Was ist ein Lichtbogenkonverter?

Ein Lichtbogenkonverter ist ein Gerät, das elektrische Energie aufnimmt und hörbare oder Hochfrequenzenergie erzeugt. Es verwendet einen Lichtbogen zwischen zwei Leitern, die Teil eines Stromkreises sind, und erfordert eine anfängliche Hochspannung, um den Lichtbogen zu erzeugen, und einen konstanten Strom, um den Lichtbogen aufrechtzuerhalten. Der erzeugte Lichtbogen enthält ein breites Frequenzspektrum und kann mit einem elektrischen Schwingkreis auf eine bestimmte Frequenz abgestimmt werden. Es wird nach seinem Erfinder auch als Poulsen-Lichtbogen bezeichnet und auch als Lichtbogensender bezeichnet.

Der Lichtbogen besteht aus hochionisierten Hochtemperatur-Ionen, die ein Gas wie Luft durchqueren, bei dem es sich hauptsächlich um inerten Stickstoff handelt. Es braucht ungefähr 70,000 Volt (V), um über einen Spalt von 1 Zoll (2.54 cm) einen Lichtbogen zu erzeugen. Sobald der Lichtbogen gezündet ist und sich an den Enden der Leiter eine Temperatur aufbaut, entsteht ein anhaltender Lichtbogen. Es ist darauf zu achten, dass die Enden der Leiter nicht geschmolzen werden, da die Temperaturen dieser Enden die Schmelztemperatur von leitfähigen Metallen wie Kupfer erreichen können.

Zunächst wurde Hochfrequenz-Wechselstrom (AC) mit einem Lichtbogen und einem Schwingkreis erzeugt. Die Erzeugung von Hochfrequenz von einem Lichtbogenkonverter beruht auf dem Vorhandensein des Lichtbogens eines abgestimmten Kreises über dem Lichtbogen. Dieser Schwingkreis ist ein Leiter mit sowohl induktiven als auch kapazitiven Eigenschaften, die verteilt sind und zu einer Parallelresonanzfrequenz führen, bei der sich die reaktiven Eigenschaften gegenseitig aufheben, was eine starke Abnahme des Nettostroms durch den Schwingkreis verursacht. Das Ergebnis des Parallelresonanzzustandes ist ein Zustand, der bei einer bestimmten Frequenz scheinbar vom Lichtbogen getrennt ist. Die einzige Lichtbogenenergie, die für einen Lichtbogenkonverter vorhanden sein kann, ist die Energie bei der Parallelresonanzfrequenz des Schwingkreises.

Der Resonanz- oder Schwingkreis im Hochfrequenzbereich ist normalerweise kleiner als eine einzelne Drahtwindung mit einem Durchmesser von etwa 12 Zoll (30.5 cm). Dieser Draht wird zu einer Rahmenantenne mit verteilten kapazitiven und induktiven Eigenschaften. Eine höhere Ausgangsfrequenz erfordert einen kleineren Schleifendurchmesser, während eine niedrigere Ausgangsfrequenz einen größeren Schleifendurchmesser erfordert. Während die kapazitiven Eigenschaften durch die Bildung von Kapazitäten aufgrund der unmittelbaren Nähe zweier Leiter, die durch einen Isolator getrennt sind, der eine beträchtliche elektrische Feldstärke aufnehmen kann, hervorgerufen werden, werden die induktiven Eigenschaften durch den Aufbau eines Magnetfelds um einen Leiter erreicht, der dazu neigt, um einer weiteren Änderung des durch den Leiter fließenden Stroms entgegenzuwirken. In der frühen drahtlosen Kommunikation war eine Gleichstromversorgung (DC) mit einem Lichtbogenkonverter der einzige verfügbare Funksender.