Bonn 2000 – wissenschaftliches Programm

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P: Plasmaphysik

P 7: Plasmatechnologie

P 7.2: Fachvortrag

Dienstag, 4. April 2000, 17:00–17:30, HS V

Thermische Kathoden für Hochdruck-Plasmalampen: Experimentelle Untersuchungen und ihr Vergleich mit Modellierungen — •J. Luhmann, D. Nandelstädt, H. Schmitz, K.-U. Riemann und J. Mentel — Ruhr-Universität Bochum, Universitätsstr. 150, 44780 Bochum

Ziel der Untersuchungen ist eine grundlegende Charakterisierung thermionischer Kathoden. Dazu werden Aussagen theoretischer Modelle der kathodennahen Plasmarandschicht von Hochdruckbogenentladungen durch Messungen an der Bochumer Modell-Lampe überprüft. Die theoretischen und experimentellen Untersuchungen wurden für Gleichstrom von 1 bis 10A bei einem Druck von 1 bis 6bar in einer Argon oder Xenon Atmosphäre für verschiedene Wolframelektroden durchgeführt. Ein wichtige Größe, die einen Vergleich zwischen Messungen und der Modellierung zuläßt, ist der Kathodenfall U_C. Im Experiment wurde die Fallspannung zum einen direkt aus Sondenmessungen bestimmt, zum anderen kann durch die Bestimmung der abgestrahlten Leistung und durch kalorische Messungen der durch Wärmeleitung abgeführten Leistung der Kathodenfall aus einer einfachen Bilanzgleichung ermittelt werden. Die Vergleiche mit dem theoretischen Modell, das die Randschicht in eine Raumladungsschicht, eine Knudsenschicht und eine Ionisationsschicht aufteilt, ergaben eine gute Übereinstimmung. Die Abhängigkeit der gemessenen Kathodenfallspannungen von Bogenstrom, Elektrodenmaterial und -design, sowie vom Druck und von der Bogenansatzform wird durch die Modellrechnung wiedergegeben. Das Vorhaben wird vom BMBF gefördert (FKZ:13N6895, Thermionische Elektroden).