Koronaentladung

In der Elektrotechnik, wird eine elektrische Entladung die durch Ionisation eines Fluides das einen elektrischen Leiter umgibt als Koronaentladung bezeichnet. Sie tritt auf wenn ein elektrisches Potentialgefälle einen bestimmten Wert überschreitet aber noch nicht hoch genug ist um eine Funkenentladung hervorzurufen.

Im engeren Sinne ist die Koronaentladung ein spezieller Fall einer Plasmaentladung in Luft bei Atmosphärendruck.

Einführung

Im folgenden wird eine Koronaentladung in Luft beschrieben. Verallgemeinert kann aber Luft jederzeit durch den Begriff neutrales Fluid ersetzt werden.

Eine Korona ist ein Prozess bei dem ein (dauerhafter) Stromfluss durch Luft zwischen zwei Elektroden erzeugt werden kann. Als Ladungsträger wirken dabei Ionen die durch ein Plasma um mindestens eine der Elektroden erzeugt werden.

Üblicherweise sind diese beiden Elektroden asymetrisch. Eine besitzt eine große Krümmung (z. B. eine Nadelspitze oder ein sehr dünner Draht) die andere eine sehr kleine (z.B. eine Platte oder die Erde). Die große Krümmung erzeugt ein so starkes elektrisches Feld, dass die Luftmoleküle ionisiert werden.

Koronas können positiv oder negativ sein. Die Polarität der gekrümmten Elektrode bestimmt die Polarität der Korona. Die physikalischen Eigenschaften von positiven und negativen Koronas zeigen beeindruckende Unterschiede. Diese Asymmetrie wird durch den großen Massenunterschied zwischen Elektronen und Ionen hervorgerufen. Bei üblichen atmosphärischen Bedingungen besitzen nur Elektronen die Fähigkeit zur Stoßionisation.

Negative Koronas erzeugen in Luft erheblich mehr Ozon als positive Koronas.

Anwendungen für Koronaentladungen

Koronaentladungen werden bei etlichen industriellen Vorgängen bewußt erzeugt:

• Herstellung von Ozon
• Partikelentfernung aus der Luft in Klimaanlagen
• Entfernung von (organischen) Verunreinigungen aus der Abluft von industriellen Prozessen
• Fotokopierer
• Luftionisationsgeräte
• Kirlianfotografie
• Elektrostatische Antriebe und Strömungsbeeinflussung

Koronaentladungen sind generell unerwünscht bei:

• Hochspannungsfreileitungen, wo sie zu Energieverlusten führen
• Hochspannungsanwendungen bei denen kein Ozon entstehen soll

wird hier weitergeführt (im wesentlichen als Übersetzung des sehr guten englischsprachigen Artikels)