Inhaltsübersicht
Das Verhalten des Lichtbogens im transversalen Magnetfeld wird an Hand der bisherigen Veröffentlichungen und vor allem auf Grund umfangreicher eigener Untersuchungen beschrieben. Damit sollen nicht nur die physikalischen Gegebenheiten möglichst exakt erfaßt, sondern auch dem Elektrotechniker alle wesentlichen Angaben über die im Schaltgerätebau häufig angewandte magnetische Blasung gemacht werden, insbesondere über die Mindestfeldstärken für das sichere Funktionieren der magnetischen Blasung bei verschiedenen Bogenlängen und Stromstärken, die Geschwindigkeit, mit der ein Lichtbogen durch ein Magnetfeld bewegt wird, und die Auswirkung der magnetischen Blasung auf die Bogencharakteristiken bzw. Abreißlängen. Auch der in der Gleichrichtertechnik und Luftfahrt auftretende Effekt der Rückwärtsblasung wird ausführlich diskutiert.
Literatur
Magnetische Blasung (experimentell)
Arago: Expériences relatives à l'aimantation du fer et de l'acier par l'action du courant voltaique. Ann. Chim. Phys. Bd. 15 (1820), S. 93–102.
H. Davy: On the magnetic phenomena produced by electricity Phil. Trans. Roy. Soc. London 1821.
H. Davy: Further researches on the magnetic phenomena produced by electricity. Phil. Trans. Roy. Soc. London (1821), S. 527.
Ch. V. Walker: Rotation des Lichtstromes zwischen den Polen einerVoltaschen Batterie. Ann. Phys. Bd. 54 (1841), S. 514.
J. F. Daniell: Wirkungen einer großen konstanten Batterie. Ann. Phys. Bd. 60 (1842), S. 379–386.
W. Th. Casselmann: Über einige im Kreise der Kohlenzinkkette beobachtete Lichterscheinungen. Ann. Phys. Bd. 63 (1844), S. 576 bis 693.
A. de la Rive: Einige Untersuchungen über denVoltaschen Bogen und der Einfluß des Magnetismus auf diesen Bogen und die Körper, welche unterbrochene elektrische Ströme leiten. Ann. Phys. Bd. 76 (1849), S. 270–291.
Quet: Note relative à l'action des électro-aimants sur l'arc voltaique. C. R. Bd. 34 (1852), S. 805–807.
Plücker: Über einen neuen Gesichtspunkt, die Einwirkung des Magneten auf den elektrischen Strom betreffend. Ann. Phys. Bd. 104 (1858), S. 622.
E. J. Houston: On the extinguishing of the electric light by the approach of a magnet. J. Franklin Inst. Bd. 63, (1872), S. 299.
J. Joubert: Sur les courants alternatifs et la force électromotrice de l'arc électrique C. R. Bd. 91 (1880), S. 161–164.
E. K. Scott: Methods of suppressing arcs in switches, fuses, & c. Electrician Bd. 44 (1899/1900), S. 218 bis 221, 256–257, 290–292.
E. Martiny: Wirkung magnetischer Querkräfte auf einen Gleichstromlichtbogen mit geradliniger Strombahn. Verh. d. Dtsch. Phys. Ges. Bd. 6 (1904), S. 199–208.
E. Philippi: Ausschaltvorgänge und magnetische Funkenlöschung. Diss. Berlin 1909.
A. Dufour: Sur la rotation de l'arc à mercure dans un champ magnétique. C. R. Bd. 151 (1910), S. 60–63.
O. H. Eschholz: Arc rupture in magnetic blow-out switches. El. World Bd. 78 (1921), S. 461–464.
H. Stolt: Die Rotation des elektrischen Lichtbogens bei Atmosphärendruck. Ann. Phys. Bd. 74 (1924), S. 80–104.
T. E. Browne: Extinctions of a. c. arcs in turbulent gases. Trans. AIEE Bd. 51 (1932), S. 185.
W. Ramberg: Über den Mechanismus des elektrischen Lichtbogens. Ann. Phys. Bd. 12 (1932), S. 319–352.
E. Würth: Magnetische Lichtbogenlöschung in Gleichstromtschaltern. Diss. TH Stuttgart 1932.
H. H. Burghoff: Über die magnetische Ablenkung von Lichtbögen. E und M Bd. 52 (1934), S. 49–53.
H. H. Burghoff: Über die magnetische Ablenkung von Gleichstromlichtbögen unter besonderer Berücksichtigung der Wanderungsgeschwindigkeit der Lichtbogenfußpunkte. Diss. TH Braunschweig 1933.
