„Koronaentladung“ – Versionsunterschied

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Eine '''Koronaentladung''' ({{laS|''corona''}} ‚Krone‘, ‚Kranz‘, ‚Ring‘) ist eine [[elektrische Entladung]] in einem nicht leitenden Medium, beispielsweise in Luft. Oft kommt sie als [[Spitzenentladung]] vor. Sie ist oft mit einer Leuchterscheinung verbunden; daraus erklärt sich die Bezeichnung. In der Natur wird das Phänomen vor allem bei [[Gewitter]]n als [[Elmsfeuer]] bezeichnet und tritt dort beispielsweise an Schiffsmasten oder Turmspitzen auf.
Eine '''Koronaentladung''' ({{laS|''corona''}} ‚Krone‘, ‚Kranz‘, ‚Ring‘) ist eine [[elektrische Entladung]] in einem [[Nichtleiter|nicht leitenden]] Medium, beispielsweise in Luft. Oft kommt sie als [[Spitzenentladung]] vor. Sie ist oft mit einer Leuchterscheinung verbunden; daraus erklärt sich ihre Bezeichnung.


In der Natur wird das Phänomen vor allem bei [[Gewitter]]n als [[Elmsfeuer]] bezeichnet und tritt dort beispielsweise an Schiffsmasten oder Turmspitzen auf.
In der Technik wie der [[elektrische Energietechnik|elektrischen Energietechnik]] sind Koronaentladungen meist unerwünscht; sie zählen dort zu den [[Übertragungsverlust]]en, und man versucht, sie durch geometrische Gestaltung der elektrischen Leitersysteme zu reduzieren. Koronaentladungen haben auch technische Nutzanwendungen wie beispielsweise die [[Koronabehandlung]] zur elektrochemischen Umwandlung von bestimmten [[Kunststoff]]arten.

In der Technik wie der [[elektrische Energietechnik|elektrischen Energietechnik]] sind Koronaentladungen meist unerwünscht; sie zählen dort zu den [[Übertragungsverlust]]en, und man versucht, sie durch geometrische Gestaltung der elektrischen Leitersysteme zu reduzieren.

Koronaentladungen haben auch technische Nutzanwendungen wie beispielsweise die [[Koronabehandlung]] zur [[Elektrochemie|elektrochemischen]] Umwandlung bestimmter [[Kunststoff]]arten.


== Entstehung ==
== Entstehung ==
[[Datei:National Bureau of Standards high voltage laboratory.png|mini|Koronaentladungen, erkennbar als helle „Büschel“ im oberen Bildbereich, in einem [[Hochspannungslabor]].]]
[[Datei:National Bureau of Standards high voltage laboratory.png|mini|Koronaentladungen, erkennbar als helle „Büschel“ im oberen Bildbereich, in einem [[Hochspannungslabor]]]]

Die Entladung erfordert [[Ion]]en als [[Ladungsträger (Physik)|Ladungsträger]]. Diese können entweder schon vorhanden sein ([[Plasma (Physik)|Plasma]]), oder sie bilden sich im Medium als Folge von [[Feldionisation]], wenn die [[elektrische Feldstärke]] hoch genug ist (typische Größenordnung 100 k[[Volt|V]]/m).


Die Entladung erfordert [[Ion]]en als Ladungsträger. Diese können entweder schon vorhanden sein ([[Plasma (Physik)|Plasma]]), oder sie bilden sich im Medium als Folge von [[Feldionisation]], wenn die [[elektrische Feldstärke]] hoch genug ist (typische Größenordnung 100 kV/m). Herrscht die hohe Feldstärke an der Oberfläche der [[Kathode]], kann außer Feldionisation auch [[Feldemission]] von Elektronen mit nachfolgender [[Stoßionisation]] beitragen.
Herrscht die hohe Feldstärke an der Oberfläche der [[Kathode]], so kann außer Feldionisation auch [[Feldemission]] von [[Elektron]]en mit nachfolgender [[Stoßionisation]] beitragen.


Unter geeigneten Bedingungen kann eine Koronaentladung dauerhaft „brennen“. Bei noch weiterer Steigerung der Feldstärke kann sie in einen [[Spannungsdurchschlag]] oder einen [[Lichtbogen]] übergehen.
Unter geeigneten Bedingungen kann eine Koronaentladung dauerhaft „brennen“. Bei noch weiterer Steigerung der Feldstärke kann sie in einen [[Spannungsdurchschlag]] oder einen [[Lichtbogen]] übergehen.
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Die Entladungen sind auch allgemein unerwünscht bei hochspannungstechnischen Bauteilen wie z. B. [[Transformator]]en und besonders bei Hochspannungsanwendungen, bei denen kein [[Ozon]] entstehen soll.
Die Entladungen sind auch allgemein unerwünscht bei hochspannungstechnischen Bauteilen wie z. B. [[Transformator]]en und besonders bei Hochspannungsanwendungen, bei denen kein [[Ozon]] entstehen soll.


