Nein. Ich meine 30 Volt.

Wenn der Draht einen Durchmesser von 0,02 mm hat müsste bei 30 Volt eine Feldstärke von 30kV/cm existieren.
Wieso kommt es dann aber trotzdem nicht zu einer Luftionisation?

Korrektur (beachte bitte auch die obige Überschneidung):

Zum Zerreißen eines N₂- oder O₂-Moleküls werden 30kV/cm nicht ausreichen. Die erforderliche Kraft kann man aus der Dissoziationsenergie, den erwähnten 5..6eV abschätzen. Die zur Verfügung stehende Kraft ergibt sich aus der Feldstärke und der Polarisierbarkeit des Moleküls. Insbesonders für letztere liegen mir momentan keine Daten vor.
Ich denke aber, daß, über den Daumen gepeilt, Luftmoleküle nicht weniger stabil sind, als die in Isolierstoffen.
Daraus ergeben sich Feldstärken von mindestens einigen hundert kV/cm.

(Ende d. Korrektur)

In der Praxis wird der Einsatz der Gasentladung wird durch vorhandene Elektronen bestimmt.
Diese können z.B. im Gas durch energiereiche Strahlung erzeugt werden, auf die Elektroden auftreffendes Licht kann sie durch den Photoeffekt auslösen, in Glimmlampen werden auch Spuren radioktiven Kryptons zugesetzt, das als beta-Strahler direkt energiereiche Elektronen injiziert.
Diese Elektronen werden dann im elektrischen Feld beschleunigt und können, wenn sie genug Energie aufgenommen haben, durch Stoß auf die Gasmoleküle die benötigte Energie übertragen.
Je nach Gas ist auch die Bildung negativ geladener Gas-Ionen durch Anlagerung von Elektronen möglich, spielt allerdings kaum eine Rolle, da wegen der hohen Masse die Energieaufnahme im Feld nur gering ist.

Ich habe oben wenn sie genug Energie aufgenommen haben hervorgehoben, weil hierdurch die Notwendigkeit einer gewisse Mindestbeschleunigungsstrecke klar wird.
Je höher der Gasdruck wird, umso geringer wird nämlich die zur Verfügung stehende Strecke, bis das Elektron einen elastischen oder unelastischen Zusammenstoß mit einem Gasteilchen erlebt.
Daraus folgt die Abhängigkeit der Durchschlagspannung vom Druck.

Außerdem ist darin versteckt, warum man für Gasentladungen bevorzugt Edelgase oder Metalldämpfe verwendet.

Edelgase und Metalldämpfe bilden nämliche einatomige Dämpfe.
Dadurch erfolgt ein Zusammenstoß der Teilchen entweder elastisch - es geht keine Bewegungsenergie verloren -, oder es wird , bei einem unelastischen Stoß, die Bewegungsenergie benutzt um das Atom elektronisch anzuregen, im Extremfall zu ionisieren.

Bei mehratomigen Gasen gibt es zahlreiche Möglichkeiten für die Teilchen auch unelastische Zusammenstöße auszuführen, die nicht zur elektronischen Anregung bzw. Ionisation führen, aber die kinetische Energie des im elektrischen Feld beschleunigten Ladungsträgers verzehren.
Durch die dabei übertragene Energie werden im Molekül Biege- und Streckschwingungen sowie Rotationen angeregt.
Die dazu benötigten Energien liegen weit tiefer als die typischen Ionisationsenergien, frequenzmäßig etwa im Infrarot- und Mikrowellenbereich, und werden daher bevorzugt angeregt.
Weil das der Bereich der Wärmestrahlung ist, sagt man auch, daß die Anregungsenergie "thermalisiert" wird.
Daraus ergibt sich, daß in mehratomigen Gasen das anregende Teilchen die zur Ionisation benötigten Energie nur bei niedrigem Druck oder hohen Feldstärken erreicht.


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Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.
Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 13 Mai 2003 14:46 ]

Zitat : perl hat am 13 Mai 2003 14:44 geschrieben :

Ich denke aber, daß, über den Daumen gepeilt, Luftmoleküle nicht weniger stabil sind, als die in Isolierstoffen. Daraus ergeben sich Feldstärken von mindestens einigen hundert kV/cm.

Also die 30kV/cm sind schon korrekt. Bei einer 1cm Funkenstrecke kommt es bei 30kV zu einem Funkenüberschlag. Bei hoher Luftfeuchtigkeit ist es noch weniger.

Das widerspricht dem oben Gesagten ja nicht.

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Du hast geschrieben, dass für die Ionisation der Druck und die Feldstärke wichtig sind.
Das erklärt aber nicht warum es in meinem Beispiel nicht zu einer Luftionisation kommt. Die Feldstärke ist gross genug.

Wenn ich an einen Draht von 2 mm Durchmesser über 3kV anschliesse kommt es zur Lufionisation. Wieso geht das aber bei 0,02 mm und 30 V nicht obwohl die Fledstärke gleich ist ?

Ganz einfach:
Die Feldstärke ändert sich mit 1/r²
30V in 5cm Entfernung: 1,2V
3kV in 5cm Entfernung: 120V

Direkt am Draht mag die Feldstärke gleich sein, aber in etwas Entfernung hat eine höhere Spannung eine eindeutig größere Feldstärke. Und die braucht man zur Ionisation von mehreren Ionen, den ein einzelnes Ion kann man schelcht nachweißen.

Ich glaub ich habs jetzt. Es ist wahrscheinlich die Mindestbeschleunigungsstrecke von der perl geredet hatte.
Wenn diese 0,1 mm ist, die Feldstärke aber schon 0,01mm vom Draht entfernt zu gering ist, können die Elektronen nicht ausreichend beschleunigt werden.