H. Plesse: Untersuchungen am elektrischen Lichtbogen. Ann. Phys. Bd. 22 (1935), S. 473–499.
O. B. Bronn: Soufflage de l'arc par un champ magnétique. Cigré-Bericht. (1937) Nr. 128.
N. A. Babakow: Speed of motion of short electric arcs. Elektritschestwo Bd. 7 (1948), S. 74–76.
A. Eidinger, W. Rieder: Über das Verhalten des Gleichstromlichtbogens im transversalen Magnetfeld. Phys. Verh. Bd. 5 (1954), S. 227.
L. P. Winsor, T. H. Lee: Properties of a d-c arc in a magnetic field. Phys. Rev. Bd. 98 (1955), S. 562.
W. Rieder, A. Eidinger: Magnetic blast in circuit breakers. Cigré-Bericht (1956) Nr. 107.
I. P. Winsor, T. H. Lee: Properties of a d-c arc in a magnetic field. Trans AIEE (1956).
Entladungen im Magnetfeld (theoretisch)
L. G. H. Huxley: Motion of electrons in gases in electric and magnetic fields. Phil. Mag. Bd. 23 (1937), S. 210–230.
L. G. H. Huxley: Motions of electrons in magnetic fields and alternating electric fields. Phil. Mag. Bd. 23 (1937), S. 442–464.
L. Tonks: Drift of ions and electrons in a magnetic field. Phys. Rev. Bd. 51 (1937), S. 744–747.
L. Tonks, W. P. Allis: Plasma electron drift in a magnetic field with a velocity distribution function. Phys. Rev. Bd. 52 (1937), S. 710–713.
J. S. Townsend: Deflexion of a current in a gas by a magnetic force Phil. Mag. Bd. 23 (1937), S. 880–885.
J. S. Townsend: Diffusion of electrons in a magnetic field. Phil. Mag. Bd. 25 (1938), S. 459–470.
J. S. Townsend, E. W. B. Gill: Generalisation of the theory of electrical discharges. Phil. Mag. Bd. 26 (1938), S. 290–311.
F. M. Penning: Gasontladingen in een magneetveld. Nederl. Tijdschr. Natuurk. Bd. 10 (1943), S. 149–160.
R. Landshoff: Transport phenomena in a completely ionized gas in presence, of a magnetic field. Phys. Rev. Bd. 76 (1949), S. 904–909.
A. Schlüter: Dynamik des Plasmas I. Z. Naturforsch. Bd. 5a (1950), S. 72–78.
N. L. Allen: Heavy-current arcs in a transverse magnetic field. Proc. Phys. Soc. Bd. 64 B (1951), S. 276 bis 277.
S. Chapman, T. G. Cowling: The mathematical theory of non-uniform gases. Univ. Press. Cambridge 1953.
A. A. Ware: Galvanomagnetic and thermomagnetic effects in a plasma. Proc. Phys. Soc. Bd. 67 A (1954), S. 869–880.
A. Simon: Ambipolar diffusion in a magnetic field. Phys. Rev. Bd. 98 (1955), S. 317–318.
Rückwärtsblasung
J. Stark: Induktionserscheinungen am Quecksilberlichtbogen im Magnetfeld. Phys. Z. Bd. 4 (1903), S. 440–443.
E. Weintraub: Investigation of the arc in metallic vapours in an exhausted space, Phil. Mag. Bd. 7 (1904), S. 95–124.
V. Minorsky: La rotation de l'arc electricque dans un champ magnétique radial. J. de phys. et rad. Bd. 9 (1928), S. 127–136.
R. Tanberg: Motion of an electric arc in a magnetic field under low gas pressure. Nature Bd. 124 (1929), S. 371–373.
C. G. Smith: The mercury arc cathode. Phys. Rev. S. 62 (1942), S. 48–54.
C. G. Smith: Motion of the copper arc in transverse magnetic field. Phys. Rev. Bd. 63 (1943), S. 217.
J. S. Quill, T. S. Rader: D-c arc interruption for aircraft. Trans AIEE Bd. 63 (1944), S. 883–888.
C. G. Smith: Cathode dark space and negative glow of a mercury arc. Phys. Rev. Bd. 69 (1946), S. 96–100.
C. J. Gallagher, J. D. Cobine: Retrograde motion of an arc cathode spot in a magnetic field. Phys. Rev. Bd. 71 (1947), S. 481.
