Lysboge

Ein lysboge er ein lysande, bua straumbane som går mellom to straumførande metall- eller kolstiftar i luft.

Historie

Sir Humphrey Davy batt i 1821 saman to kolstaver med polane på eit sterkt galvanisk batteri og lét kolspissane røre kvarandre og fjerna dei så litt frå kvarandre igjen. Han såg då at straumen fortsette å gå mellom kolspissene i ein slags flamme, samstundes som spissane vart kvitglødande. I forsøka hans var kolstavane plassert vassrett og straumbanen gjennom lufta bua seg då oppover, og difor kalla han dette ein elektrisk lysboge (Voltaboge). Ein lysboge kan òg brenne mellom elektrodar av eit anna material enn kol, t.d. metall. Plasmabogen, ein elektrisk lysboge oppfunnen av Kristian Birkeland, gav støytet til skipinga av Norsk Hydro og produksjon av nitrogengjødsel.

Bruk

Lysbogen kom tidleg i bruk til belysning. Ljoset frå bogen er avhengig av elektrodematerialet, sidan dette fordampar og sender ut sine karakteristiske spektrallinjer (sjå spektralanalyse). Av denne grunnen blir elektriske lysbogar nytta ved spektroskopisk arbeid, t.d. til kvalitativ analyse av metallprøvar. Eint reng då ikkje å gjere heile elektroden av det metallet som skal prøvast, det er tilstrekkeleg å føre litt på éit av kola.

Eigenskapar

For å vedlikehalde ein elektrisk lysboge må ein ha ei minste spenning, som for spissar av kol er ca. 40 volt, kadmium 10, sink 20, kopar 24 og platina 27 volt. Spenninga aukar når bogen vert lengre. Målingar av temperaturen i ein lysboge med spektroskopiske metodar har vist temperaturar på mellom 6000 °C og 7000 °C i lysbogen, altså vesentleg høgare enn temperaturen på elektrodane som er avgrensa av fordampingstemperaturen til kolet, 3900–4000 °C.

Studiet av elektronemisjonen frå gloande metall har gjeve forklaringa på korleis lysbogen kjem i stand. Når katoden vert sterkt oppvarma, sender han ut elektron, som rører seg over mot anoden og får så stor fart at dei ioniserer luft molekyla (sjå elektrisk utlading). Det skjer ein støytionisasjon, og ved dei nydanna iona blir det ionisert endå fleire molekyl, så straumen aukar sterkt. Med den auka straumen aukar ionisasjonen endå meir, og straumen gjennom ein elektrisk lysboge er difor ikkje stabil. Dette kjem til uttrykk i straumspennings-karakteristikken, det vil sei det diagrammet som viser samanhengen mellom straumen i bogen og spenninga over han. Medan straumen ved vanlege forbruksapparat stig og søkk proporsjonalt med spenninga, er det ved lysbogen omvendt: Med auka straum søkk spenninga. Denne fallande karakteristikken gjer det naudsynt å kople ein motstand eller drosselspole i serie med lysbogen, for å stabilisere straumen. Lysbogen sin fallande karakteristikk har vore utnytta til å framstelle vekselstraum med høg frekvens.

Kjelder

elektrisk lysbue. I Store norske leksikon. Henta frå: http://snl.no/elektrisk_lysbue