vorzieht und sie gegen die Wärmeleitung heiß erhält. So entsteht der helle Bogenkern. Beweisende Versuche werden beschrieben. Auf die Bedeutung dieses Effektes für den Xenon- (Lärchè) Argon-, Stickstoff- (Busz undFinkelnburg), Wasserstoff- (Nissen) und Quecksilber- (Haynes) Bogen und für Funken (v.Calcer) wird hingewiesen.