Funke (Entladung)
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Als Funke wird das Licht ausstrahlende Plasma einer kurzzeitigen Gasentladung bei Atmosphärendruck bezeichnet, die entlang einem dünnen Kanal verläuft und nach Ladungsausgleich von selbst verlischt.
Funken entstehen bei elektrischen Spannungen zwischen zwei elektrischen Leitern oder Elektroden durch Stoßionisation, wenn die Schlagweite unterschritten wird.
In Luft unter Standardbedingungen (Atmosphärendruck) werden pro Millimeter zwischen den Leitern etwa 1000 V Spannung bis zum Überschlag eines Funkens benötigt.
Die Schlagweite hängt von der Form der Leiter und u.a. von der Luftfeuchtigkeit ab - sie verringert sich durch Feuchtigkeit, spitz geformte Leiter und ionisierende Strahlung (z.B. Ultraviolett).
Wird in eine Funkenentladung genügend Strom nachgeliefert, entsteht daraus eine Bogenentladung bzw. ein Lichtbogen, siehe hierzu auch Schaltlichtbogen.
Während die Elektroden bei einer Funkenentladung im wesentlichen kalt bleiben, verdampfen bei einer Bogenentladung Teile der Leiter bzw. Elektroden und es entsteht ein Metalldampf-Plasma.
Auch Gewitterblitze sind Funkenentladungen.
Beim Öffnen und Schließen elektrischer Schalter entstehen Schalt- oder Abreißfunken bzw. Schaltlichtbögen. Sie führen zu Kontaktabbrand und können durch zusätzliche elektrische Bauteile unterdrückt oder vermieden werden (Schutzdiode, Boucherot-Glied).
Funkenentladungen aufgrund elektrostatischer Aufladung können elektronische Bauelemente zerstören (ESD).
Ein Funke stellt innerhalb sehr kurzer Zeit (µs bis herab zu einigen 10 ns) durch Stoßionisation eine elektrische Verbindung zwischen zwei Elektroden her, es treten sehr hohe Ströme auf (bei elektrostatischen Entadungen bereits mehrere hundert Ampere).
Funkenentladungen senden neben Ultraviolett- und Lichtstrahlung immer auch Radiowellen-Impulse aus. Sie stellen starke Störquellen (EMV) bis in den GHz-Bereich dar. Erste Radiowellen-Sender arbeiteten mit Funkenstrecken und gaben der Funktechnik ihren Namen.
Zündanlagen von Ottomotoren werden daher entstört, indem u.a. die Stromanstiegsgeschwindigkeit mit einem im Zündkerzenstecker befindlichen Widerstand verringert wird.
Funkenstrecken werden zur Erzeugung starker elektrischer Impulse (z.B. Stickstofflaser, Teslatransformator), zur Ionisation, zum Zünden chemischer Reaktionen (Piezo-Feuerzeug, Zündkerze) und zum Überspannungsschutz in elektronischen Geräten und in der Energieübertragung verwendet.
Eine weitere Anwendung ist die Funkenkammer zum Nachweis der Bahn ionisierender Teilchen.
