Wieso ist Luft ab einer hohen Spannung kein idealer Isolator mehr?
Die Frage dürfte eindeutig sein...
4 Antworten
Es gibt kein einziges Material (weder gasförmig, noch flüssig, noch fest) das eine Durchschlagsspannung von unendlich hat. Für Gase gilt das Paschen Gesetz. Im Wikipedia-Artikel ist auch der physikalische Hintergrund erklärt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Paschen-Gesetz
Zwischen zwei Elektroden befinden sich außer im perfekten Vakuum immer Atome und auch immer ein paar wenige freie Elektronen und Ionen. Durch das elektrische Feld zwischen den Elektroden werden die geladenen Teilchen beschleunigt. Die Ionen sind viel schwerer und größer als die Elektronen, werden also nur langsam beschleunigt und kollidieren schnell wieder mit anderen Atomen oder Ionen. Die Elektronen können jedoch auf eine Geschwindigkeit beschleunigt werden, die ihnen genug Energie verleiht, um beim Auftreffen auf ein Atom dieses zu ionisieren (Stoßionisation). Die dabei entstehenden freien Elektronen werden wiederum beschleunigt und erzeugen noch mehr freie Elektronen, sodass ein Lawineneffekt einsetzt.
Bei geringen Spannungen kann Luft als Idolator genutzt werden, da sie keine freien elektronen, werlche zum Leiten einer Spannung benötigt werden, enthält. Ab einer gewissen Spannung wird die Luft allerdings ionsiert, sodass sie geladenen Teilchen enthält, welche einen Strom weiterleiten können.
es reicht zumindest in der praxis für 400 000 Volt wenn auch ein paar verluste dabei sind durch entladung.kommt schon bei niedrigeren spannungen vor und völlig normal
Wie hoch die Spannung sein darf, hängt vom Abstand der Leiter zueinander ab.
die luft ist kein idealer isolator sondern "nur" ein sehr guter isolator. wie so zimlich alles andere auch hat die Luft einen Leitwert. also einen spezifischen Widerstand. und wie wir wissen überwindet eine Spannung die hoch genug ist jeden Widerstand.
deswegen sind z.B. die Drähte der "starkstromautobahn" in Berlin einer 380 kV Strecke die 30 Meter unter dem Pozdamer Platz verläuft, so dick isoliert, dass aus den fingerdicken Leiterseilen Kabel werden, die dicker sind als die Oberarme von Arnold Schwarzenegger.
lg, Anna