Techniklexikon

Bogenentladung

dauerhafte, stromstarke, selbständige Gasentladung, bei der die Glühemission von Elektronen aus der Kathode in der Ladungsträgerbilanz eine wesentliche Rolle spielt. Bei sehr grossen Strömen kommt es zur Feldemission aus der Kathode. Hierzu muss die Kathode aufgeheizt werden, dies erfolgt in der Regel mit aufprallenden Ionen, die bei der Ionisation des Gases durch die entweichenden Elektronen entstehen. Typisch für eine Bogenentladung sind niedrige Brennspannung (10 V < U < 50 V), hohe Stromdichte (400 A/cm^{2 <} j < 10 MA/cm²), hoher Druck (einige hPa bis ca. 10 MPa) und hohe Temperatur (3000 K < T <  50 000 K). Das stromführende Gas in einer Bogenentladung bildet ein Plasma, in dem Ionen und Elektronen annähernd gleiche Temperaturen haben. Bogenentladungen werden für Beleuchtungszwecke verwendet und überall dort, wo man hohe Temperaturen braucht, also für manche chemische Reaktionen (Cracken von Kohlenwasserstoffen, Acetylensynthese), zum Schmelzen von Metallen und zur Herstellung von Keramiken. Von technischem Interesse sind u.a. Quecksilber- und Kohlebogenlampen sowie aufgrund der sehr hohen Leuchtdichte auch Xenon-Höchstdrucklampen (B0-Lampe). Bogenentladungslampen sind selektive Strahler, d.h. in einzelnen Bereichen des Spektrums reicht die Emission an die eines schwarzen Strahlers heran.

Die Bezeichnung "Bogenentladung" rührt daher, dass sich eine in Luft frei brennende horizontale Entladung durch den Auftrieb des erhitztes Gases nach oben krümmt. In die Klasse der Bogenentladung gehört auch die Funkenentladung.