Elektrischer Wind

Elektrischer Wind ist ein Phänomen der Elektrostatik.

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Empfindlichkeitsprüfung von Laborwaagen

Was ist die Empfindlichkeit meiner Waage?

Legt man eine Hochspannung an einen spitz zulaufenden, elektrisch leitenden Körper an, z.B. einen Kegel, so wird dieser sich solange aufladen, bis er das gleiche positive/negative elektrische Potential aufweist wie der Pol, an den er angeschlossen ist. Bei hinreichend starker Aufladung werden Atome und Moleküle in der Umgebung der Spitze ionisiert. Erste freie Elektronen liegen aufgrund der radioaktiven Umgebungsstrahlung vor, bei sehr starker negativer Aufladung können auch durch den Feldeffekt Elektronen aus dem Körper austreten. Je nach Ladung des Körpers werden die Elektronen bzw. Ionen von der Spitze angezogen oder abgestoßen. Dadurch kommt es zum einen zu weiteren Ionisierungsprozessen durch die stark beschleunigten Elektronen. Zum anderen werden insbesondere durch die Bewegung der massereicheren Ionen auch Luftmoleküle mitgerissen. Man spricht in diesem Zusammenhang vom "elektrischen Wind". Der Effekt tritt um so stärker auf, je spitzer der Körper ist. Der Grund liegt darin, dass die elektrische Feldstärke bei konstantem elektrischen Potential proportional zum Kehrwert des Krümmungsradius ist.

Nachweismöglichkeiten

Nachweis der Luftbewegung mittels einer Kerzenflamme: Vor einem spitz zulaufenden Körper wird eine brennende Kerze platziert. Der Körper wird nun mit einer Hochspannungsquelle verbunden, z.B. einer Influenzmaschine. Nachdem die elektrische Aufladung erfolgt ist, werden Elektronen im elektrischen Feld beschleunigt und führen zu weiteren Ionisierungsprozessen. Dadurch bildet sich eine Elektronenlawine. Bei positiv geladenem Körper ist der Effekt stärker, weil die Elektronen in Richtung zunehmender elektrischer Feldstärke beschleunigt werden. Die positiv geladenen Ionen hingegen werden vom Körper abgestoßen und reißen dabei auch ungeladene Luftmoleküle mit sich. Durch diesen elektrisch erzeugten "Wind" neigt sich die Kerzenflamme vom Körper weg, bei hinreichender Aufladung des Körpers erlischt sie sogar.