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naKruul
aus gebuffter Hund
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Im Innern der Glaskugel befindet sich ein Gasgemisch aus dem Edelgas Argon und geringen Mengen anderer Gase. Mit einem Netzteil wird eine hochfrequente Hochspannung von einigen tausend Volt erzeugt. Die kleine Glaskugel im Innern des Kopfballs ist auf der Innenseite mit Silber beschichtet. An ihr liegt die Hochspannung an. Der Aufbau des Kopfballs entspricht zwei hintereinander geschalteten Kondensatoren (zu Kondensatoren vgl. unten).
Nun sind Kondensatoren für Wechselstrom "durchlässig". (Wer es genau wissen will, findet auch hierzu weiter unten eine Erklärung.) Beim Kopfball kann also ein Strom von der inneren zur äußeren Kugel fließen.
Durch die natürlich vorhandene radioaktive Umgebungsstrahlung gibt es in der Luft immer einige elektrisch geladene Teilchen (Ionen). Durch die Hochspannung werden diese wenigen Ionen beschleunigt. Dabei treffen sie auch auf andere Teilchen, aus denen sie Elektronen "herausschlagen". So entstehen innerhalb kürzester Zeit (im Bereich von einer Millionstel Sekunde) eine ganze Menge freier Ionen und Elektronen. Das Gas wird leitend: Es entsteht ein Ionenschlauch, durch den Strom fließen kann. Das sind die violetten Blitze, die man beim Kopfball erkennen kann. (Ähnlich verhält es sich auch bei natürlichen Blitzen. Dabei bricht die Spannung aber nach der Entladung zusammen. Bis ein neuer Blitz entstehen kann, benötigt es also eine gewisse Zeit.) Beim Kopfball dagegen wird ständig und sehr schnell neue Spannung erzeugt. So können die Ionenschläuche aufrecht erhalten werden.
Das man die Gasentladungen überhaupt als Blitze sehen kann, liegt daran, daß "geeignete" Ionen vorhanden sind: Wenn angeregte Elektronen wieder auf ihr ursprüngliches Energieniveau zurückfallen, wird diese Energiedifferenz in Form elektromagnetischer Strahlung frei. Je nach Wellenlänge kann man diese Strahlung als sichtbares Licht wahrnehmen.
Die durch den Plasmaschlauch fließende Ladung wird durch die schlecht leitende Glaskugel abgeleitet. Die Blitze wandern unregelmäßig hin und her, weil keine Stelle bevorzugt ist. Hält man jedoch seine Hand an die Glaskugel, ist an dieser Stelle eine bessere Ableitung (nämlich durch den Körper) möglich. Wieso erhält man aber keinen Stromschlag?
Bei hohen Frequenzen verteilt sich der Strom nicht gleich dicht über den gesamten Querschnitt des Leiters, sondern wird an die Oberfläche gedrängt (Skin-Effekt, s.u.). Bei der hohen Frequenz, mit der der Kopfball betrieben wird, fließt der Strom einfach über die Haut ab, ohne durch den Körper selbst zu fließen.
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Registrierung: Aug. 2001 | Dabei seit: 8485 Tagen | Erstellt: 11:53 am 30. Juli 2003
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