R. L. Longini: A note concerning the motion of arc spots in magnetic fields. Phys. Rev. Bd. 71 (1947), S. 642–643.
R. L. Longini: Motion of low pressure arc spots in magnetic fields. Phys. Rev. Bd. 72 (1947), S. 184.
H. Himler, G. J. Cohn: The reverse blowout effect. El. Eng. Bd. 67 (1948), S. 1148–1152.
C. G. Smith: Arc motion reversal in transverse magnetic field by heating cathode. Phys. Rev. Bd. 73 (1948), S. 543.
C. Gallagher, J. D. Cobine: Reverse blowout effect. El. Eng. Bd. 68 (1949), S. 469.
A. Hochrainer: Über die Umkehrung der magnetischen Blaswirkung. Elin-Z. Bd. 1 (1949), S. 61–63.
C. J. Gallagher: The retgrograde motion of the arc cathode spot. J. Appl. Phys. Bd. 21 (1950), S. 768–771.
J. Rothstein: Holes und retrograde arc spot motion in a magnetic field. Phys. Rev. Bd. 78 (1950), S. 331.
S. Yamamura: Immobility phenomena and reverse driving phenomena of the electric arc. J. Appl. Phys. Bd. 21 (1950), S. 193–196.
C. G. Smith: Motion of an “anchored” arc impelled by a magnetic field. Phys. Rev. Bd. 82 (1951), S. 570.
C. G. Smith: A new cold electric arc. Phys. Rev. Bd. 83 (1951), S. 194.
C. G. Smith: Retrograde arc motion of supersonic speed. Phys. Rev. Bd. 84 (1951), S. 1075.
J. P. Dallas: Arc interruption phenomena in a magnetic field at altitude. Trans AIEE II Bd. 71 (1952), S. 419–422.
R. M. St. John, J. G. Winans: Motion of arc cathode spot in a magnetic field. Phys. Rev. S. 94 (1954), S. 1097–1102.
C. G. Miller, N. L. Sanders: Motion of the arc cathode spot in a magnetic field. Phys. Rev. Bd. 93 (1954), S. 654 (A).
A. E. Robson, A. v. Engel: Origin of retrograde motion of arc cathode spots. Phys. Rev. Bd. 93 (1954) S. 1121.
K. G. Hernqvist, E. O. Johnson: Retrograde motion in gas discharge plasmas. Phys. Rev. Bd. 89 (1955), S. 1576–83.
R. M. St. John, J. G. Winans: Motion and spectrum of arc cathode spot in a magnetic field. Phys. Rev. Bd. 98 (1955), S. 1664–71.
C. G. Smith: Private Mitteilung (1955).
Kathodische Mechanismen
J. Slepian: Theorie of current transference at the cathode of an arc. Phys. Rev. Bd. 27 (1926), S. 407 bis 412.
R. Seeliger, H. Schmick: Einfluß des Druckes auf den Kathodenbrennfleck. Phys. Z. Bd. 28 (1927), S. 605–610.
A. Sommerfeld, H. Bethe Elektronentheorie der Metalle. Handbuch Physik Bd. 24/2 (1933_, S. 333–622.
O. Becken, R. Seeliger: Über den Mechanismus der Bogenentladung. Ann. Phys. Bd. 24 (1935), S. 609–635.
O. Becken, K. Sommermeyer: Über die Vorgänge an der Kathode von Lichtbögen. Z. Phys. Bd. 102 (1936), S. 551–561.
J. Slepian, W. E. Berkey: Arc cathodes of low current density at high amperage. Phys. Rev. Bd. 58 (1940), S. 204.
W. Weizel, R. Rompe, M. Schön: Zur Theorie des kathodischen Entladungsteiles eines Lichtbogens. Z. Phys. Bd. 115 (1940), S. 179–201.
