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Wer war der Pionier, der den elektrischen Funken entdeckte? Durchbrüche von Leibniz bis Franklin!
Ein elektrischer Funke ist eine plötzliche elektrische Entladung, die auftritt, wenn ein ausreichend starkes elektrisches Feld einen ionisierten Leiterpfad erzeugt. Dieses Phänomen tritt häufig in Luft oder anderen Gasen auf. Wenn das angelegte elektrische Feld die Durchschlagsfestigkeit des Mediums überschreitet, wird ein elektrischer Funke erzeugt. Dieses brillante Licht wird von einer Entladung begleitet und von einem knackigen Knistergeräusch begleitet, das zweifellos beeindruckend ist. Das Studium elektrischer Funken ist nicht nur ein Teil der Physik, sondern auch eine Reise der Menschheit zur Erforschung der Geheimnisse der Elektrizität.
Die Geschichte der elektrischen Funken
Die Geschichte der elektrischen Funken lässt sich bis ins 17. Jahrhundert zurückverfolgen. Im Jahr 1671 entdeckte der deutsche Philosoph und Mathematiker Leibniz, dass Funken mit elektrischen Phänomenen zusammenhängen. Später, im Jahr 1708, führte Samuel Wall Experimente durch, um durch Reiben von Bernstein Funken zu erzeugen. Im Jahr 1752 beauftragte Thomas-François Dalibald unter der Leitung von Benjamin Franklin einen pensionierten französischen Kavalleristen, Coffier, Donner und Blitz zu sammeln und bewies damit die Ähnlichkeit zwischen Donner und Elektrizität.
In Franklins berühmtem Drachenexperiment gelang es ihm, während eines Gewitters Funken aus Wolken zu extrahieren.
Anwendung eines elektrischen Funkens
Zündquelle
Elektrische Funken werden häufig in der Zündkerze von Benzin-Verbrennungsmotoren verwendet, um das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch einen Lichtbogen zu zünden. Bei diesem Vorgang entsteht ein elektrischer Funke zwischen der isolierten Mittelelektrode und dem Erdungsanschluss. Darüber hinaus verwenden Flammenzünder bei einigen Öfen und Gasherden einen elektrischen Funken, um die Verbrennung zu starten, und ersetzen so einen Flammenzünder.
Drahtlose Kommunikation
Der Funkenstreckensender nutzt die Funkenstrecke zur Erzeugung hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung und kann als Sender für drahtlose Kommunikation verwendet werden. Dieses Gerät war in den Anfängen des Radios zwischen 1887 und 1916 weit verbreitet, als es durch Vakuumröhrensysteme ersetzt wurde.
Metallverarbeitung
In der Metallverarbeitung werden elektrische Funken in einer Vielzahl von Techniken eingesetzt, einschließlich der elektrischen Entladungsbearbeitung (EDM), einer Bearbeitungsmethode, bei der Funkenentladung zum Entfernen von Material von einem Werkstück verwendet wird. Darüber hinaus ist Spark Plasma Sintering (SPS) eine Sintertechnologie, die gepulsten Gleichstrom durch leitfähige Pulver nutzt.
Chemische Analyse
Das von elektrischen Funken erzeugte Licht kann in der Funkenemissionsspektroskopie verwendet werden. Hochenergetische gepulste Laser können auch zur Erzeugung elektrischer Funken verwendet werden, eine Technik, die als laserinduzierte Durchbruchspektroskopie (LIBS) bezeichnet wird. Darüber hinaus kann die Funkenentladung auch zur Ionenerzeugung in der Massenspektrometrie eingesetzt werden.
Potenzieller Schaden
Obwohl elektrische Funken weit verbreitet sind, bergen sie auch potenzielle Gefahren. Elektrische Funken können brennbare Materialien wie Flüssigkeiten, Gase und Dämpfe entzünden. Schon eine kleine elektrostatische Entladung kann ausreichen, um einen Unfall auszulösen, weshalb in industriellen Umgebungen auf Funkenbildung besondere Aufmerksamkeit und Kontrolle gelegt werden muss.
Funken mit höherer Spannung können größere Entfernungen überspringen und heftigere Entladungen verursachen.
Wenn der menschliche Körper außerdem mit statischer Hochspannungselektrizität oder Hochspannungsstromquellen in Kontakt kommt, können elektrische Funken schwere Verbrennungen oder andere körperliche Verletzungen verursachen. Daher müssen beim Einsatz der EDM-Technologie geeignete Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden, um potenzielle Risiken zu reduzieren.
Schlussfolgerung
Von Leibniz‘ frühen Entdeckungen bis hin zu Franklins wichtigen Experimenten zeigte die Entdeckung und Anwendung elektrischer Funken nicht nur den Charme der Elektrizität, sondern legte auch den Grundstein für die Entwicklung moderner Wissenschaft und Technologie. Heutzutage können wir immer noch elektrische Funken in verschiedenen Geräten sehen, was die Menschen zum Nachdenken anregt: Welche neuen Durchbrüche und Anwendungen werden elektrische Funken im zukünftigen Bereich von Wissenschaft und Technologie bringen?
