strom in lichtbögen/Jakobsleiter

Gast00001 · Gast

Meine Frage:
Hallo,
ich habe neulich gelesen, dass die Stromstärke beim Lichtbogrnschweißen bis zu 1000A beträgt. Bei den dabei verwendeten 20V muss der Bigen also einen sehr geringen Widerstand aufweisen. Beim Versuch mit der Jakobsleiter fließen jedoch trotz den 8kV nur 0,1A. Wie hoch ist denn nun der Widerstand eines Lichtbogens?

Meine Ideen:
Möglicherweise haben die Lichtbögem durch die verschiedenen "Kreationsarten" (Feldemission/thermische Emission) auch verschieden Widerstände ...

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

So lange die Erhaltungsgesetze nicht verletzt werden können die Ströme beliebig hoch werden. Z.B. der Etladungsstrom eines Kondensators kann zum Schmelzen von seinen Anschlüssen führen- ist mir selbst passiert.
Sonst hängt der Lichtbogenstrom vom Innenwiderstand der Sekundarwicklung des Transformators und der induzierte Spannung. So habe ich selbst ein Hochspannungstrafo von einer amerikanischer Mikrowelle im Resonans betrieben und extrem hohe Ströme in seiner Primärwicklung erzeugt, weil diese Wicklung für 110 V ausgelegt ist und mit 30 A Sicherung entsprechend abgesichert war.

Meiste Schweißgeräte arbeiten mit Spannungen bis zu 30 V, 230/30 entspricht dem Faktor 7. Maximale Stromstärke in der Primärwickling beträgt 16 A also sind in der Sekundärwicklung über 100 A möglich, Das Reduzieren der Ausgangsspannung vergrößert die mögliche Stromstärke wenn die Anzahl der Windungen kleiner und ihr Querdurchmesser größer wird. Der Lichtbogen wird durch die kleinere Spannunglogischerweise kürzer sein aber kann erzeugt werden wenn die Sekundarwicklung nach dem Kurzschließen auseinander gezogen wird.

Zu ihrer Idee der unterschiedlichen Widerstände folgendes Experiment:
Eine Leuchstofröhre wird über Hochspannungstrafo gezündet, dafür braucht man an die 400 V . Ein Spartrafo der diese relativ niedrige Hochspannung erzeugt wird bei 50V betrieben. Nach dem Zünden sinkt die Spannung an der Leuchröhre auf 130 V. Jetzt beginnt das Experiment. Der Spartrafo wird langsam hochgedreht was aber dazu führen wird dass die Spannung an der Leuchtstofröhre zu sinken beginnt. Das Leuchten der Röhre wird intensiver, da die Stromhöhe steigt und der Innenwiderstand der Lechtröhre sinkt. Sie haben einen Lichtbogen erzeugt, der sich steuern lässt.

Gast0000100 · Gast

Hallo,
ersteinmal vielen Dank für die Antwort. Aber eine Sahe verstehe ich immer noch nicht: Wenn man Lichtbögen an der Jakobsleiter erzeugt, dann ist das Übersetzungsverhältnis 8000/230 = ca. 30 was bei einem Strom von nur 0,1 V einem Primarstrom von 30 V entspräche, was definitiv die Sicherungen rausspringen liese. Auserdem verstwhe ich das letzte Gedankenxperimebt nicht. Resultiert aus diesem etwa, dass der Lichtbogenstrom mit fallender Spannung abnimt? Ist das nicht total absurd?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18083

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Sie haben den Faktor falsch angewandt. Wenn die sekundäre Spannung steigt, dann muss um gleichen Faktor der Strom sinken. Also teilt man den Primärstrom durch 30(8KV/230V) und kommt auf Sekundärstrom von 100mA (3A/30)

Die Sekundärwicklung selbst hat in diesem Fall sehr hohen ohmschen Widerstand und begrenzt den Strom. Da ist die Leitfähigkeit der Luft uninteressant, am Lichtbogen selbst fällt kaum die Spannung ab. Wenn aber fast die ganze Spannung am Lichtbogen abfällt, dann muss die Sekundärwicklung niedrigen Widerstand haben und dies geschieht meistens bei niedrigen Spannungen weil nämlich die Ströme im Lichtbogen dann so hoch sind dass der Primärstrom um Übersetzungsfaktor steigt und die Sicherungen rausspringen.

D3 · Gast

Es gibt meiner Meinung nach nur zwei Zustände(in elektrischen Sinne) in welchen die Luft sich befinden kann: leitend oder nicht leitend. Druckabnahme oder eine Erhitzung der Luft machen diese leitend, was in einem Lavinenartigenprozess aus einem Funke einen Lichtbogen erzeug, welcher als Plasma zu betrachten ist und extrem hoher Leitungswert hat. Ich werde mich nicht wundern wenn dieser Wert konstant bleibt unanhängig von der Höhe angelegter Spannung.
Kann mann Plasma was schon erhitzt ist, weiter erhitzen?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18083

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Frage an TomS.
Für die Spannung an einer Jakobsleiter sorgt:
1. Van-de-Graaff-Generator (der 80 kV erzeugt )
2. Marx Generator ( 80kV werden mit Hilfe von 16 Kondensatoren je 30 nF, die in Reihe geschaltet sind, erzeugt).
Sollte sich Lichtbogen bilden, wie soll man deren Stromstärke in beiden Beispielen zu berechnen sein?
Dass der Strom nur sehr kurz fließen wird ist mir bewußt.
Aber ist es nicht der Innenwiderstand der Spannungsquelle der durch ein Lichtbogen kurzgeschlossen wird?
Und hat nicht die Spannung kurz vor dem Kurzschluß ihre volle Höhe, auch bei einem 8kV Trans?

Wenn das Plasma vollständig ionisiert ist, kann man es weiter erhitzen?
Wenn ja, wie kann dann der Widerstand des Plasma weiter sinken?
Wenn es Blitz und Donner gibt, gibt es heißere und kältere Blitze?

Leonardo vom Winde · Anmeldungsdatum: 24.02.2011 Beiträge: 237 Wohnort: Dritter Planet

Hi,
ich bin zwar nicht TomS, aber ich erfreche mich trotzdem zu antworten. Teufel

Jakobsleitern werden normalerweise mit Wechselstrom betrieben. Gleichstrom ist auch möglich, aber deine Generatoren sind meiner Meinung nach ungeeignet. Van-de-Graaff-Generator ist zu leistungsschwach und der Marx erzeugt nur kurze Impulse, der Lichtbogen wird nie die Leiter erklimmen können.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18083

Leute, mal halblang, ich koche auch nur mit Wasser.

Ich wollte ausschließlich was zum Thema Leitfähigkeit und Plasma sagen; mit den elektrischen Geräten selbst kenn' ich mich nicht aus.