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2025-08-23T11:32:19Z

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Eine '''Funkenstrecke''' ist der Entladungsraum zwischen zwei Leitern ([[Elektrode]]n), in dem sich ein [[Gas]] (zum Beispiel Luft) befindet. Steigt die [[Elektrische Spannung|Spannung]] zwischen den beiden Elektroden auf die [[Überschlagspannung]] an, so führt das entstehende [[Elektrisches Feld|elektrische Feld]] zu einer [[Ionisation]] des im Entladungsraum befindlichen Gases, dieses wird leitfähig und die Strecke wird aufgrund der [[Stoßionisation]] innerhalb von Bruchteilen einer Mikrosekunde durch einen [[Funke (Entladung)|Funken]] (kurz)geschlossen.

[[Datei:BA75-b2hv-Breakdown-during-transformer-oil-testing.jpg|mini|Funkenstrecke]]

== Allgemeines ==
[[Datei:Symbol Spark gap.svg|mini|Schaltzeichen Funkenstrecke]]

Funkenstrecken können durch ionisierende [[Strahlung]] ([[Ultraviolettstrahlung]], [[Röntgenstrahlung]], [[Gammastrahlung]], geladene Teilchen) ausgelöst werden. Die Überschlagspannung einer Funkenstrecke sinkt durch ionisierende Strahlung und Feuchtigkeit ab. Auch eine spitze Form der Elektroden senkt die Überschlagspannung, denn es kommt zu lokal erhöhter Feldstärke und [[Vorentladung]]en.

Beispiel: In trockener [[Luft]] unter [[Standardbedingungen]] (Atmosphärendruck) werden je nach vorherrschendem Gas pro [[Millimeter]] Abstand zwischen den Leitern etwa 1 [[Volt (Einheit)|kV]] Spannung bis zum Überschlag eines Funkens benötigt.<ref>{{Literatur |Autor=Axel Rossmann |Titel=Strukturbildung und Simulation technischer Systeme Band 1: Die statischen Grundlagen der Simulation |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2016 |ISBN=978-3-662-46766-4 |Online={{Google Buch |BuchID=6X7lDAAAQBAJ |Seite=285}} |Abruf=2016-12-01}}</ref> Dieser Wert kann durch die Art des Gases bzw. Gasgemisches und je nach [[Luftfeuchtigkeit|Luftfeuchte]] und [[Luftdruck]] erheblich schwanken und abweichen<ref>{{Literatur |Autor=Joachim Heintze |Titel=Lehrbuch zur Experimentalphysik Band 3: Elektrizität und Magnetismus |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2016 |ISBN=978-3-662-48451-7 |Online={{Google Buch |BuchID=yA-oCwAAQBAJ |Seite=119}} |Abruf=2016-12-01}}</ref> (s. [[Paschen-Gesetz]]).

Eine Ausprägung der Funkenstrecke ist die Löschfunkenstrecke oder auch [[Deionkammer]]. Hierbei wird durch metallische Unterteilungen erreicht, dass der [[Schaltlichtbogen]] sich in Teillichtbögen aufspaltet und es so durch Unterschreiten der einzelnen Brennspannungen zu einem Abklingen (Löschung) mit reduziertem [[Kontaktabbrand]] kommt. Bei der historischen Bauform der [[Löschfunkensender]] wurde, in Kombination mit einem [[Schwingkreis]], dieser Effekt zur Erzeugung gedämpfter Schwingungen ausgenutzt.

An offenen Bauformen von Funkenstrecken im Freien können ungewollte Überschläge auftreten, wenn sich an diesen Insekten angesammelt haben. Das lässt sich durch Druckluft vermeiden, die durch die Funkenstrecke geblasen wird.<ref>waniewski.de: [http://www.waniewski.de/MW/Wavre/id205.htm Wavre MW Diplexer 2DE]</ref>

