Untersuchung von Gesetzmäßigkeiten bei Hochspannungsüberschlägen

Kurzfassung

Seit je her haben Gewitter gewaltige Schäden angerichtet. Blitze entfesseln riesige Mengen von Energie in kürzester Zeit und vernichten elektronische Geräte, zerstören Bäume, setzen Häuser in Brand und bringen Menschen ums Leben. Diese gewaltigen Naturschauspiele haben Forscher schon immer begeistert: “Was wäre, wenn man diese Energie brauchbar machen könnte?” Auch mich hat das Thema des sichtbaren elektrischen Stroms gefesselt. Welche Prozesse gehen in solchen Blitzen vor? In der Hoffnung Blitze besser verstehen zu können habe ich mich an dieses Projekt gemacht.
Experimente mit realen Blitzen sind nicht so einfach durchzuführen, da es dort einige Probleme gibt:

- Sie sind nicht reproduzierbar
- Sie treten nicht dann auf, wenn man sie benötigt
- Ihre Spannungen und Ströme sind nicht zu handhaben

Blitze in der Natur

Aus diesem Grunde muss ich meine Untersuchungen an Objekten durchführen, die diese Probleme nicht aufweisen. Zum Glück gibt es auch Blitze ”im Kleinformat”, die man gemeinhin als ”Funken” bezeichnet. Sie treten auf, wenn zwischen zwei Elektroden eine Spannung auftritt, die die Isolationswirkung der Luft zwischen ihnen überschreitet. Wie beim realen Blitz gibt es auch hier einen sich ausbildenden Ionisationskanal, in dem dann die eigentliche Hochstromentladung stattfindet. In einer selbst gebauten Apparatur kann ich den Abstand zwischen den Elektroden sehr genau einstellen und durch Anlegen einer Spannung feststellen, wann es zu einem Überschlag kommt. Dabei lassen sich einige Gesetzmäßigkeiten feststellen, denen ich in meiner Arbeit nachgegangen bin.