Koronaentladung

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Eine Koronaentladung (lat. 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 sie als Elmsfeuer beobachtet.

In der Technik sind Koronaentladungen meist unerwünscht. Sie haben jedoch auch Nutzanwendungen.

Entstehung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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, 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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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 von Koronaentladungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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 Koronardraht 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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]