== Nutzungen von Koronaentladungen ==
== Nutzungen ==
[[Datei:Plasma wheel 2 med DSIR2018.jpg|mini|Demonstration: Koronaentladung an einem an Hochspannung gelegten [[Wartenbergrad]]]]
[[Datei:Plasma wheel 2 med DSIR2018.jpg|mini|Demonstration: Koronaentladung an einem an Hochspannung gelegten [[Wartenbergrad]]]]



Aktuelle Version vom 18. Januar 2024, 20:39 Uhr

Eine Koronaentladung (lateinisch corona ‚Krone‘, ‚Kranz‘, ‚Ring‘) ist eine elektrische Entladung in einem nicht leitenden Medium, beispielsweise in Luft. Oft kommt sie als Spitzenentladung vor. Sie ist oft mit einer Leuchterscheinung verbunden; daraus erklärt sich ihre Bezeichnung.

In der Natur wird das Phänomen vor allem bei Gewittern als Elmsfeuer bezeichnet und tritt dort beispielsweise an Schiffsmasten oder Turmspitzen auf.

In der Technik wie der elektrischen Energietechnik sind Koronaentladungen meist unerwünscht; sie zählen dort zu den Übertragungsverlusten, und man versucht, sie durch geometrische Gestaltung der elektrischen Leitersysteme zu reduzieren.

Koronaentladungen haben auch technische Nutzanwendungen wie beispielsweise die Koronabehandlung zur elektrochemischen Umwandlung bestimmter Kunststoffarten.

Entstehung

Koronaentladungen, erkennbar als helle „Büschel“ im oberen Bildbereich, in einem Hochspannungslabor

Die Entladung erfordert Ionen als Ladungsträger. Diese können entweder schon vorhanden sein (Plasma), oder sie bilden sich im Medium als Folge von Feldionisation, wenn die elektrische Feldstärke hoch genug ist (typische Größenordnung 100 kV/m).

Herrscht die hohe Feldstärke an der Oberfläche der Kathode, so kann außer Feldionisation auch Feldemission von Elektronen mit nachfolgender Stoßionisation beitragen.

Unter geeigneten Bedingungen kann eine Koronaentladung dauerhaft „brennen“. Bei noch weiterer Steigerung der Feldstärke kann sie in einen Spannungsdurchschlag oder einen Lichtbogen übergehen.

Unerwünschte Koronaentladungen

Koronaentladungen an der 380-kV-HochspannungsleitungAlbulaleitung“ über den Albulapass (Schweiz) bei nebeligem Wetter (Langzeitbelichtung 30 Sekunden)

Bei Hochspannungs-Freileitungen stellen Koronaentladungen einen kleineren Teil der Übertragungsverluste dar. Außer Energieverlust bewirken sie Geräusche (Knistern), Funkstörungen und führen zu Aufladungen der Staubteilchen in der Luft. Zu ihrer Verringerung werden Koronaringe angebracht, Freileitungen werden als Bündelleiter (oft zwei bis vier Drähte derselben Phase in geringem Abstand nebeneinander) und mit nicht zu kleinem Durchmesser ausgeführt. Das Auftreten kann mit einer Koronakamera überwacht werden.

Die Entladungen sind auch allgemein unerwünscht bei hochspannungstechnischen Bauteilen wie z. B. Transformatoren und besonders bei Hochspannungsanwendungen, bei denen kein Ozon entstehen soll.

Nutzungen

Demonstration: Koronaentladung an einem an Hochspannung gelegten Wartenbergrad

Eine Koronaentladung kann benutzt werden, um eine Isolatoroberfläche gleichmäßig elektrisch aufzuladen. In Fotokopierern und Laserdruckern zieht die Oberfläche einer Trommel, seltener eines Bandes, zu diesem Zweck nahe an einem quer zur Bewegungsrichtung gespannten Koronadraht vorbei, bevor Belichtung stellenweise die Ladung wieder abfließen lässt.

In Van-de-Graaff-Generatoren dienen Koronaentladungen zur Stabilisierung der Hochspannung, vielfach auch zur Aufladung des Bandes, das die Ladung zur Hochspannungselektrode transportiert.

Weitere Anwendungen sind:

Literatur