Plasmakugel

Je geringer der Luftdruck desto größer der Lichtbogen

 

Bei normalem Luftdruck (etwa 1 bar) benötigt man etwa 1kV pro 1mm. Bei höherem Druck wird eine höhere Spannung benötigt, und die Entladungen sind auf schmale Kanäle begrenzt. Das heißt der Lichtbogen ist sehr dünn und sehr intensiv, wie halt ein normaler Lichtbogen ist. Wird der Druck verringert, gibt es weniger Zusammenstöße, und die freien Ionen brauchen immer niedrigere Spannungen. Dabei werden auch die Entladungen immer diffuser, so wie in einer Plasmakugel. Hier sind die Lichtbogen sehr breit und nicht klar abgegrenzt, zum Teil auch wolkenartig.
Wenn der Druck eine gewisse Grenze in der Größenordnung von ein paar µ-Bar unterschreitet, gibt es zuwenig freie Gasmoleküle, die Ionisiert werden können, eine einfache Gasentladung ist nicht mehr möglich, und die benötigte Spannung steigt stark an. Bei einem fast nahezu völligem Vakuum ist ein Stromfluß schließlich nur noch möglich, wenn eine Glühkathode o.ä. Elektronen freisetzt. Bei Feldstärken von über 100kV/mm können dann allerdings Elektronen direkt aus kalten Metalloberflächen herausgezogen werden.
Ich habe hierzu einen sehr eindrucksvollen Versuch durchgeführt, indem ich aus einem Glas, in dem sich eine Elektrode befindet, die Luft abgesaugt habe. Der Druck war dann unter 100mbar (grob geschätzt). Dann habe ich an die Elektrode(n) verschiedene Spannungen angelegt:

a) 10kV DC an beide Elektroden

Noch in Arbeit

 

b) 10kV 10kHz an beide Elektroden, ein Pol geerdet

Noch in Arbeit

 

c) 10kV 500kHz an eine Elektrode, den anderen Pol geerdet

Hier ein Bild mit hoher Frequenz und ganz geringem Luftdruck. Oben ist mein Finger zu erkennen. Der Plasmastrahl wird sofort vom Finger angezogen.

 

 

 

 

 

 

 

Hier nochmal ein Bild mit voller Leistung und ohne Hand.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hier ist die Frequenz etwas geringer und der Luftdruck etwas höher. Diese Bild soll beweisen, das die Plasmaflamme wirklich in einem normalen Glas ist.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dasselbe Bild in abgedunkeltem Raum.

 

 

 

 

 

 

 

 

An der Elektrode hatte ich ein Cu Draht angelötet, der ducth die Hitze abgefallen ist. Hier ein Bild ohne Elektrode.

 

 

 

 

 

 

 

 

Auch hier wird die Flamme von meinem Finger abgelenkt.

 

 

 

 

 

 

 

 

Hier nochmal ein Bild. Man kann deutlich die Verästelungen an der Glaswand sehen, wo der Lichtbogen versucht eine größtmögliche Oberfläche zu bekommen um das Glas zu durchdringen.

 

 

 

 

 

 

 

 

Hier möchte ich jetzt mal eine genaue Bauanleitung für dieses faszinierende Objekt schreiben:

Also erstmal die benötigten Teile:

- Ein Glas mit Metalldeckel
- Ein 4mm Glasbohrer (oder am besten gleich mehrere)
- Eine Vakuumpumpe oder ein Monitor / TV
- Silikon
- ein Kupferrohr
- wenn möglich ein starker Lötkolben

Ziel ist es in dem Glas ein möglichst gutes Vakuum zu erzeugen und dieses möglichst lange zu erhalten.

Als erstes ein Loch in den Deckel bohren, damit das Kupferrohr durchpasst. Dann den Lack außen und die Gummi/Kunstoffschicht innen etwa 1cm um das Loch herum entfernen. Dann das Rohr mit dem Deckel verlöten, so dass es Luftdicht ist. Dabei wird warscheinlich der restliche Lack und das Gummi verbrennen. Dann muss man dieses ganz enfernen und stattdessen dünn Silikon auftragen, damit das Glas wieder Luftdicht wird.
Nun zum Glas: In den Boden ein 4mm Loch bohren. Dabei nicht zufest drücken, Glas ist sehr zerbrechlich ! Dann hier mit einer Schraube außen ein Kabel befestigen und innen einen Kupferdraht anschrauben. Schrauben ist wichtig, denn durch die Hitze schmilzt Lötzinn.

Damit ist die eigentliche Plasmakugel fertig. Um nun die Luft herauszusaugen, nimmt man eine Bildröhre, sucht den Hochspannungsanschluß (das dicke rote Kabel zum Zeilentrafo) und zieht es ab (zusammendrücken, damit sich die Klammern lösen). Dann entfernt man die Klammern und das Kabel von dem Gummisaugfuß und steckt stattdessen einen dünnen Schlauch rein und dichtet sehr gut ab. Am anderen Ende des Schlauchs ein kleiner Hahn zum regulieren der Luft. Auf das Kupferrohr der "Plasmakugel" steckt man auch einen Schlauch und einen Hahn. So kann man beide verbinden und das Glas leer saugen und nachher wieder beides trennen.
Jetzt kommt ein kritischer Schritt: Erst muss die Metallkappe vom Hochspannungsanschluss der Bildröhre gut gereinigt werden, damit der Gummisaugfuß gut und Luftdicht haftet. Das kann man ausprobieren indem man den Hahn zu dreht und den Suagfuß aufsetzt und festdrückt Normalerweise müsste er jetzt von selbst ein paar Stunden oder Tage kleben bleiben. Man nimmt dann einen möglichst dünnen Bohrer (1mm oder dünner) und bohrt ein Loch in die Metallkappe. Sobald ein Loch drinnen ist strömt Luft ein und man muss möglichst schnell die Kappe darauf setzten. Dann kann man das Glas damit verbinden und leer saugen. Das dauert aber je nach Glas bis zu 5 Minuten

 

 

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