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Lichtbogeuentladung 



Phanomen 1st auch an dem weiBgliihenden 

 positiven Krater wirksam. Da aber hier die 

 Elektronen dera Felde entgegen austreten 

 miissen, so wirkt der davon herriihrende Elek- 

 tronendruck wie eine elektromotorischeGegen- 

 kraft, welche mit dazu beitragt. den Anoclen- 

 fall groBer zu machen, al? den Kathodenfall. 

 Wegen der stiirkeren Erhitzung, die im 

 Kohlenlichtbogen der positive Krater er- 

 fahrt, 1st die elektromotorische Kraft des 

 gliihelektrischen Phanomens am positiven 

 Krater etwas groBer wie am negativen, 

 Beim Auslb'schen des Lichtbogens laBt sich 

 dieser UeberschuB konstatieren. Und zwar 

 wachst er einen Bruchteil einer Sekunde 

 nach dem Ausschalten zunachst an, weil sich 

 der negative Krater schneller abkuhlt als 

 der grb'Bere positive. Nach der Erreichung 

 ihres Maximum s verschwindet dann die 

 elektromotorische Kraft sehr rascli mit der 

 abnehmenden Temperatur. 



Wie aber kommt Kathodenfall und 

 Anodenfall zustande? Man kann sich das 

 in folgender Weise anschaulich machen 

 (siehe Fig. 22): Es handelt sich hier um eine 

 allgemeine Eigentiimlichkeit aller Gaslei- 



Kahhode 



Anode 



Fig. 22. 



tungserscheinungen. Durch ein Volumen- 

 element ef hg des stromtragenden Gases 

 wandern in einer bestimmten Zeit alle im 

 Raum gh dc entstehenden positiven lonen 

 in der Richtung zur Kathode, alle im Raume 

 ae fb entstehenden negativen in der Richtung 

 zur Anode. Sehen wir von einem Austritt 

 von lonen aus den Flachen ab und cd zu- 

 nachst ab, so iibersieht man leicht folgendes: 

 Es muB eine Schicht zwischen Anode und 

 Kathode geben, die gleichviel positive lonen 

 von rechts wie negative von links erhalt; 

 je naher man aber an die Anode kommt, 

 desto weniger positive lonen werden von 

 der Anodenseite her geliefert und desto mehr 

 negative von der Kathodenseite. Somit 

 muB vor der Anode ein UeberschuB von 

 negativer Elektrizitat liegen, d. h. es muB 

 ein Ansteigen der Feldstarke nach der Anode 

 hin stattfinden. Genau so vor der Kathode 

 ein UeberschuB von positiven lonen, d. h. 

 die Feldstarke steigert sich nach der Kathode 

 hin. Ob der Anodenfall oder der Kathoden- 

 fall groBer ist, hangt nun noch von den 

 Beweglichkeiten der positiven und negativen 



lonen ab. Ist, wie meist, die Beweglichkeit 

 der negativen lonen groBer, wie die der 

 positiven, so fallt der Anodenfall groBer 

 aus, wie der Kathodenfall. 



Beim Lichtbogen addieren sich zu den 

 aus dem Raum aefb stammenden negativen 

 Elektronen noch die aus der weiBgliihenden 

 Flache ab austretenden Elektronen; zu den 

 aus cdhg stammenden positiven die an der 

 Anodenflache cd durch den ElektronenstoB 

 gebildeten positiven lonen. Die geschilderte 

 Entstehung von Anodenfall und Kathodenfall 

 wird dadurch etwas modifiziert, aber in 

 ihrem Wesen nicht verwischt. Von dem so 

 entstehenden Kathodenfall ist die dem gliih- 

 elektrischen Effekt zu verdankende elektro- 

 motorische Kraft abzuziehen, zu dem Anoden- 

 fall ist sie hinzuzuaddieren, um den wirk- 

 lich vorhandenen Kathoden- und Anodenfall 

 zu finden. 



Es bleibt zu zeigen, daB diese Theorie 

 in der Tat die Erscheinung der Lichtbogen- 

 entladung in alien ihren Einzelheiten be- 

 friedigend beschreibt. Zunachst iibersieht 

 man, daB sich Kathodenfall und Anodenfall 

 automatisch auf feste Betrage regulieren, 

 deren Sunmie die Seite 207 definierte 

 ,,Minimalspannung" darstellt. Es muB 

 sich namlich der Kathodenfall stets so ein- 

 regulieren, daB die WeiBglut des negativen 

 Kraters sichergestellt bleibt. Denn wenn 

 einmal die Temperatur des Kraters sinken 

 wurde, wiirde sofort der Elektronenaustritt 

 kleiner, also der Kathodenfall grb'Ber werden; 

 infolgedessen wiirde das Bombardement des 

 Kraters mit positiven lonen sofort wachsen, 

 und die Temperatur miiBte wieder zu- 

 nehmen. Andererseits besteht in der Gas- 

 entladung die Tendenz, sich auf die direkte 

 Bahn zwischen den Elektroden zusammenzu- 

 ziehen, weil sie dort den kleinsten Wider- 

 stand findet. Aus diesem Grunde ist auch 

 der Kern des Lichtbogens am heiBesten. 

 und auch die Krater miissen sich an der 

 Ansatzstelle dieses Kerns am meisten er- 

 hitzen. Die Folge ist, daB dort auch wieder 

 mehr Elektronen austreten, welche die 

 Leitfahigkeit des Bogenkerns steigern. Kurz, 

 der ProzeB muB auf eine moglichst hohe 

 Erhitzung des Kraterkerns hinsteuern. und 

 das findet erst seine Begrenzung, wenn die 

 Siedetemperatur des Kraterkerns erreicht 

 ist. Dadurch ist also riickwirkend auch der 

 Kathodenfall bestimmt und man sieht, daB 

 derselbe von der Stromstarke unabhiingig 

 wird. Eine Steigerung der Stromstarke 

 bedeutet lediglich eine VergroBerung der 

 auf Siedetemperatur zu haltenden foater- 

 flache. Aehnlich ist es mit dem Anodenfall, 

 der sich durch die Notwendigkeit begrenzt 

 findet, den Elektronen die zur lonenstoB- 

 wirkung notige kinetische Energie zu ver- 

 mitteln. Die zur Ueberwindung von 