W. Weizel, R. Rompe, M. Schön: Zur Brennfleckbildung beim Lichtbogen. Z. Phys. Bd. 119 (1942), S. 366–373.
J. D. Cobine, C. J. Gallagher: Current density of the arc cathode spot. Phys. Rev. Bd. 74 (1948), S. 1524–1530.
K. D. Froome: The behaviour of the cathode spot on an undisturbed mercury surface. Proc. Phys. Soc. Lond. Bd. 62 B (1949), S. 805–812.
W. Thouret, W. Weizel, P. Günther: Lichtbögen mit Brennfleck und ohne Brennfleck. Z. Phys. Bd. 130 (1951), S. 621–631.
G. Ecker: Der Einfluß der Kontraktion auf den Temperatur- und Feldstärkeverlauf vor der Kathode. Z. Phys. Bd. 132 (1952), S. 248–260.
W. Weizel, W. Thouret: Lichtbögen mit und ohne Brennfleck. Z. Phys. Bd. 131 (1952), S. 170–184.
W. P. Dyke, J. K. Trolan: Field emission: large current densities space charge and the vacuum arc. Phys. Rev. Bd. 89 (1953), S. 799–808.
G. Ecker: Die Raumladungszone an der Grenze des Bogenplasmas. Z. Phys. Bd. 135 (1953), S. 105–118.
G. Ecker: Die Stabilisierung des Lichtbogens vor Anode und Kathode. Z. Phys. Bd. 136 (1953) S. 1–16.
C. G. Smith: Current densities of free-moving cathode spots on mercury. J. Appl. Phys. Bd. 4 (1953), S. 252.
G. Ecker: Die Erscheinung des beweglichen Einfach-und Mehrfachbrennfleckes, an der Kathode des elektrischen Lichtbogens. Z. Phys. Bd. 136 (1954) S. 556–572.
H. v. Bertele: Erscheinungsbild und Wesen der Fleckemission auf Quecksilber-Oberflächen. Acta Phys. Austriaca, Bd. 9 (1955), S. 124–150.
Hall-Effekt
C. D. Child: The arc in a magnetic field. Phys. Rev. Bd. 20 (1905), S. 100–112.
K. Takayama, T. Suzuki, T. Yabumoto:Hall effect in positive column. Phys. Rev. Bd. 96 (1954), S. 531–532.
Stationäre Charakteristiken
W. Rieder, H. Schneider: Ein Beitrag zur Physik des Gleichstromlichtbogens. Elin-Z. Bd. 5 (1953), S. 198–216.
W. Rieder: Die Stabilität geshunteter Gleichstromlichtbögen. Elin-Z. Bd. 7 (1955) S. 145 bis 149.
Lichtbogendynamik
R. Seeliger: Dynamische Charakteristiken. Z. techn. Phys. Bd. 15 (1934), S. 329–342.
A. M. Cassie: Theorie nouvelle des arcs de rupture et de la rigidité des circuits. Cigré-Bericht (1939)., No 102.
W. Weizel, R. Rompe, P. Schulz: Zur Theorie der nichtstationären Entladungen. Z. Phys. Bd. 117 (1941), S. 545–564.
O. Mayr: Beiträge zur Theorie des statischen und des dynamischen Lichtbogens. Arch. El. Bd. 37 (1943), S. 588–608.
T. E. Browne: A study of a. c. arc behaviour near currents zero by means of mathematical models. Trans AIEE Bd. 67 (1948), S. 141–153.
T. E. Browne: The electric are as a circuit element. J. elchem. Soc. Bd. 102 (1955), S. 27–37.
O. Mayr: Über die Stabilitätsgrenze des Schaltlichtobogens. Appl. sci. Res. Bd. 5B (1945).
W. Rieder, P. Sokob: Ein Beitrag zur Dynamik des Lichtbogens. Appl. sci. Res. Bd. 5 B (1955), S. 259–261.
D. Th. J. Ter Horst, G. A. W. Rutgers: Current-zero phenomena in a. c. arcs in air-blast circuit breakers. Cigré-Bericht (1956) Nr. 122.
Elektrodynamische Kräfte
W. Lehmann: Elektrodynamische Beanspruchung paralleler Leiter. ETZ A Bd. 76 (1955), S. 481 bis 488.
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Eidinger, A., Rieder, W. Das Verhalten des Lichtbogens im transversalen Magnetfeld. Archiv f. Elektrotechnik 43, 94–114 (1957). https://doi.org/10.1007/BF01479337
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