K.W.Wagner: Der physikalische Vorgang beim elektrischen Durchschlag 439 



schlag eingetreten ist und untersuclit man die erhitzte Stelle nach dem Ab- 

 kühlen, so findet man, daß sie sich in ihren elektrischen Eigenschaften von 

 anderen, kühl gebliebenen Stellen praktisch nicht unterscheidet. 



Die Frage, weshalb sich das elektrisch beanspruchte Dielektrikum lokal 

 erhitzt und weshalb der Durchschlag gerade an einer heiß gewordenen Stelle 

 eintritt, läßt sich durch die folgende Überlegung beantworten. 



Betrachten wir eine beiderseits mit metallischen Elektroden versehene 

 Platte P aus Isolierstofl" (Abb. i). Diese Platte wird nicht überall genau die- 

 selbe elektrische Leitfähigkeit besitzen; vielmehr wird wegen der stets vor- 

 handenen Inhomogenität die Leitfähigkeit an gewissen Stellen ein wenig größer 

 sein als anderswo. A möge eine solche Stelle bezeichnen. Die Linie i soll 

 die Verteilung der Leitfähigkeit in dem gezeichneten Plattenquerschnitt an- 

 geben. Legen wir jetzt eine gewisse Spannung U an die Platte, so fließt ein 

 Isolationsstrom hindurch, der bei A ein wenig größer als an den übrigen 

 Stellen ist. Durch den Isolationsstrom wird das Material erwärmt, bei A 

 mehr als anderswo, und da die Leitfähigkeit mit steigender Temperatur pro- 

 gressiv wächst, wird die Leitfähigkeit der unter .Spannung stehenden Platte 

 durch die Verteilungskurvc 2 darzustellen sein, in welcher die Erheb\nig bei A 

 verschärft hervortritt. Falls der nunmehr in der Umgebung von A lierrschende 

 höhere Temperaturgradient zur Abfuhr des in A erzeugten Wärmeüberschusses 

 genügt, so bleibt die Verteilung 2 stabil bestehen. Im gegenteiligen Falle 

 wird die Kurve noch spitzer. Das letztere tritt auch ein, wenn die Vertei- 

 lung 2 stabil war und dann die Spannung U erhöht wird (Kurve 3). Schließlich 

 tritt ein Zustand ein, der etwa durch die Kurve 4 veranschaulicht werden 

 möge, bei welchem die erzeugte Wärme rascher wächst als die Wärmeab- 

 leitung nacli den kühleren Stellen des Materials. In einem fadenförmigen 

 Bereich um A steigt nun die Temperatur und damit auch die elektrische 

 Leitfähigkeit und die .Stromstärke lawinenartig an: es erfolgt der Durch- 

 schlag in A. 



Die Bedingung für den elektrischen Durchschlag eines festen 

 Dielektrikums ist hiernach das Labilwerden des thermisch-elek- 

 trischen Gleichgewichtes. 



Die soeben durchgeführte Überlegung führt dazu, die Verhältnisse in 

 einem dünnen Faden näher zu betrachten. Dabei werde angenommen, daß 

 die Temperaturänderungen außerhalb des Fadens gegenüber denjenigen im 

 Faden selbst so unbedeutend sind, daß man sie vernachlässigen kann. 



Der Widerstand des Fadens sei anfangs R^. Solange die Spannung U 

 klein ist, bleibt die Erwärmung durch JouLEsche Wärme gering und der Wider- 

 stand konstant. Die Stromspannungscharakteristik (Abb. 2) ist mithin in ihrem 

 ersten Teil eine gerade Linie OT. Bei größeren SjDannungen erwärmt sich dei' 

 Faden, der Widerstand nimmt ab und der Strom wächst schneller als pro- 

 portional mit der Spannung. Schließlich wird ein Punkt A erreiclit, bei dem 

 der Widerstand weiter abnimmt, ohne daß man die angelegte Spannung zu 

 erhöhen braucht; dies ist der Durchschlagspunkt, und die zugehörige Span- 

 nung U^ ist die Durchschlagsspannung. Bis zum Punkt A kann man die Kenn- 

 linie leicht experimentell bestimmen. Der jenseits A hegende Teil entspricht 



