Teil 1: Elektrizität und Plasma


Kapitel 4: Die elektrischen Eigenschaften von Plasma


Plasmen weisen ganz bestimmte elektrische Eigenschaften auf. Sie sind keine Isolatoren (die einen sehr hohen Widerstand haben), wie zum Beispiel nicht ionisierte Gase und auch keine Supraleiter (die praktisch keinen Widerstand besitzen) aber sie sind sehr gute Leiter, sogar besser als Kupfer oder Gold. Die typische elektrische Impedanz des Plasmas beträgt in etwa 30 Ohm.20 Im Vergleich dazu beträgt die typische elektrische Impedanz21 von Kupfer zwischen 300 und 600 Ohm.22

Abbildung 6: Die elektrischen Entladungen in einer Plasmalampe bzw. einem Plasmaglobus, der mit gasförmigem Plasma gefüllt ist. Die Füllung dieser Art Lampen besteht für gewöhnlich aus Neon.
Elektrischer Strom, genauso wie Plasmastrom, entsteht zwischen zwei Körpern, die jeweils eine andere elektrische Ladung aufweisen. Wenn das der Fall ist, nennt man den Körper der positiv geladen ist, ‘Anode’ (das heißt, dieser Körper zieht wahrscheinlich Elektronen an, um seine Ladung auszugleichen) und den Körper, der negativ geladen ist, nennt man ‘Kathode’ (das heißt, dieser Körper stößt wahrscheinlich Elektronen ab).

Wenn der Ladungsunterschied zwischen den Körpern groß genug ist und die Distanz zwischen den beiden Elektroden (Anode und Kathode) klein genug und das Gas zwischen ihnen dicht genug ist, dann wird das Gas ionisiert (das heißt die Ladungstrennung setzt Elektronen frei). Daraufhin beginnen sich die Ladungen zwischen den beiden Körpern auszubalancieren, indem Elektronen von der Kathode zur Anode oder positive Ionen von der Anode zur Kathode geleitet werden. Beides kann auch gleichzeitig geschehen. Dieses Phänomen ist sehr häufig. Beispielsweise kann man das Phänomen in Leuchtstoffröhren und Plasmalampen bewundern.

In einer Plasmalampe erstrecken sich Plasmafilamente (das heißt, Ströme von Elektronen und positive Ionen) von der im Zentrum angebrachten Elektrode (Kugel) bis hin zur der äußeren Elektrode (die Glaskugel), da die Ladungen sich versuchen auszugleichen. Merken Sie sich dieses Beispiel der Plasmalampe, denn es ist eine sehr gute Analogie dafür was im stellaren und sogar galaktischen Maßstab geschieht.

Fußnoten:

20Demidov, B.A. et al., ‘Anomalous Resistance And Microwave Radiation From A Plasma In A Strong Electric Field’, Soviet Physics, Volume
21, number 2, August 1965
21Impedanz ist eine Form des Widerstandes. Je höher die Impedanz ist, umso niedriger ist die Leitfähigkeit.
22Cebik, L. B., ‘Some (Old) Notes on Home-Brew Parallel Transmission Lines’, QSL.See: www.qsl.net/co8tw/openline.htm