Plasmaeigenschaften in Funkenstrecken unter Stoßstrombelastung

Die vorliegende Stoßstrombelastung“ beschäftigt sich mit den Auswirkungen eines Stoßstromes auf die Plasmaeigenschaften in einer Funkenstrecke. Diese hier betrachteten Plasmaeigenschaften sind die Temperatur, der Druck, die elektrische Leitfähigkeit, die Energie und die Masse.

Bisherige Arbeiten zu den Plasmaeigenschaften in Funkenstrecken beschränken sich im Wesentlichen auf Untersuchungen zu Wechsel- und Gleichstrombelastung. Untersuchungen zu Impulsbelastungen fehlen bislang.

Die Untersuchungen dieser Arbeit finden an einer Modellfunkenstrecke statt. Die Geometrie der Brennkammer ist variabel ausgelegt. Somit können die Einflüsse verschiedener Geometrien auf die Plasmaeigenschaften untersucht werden. Diese sind der Ausblaskanalquerschnitt, die Kammerhöhe und der Elektrodenabstand. Neben den geometrischen Einflüssen auf das Plasma ist die Variation der Stoßstromamplitude Teil der Untersuchungen.

Die Temperatur, der Druck und die elektrische Leitfähigkeit des Plasmas werden messtechnisch erfasst. Die Variation der genannten Versuchsparameter gibt hierbei Aufschluss über die Abhängigkeiten. Durch diese Ergebnisse werden Näherungsgleichungen der Maxima aufgestellt. Eine erfolgreiche Überprüfung dieser Formeln anhand einer weiteren Funkenstrecke zeigt die mögliche Übertragbarkeit der Formeln.

Basierend auf den experimentellen Ergebnissen wird eine theoretische Betrachtung mittels Modellbildung durchgeführt. Diese gibt Aufschluss über die weiteren Plasmaeigenschaften Energie und Masse. Deren Verläufe beeinflussen die Temperatur, den Druck und die elektrische Leitfähigkeit und damit das Verhalten des Plasmas beziehungsweise der Funkenstrecke. Die Betrachtung der Abhängigkeiten der Plasmaeigenschaften von verschiedenen Versuchsparametern zeigen deren Zusammenhänge auf.

In dieser Arbeit ist es gelungen, die Zusammenhänge der Plasmaeigenschaften und Vorgänge unter Stoßstrombelastung herauszuarbeiten. Diese unterscheiden sich nicht von den Ergebnissen der Untersuchungen bei Wechsel- und Gleichstrombelastung.