== Anwendungen ==
[[Datei:Schaltfunkenstr.jpg|mini|Triggerbare Schaltfunkenstrecke:<br />1 – Hauptelektrode<br />2 – Hilfselektrode<br />3 – [[Isolator (Elektrotechnik)|Isolator]]<br />H – Hilfsimpulsquelle]]
Der um 1901 entwickelte [[Knallfunkensender]] der [[Marconi Company]] geht auf Versuche von [[Heinrich Hertz]] zurück und verwendete eine Funkenstrecke zur Erzeugung von [[Funkwellen]]. Der in dieser Anordnung entstehende Funke gab der drahtlosen [[Drahtlos|Funkübertragung]] den Namen. Um 1905 entwickelte [[Max Wien]] den [[Löschfunkensender]], der höhere Folgefrequenzen der Funken erlaubte. Auch im [[Tesla-Transformator]] arbeitet im Primärkreis eine ''Schaltfunkenstrecke''. Da Funkenstrecken Impulse mit kurzen [[Anstiegs- und Abfallzeit|Anstiegszeiten]] erzeugen, enthalten die von ihr erregten Schwingungen auch zahlreiche sehr hohe [[Harmonische|Frequenzen]], welche elektronische Geräte und den Funkverkehr auf zahlreichen [[Frequenzband|Bändern]] stören.

[[Stickstofflaser]] und weitere Geräte verwenden ebenfalls Schaltfunkenstrecken zur Erzeugung hochenergetischer, sehr kurzer Strom- und Spannungsimpulse. Bei der [[Zündkerze]] im [[Ottomotor]] wird ein Funke zur Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemischs verwendet. Eine besondere geometrische Form einer Funkenstrecke stellt die [[Jakobsleiter (Elektrizität)|Jakobsleiter]] dar. [[Marx-Generator]]en benötigen zur Funktion Funkenstrecken und ggf. auch eine Trigger- bzw. Schaltfunkenstrecke, [[Trigatron]]. [[Funkenkammer]]n registrieren den Durchflug von [[Elementarteilchen]] (z. B. [[Myon]]en) – es entstehen Funken entlang des Flugweges der Teilchen. Bei der [[Funkenerodieren|funkenerosiven Materialbearbeitung]] wird mit Hilfe einer sehr kurzen Funkenstrecke in einer Flüssigkeit Metall mit hoher Genauigkeit abgetragen.

[[Datei:Insulator string with arcing horns.jpg|mini|Hochspannungsisolator mit Hörnern]]
Funkenstrecken dienten früher als einfacher und sehr grober [[Überspannungsableiter]] im Bereich der [[Isolator (Elektrotechnik)|Isolatoren]] von [[Freileitung]]en. Diese Funkenstrecken sind in Form von Hörnern an den Enden des Isolators ausgebildet und sind nicht mit den ähnlich aussehenden [[Koronaring]]en zu verwechseln. Die Hörner dienen dazu, im Fall eines Überschlages den sehr heißen Lichtbogen vom Isolator entfernt zu halten und so Schäden am Isolator zu vermeiden.

Da allerdings der offene Lichtbogen zwischen den Hörnern zu einer nicht kontrollierbaren Ionisierung der Luft in der Umgebung führt, welche durch Wind und thermische Luftströmungen verfrachtet wird, und aufgrund der in elektrischen Energienetzen auftretenden hohen Momentanleistungen, können diese leistungsstarken Entladungen zu zusätzlichen Überschlägen an benachbarten Freileitungsteilen mit Folgefehlern führen. Zum Schutz vor Überspannung bei Freileitungen werden daher statt der offenen Hörner vermehrt gekapselte Überspannungsableiter, bestehend aus [[Varistor]]en oder [[Gasableiter]]n, mit besser definiertem Zündverhalten und Ableitvermögen eingesetzt.

Auch an Isolatoren bei [[Selbststrahlender Sendemast|selbststrahlenden Sendemasten]] finden Funkenstrecken als Überspannungsschutz Anwendung. Diese Überspannungen treten insbesondere infolge von atmosphärischen Aufladungen – wie bei heranziehenden Gewittern – auf. Die dabei auftretenden Lichtbogenleistungen sind allerdings gering, so dass es durch den Lichtbogen zu keiner wesentlichen Beschädigung an den Funkenstrecken kommt.

== Siehe auch ==

* [[Funkstrecke]]
* [[Trommelkamera]]

== Weblinks ==
* [https://www.youtube.com/watch?v=q09TRd3tyLg Video eines im Labor nachgestellten Überschlags] an einer Hochspannungsisolatorkette.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Passives Bauelement]]
[[Kategorie:Plasmaphysik]]
[[Kategorie:Elektromagnetische Entstörung]]

Funkenstrecke - Versionsgeschichte

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