Ein Lichtbogen ist der elektrische Stromfluss zwischen zwei Elektroden, der entsteht, wenn Elektrizität von einer Elektrode zur anderen überspringt. Die aus dem Sprung hergestellte Verbindung erzeugt eine für das Auge sichtbare „Brücke“ oder einen Elektronenbogen. Dieser Lichtbogen enthält extrem hohe Wärme und Helligkeit, ideal zum Schweißen und zum Anzünden.
Temperatur und Leuchtkraft von Lichtbögen hängen hauptsächlich von zwei Faktoren ab: Gasart und Druck. Wenn der elektrische Strom durch den Spalt zwischen den Elektroden fließt, erwärmt er die Luft um ihn herum. Durch die Änderung der chemischen Zusammensetzung der Luft können Wärme und Helligkeit des Lichtbogens verändert werden.
Wenn der Lichtbogen in einem Behälter, je nach Verwendungszweck aus Glas oder Kunststoff, eingeschlossen ist, kann der den Lichtbogen umgebende Luftdruck gezielt gesteuert werden. Die Luft kann entfernt werden, um ein Vakuum zu erzeugen, oder ein Gas kann hinzugefügt werden, um einen Hochdruckbogen zu erzeugen. Beide werden in verschiedenen Beleuchtungsarten verwendet.
Die Tesla-Spule ist eine Art Lichtbogen, der bei normalem atmosphärischem Druck arbeitet. Sein Erfinder Nikola Tesla gilt allgemein als Vorläufer des Bildes eines „verrückten Wissenschaftlers“. Dieses Bild wurde heraufbeschworen, als Bilder ihn zeigten, wie er Experimente im Licht von im Hintergrund arbeitenden Lichtbögen durchführte.
Blitz ist ein natürlich vorkommender Lichtbogen, der das gleiche Schauspiel bietet. Der in der Luft erzeugte Strom wandert zum Boden oder zu anderen Wolken. Dies bildet einen elektrischen Lichtbogen, der mehrere Yards (Meter) lang sein kann.
Der Elektrolichtbogenofen nutzt die hohe Hitze des Lichtbogens zum Schmelzen von Metallen. Strom fließt durch die Metalle, die sie bis zum Schmelzpunkt erhitzt. Altmetalle werden üblicherweise mit dieser Methode geschmolzen. Die Energie aus dem Ofen ist normalerweise geringer als bei einem Hochofen. Die Möglichkeit, einen Lichtbogenofen schnell zu stoppen und zu starten, ermöglicht es einem Stahlwerk, die Ofenbeladung je nach Bedarf zu ändern.
Das gleiche Prinzip verwenden Schweißer beim Lichtbogenschweißen. Metallstäbe werden durch eine Stromquelle elektrisiert, und ein Lichtbogen wird gebildet, wenn die Stäbe mit einem anderen Metall in Kontakt kommen. Es wird genügend Hitze erzeugt, um die beiden Metalle zu schmelzen. Die Schweißer verwenden dann dieses Verfahren, um die beiden Metalle miteinander zu verschweißen.
Eine interessante Anwendung für den Lichtbogen sind Plasmalautsprecher. Anstatt herkömmliche Lautsprecher zur Tonerzeugung zu verwenden, verwenden die meisten Plasmalautsprecher ionisiertes Gas oder Strom. Die Ausdehnung und Kontraktion des Lichtbogens, wenn ein Strom durch ihn fließt, stört die Luft. Dies wiederum erzeugt Ton. Es wird gesagt, dass Plasmalautsprecher einen klareren Klang erzeugen, da sie nicht die physikalischen Einschränkungen haben, die viele andere Lautsprecher haben.