Elektrische Leitung und Widerstände

Zusammenfassung

Zu jedem elektrischen Bauelement führen Anschlussdrähte, die eine elektrische Leitung bilden. Im einfachsten Fall handelt es sich um zwei parallele Drähte in Luft, deren charakteristische Eigenschaften im Folgenden betrachtet werden. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse lassen sich analog auch auf andere Leitungsformen in Luft und anderen Medien übertragen.

Zwischen den Drähten einer am Ende offenen (leerlaufenden) Leitung bildet sich beim Anlegen einer Gleichspannung U ein elektrisches Feld aus mit der Feldstärke E, deren Wirkungsrichtung durch „Feldlinien“ skizziert ist (Abb. 1.1). Die Leitung nimmt eine elektrische Ladung Q auf. Sie stellt einen Kondensator dar mit der Kapazität C, die sich mit zunehmendem Leiterabstand a verringert. Nach abgeschlossener Aufladung wird der Strom I zu Null, sofern nicht eine „Ableitung“ zwischen den Drähten aufgrund einer unvollkommenen Isolation auftritt. Trockene Luft stellt einen sehr guten Isolator dar. Durch Erhitzung oder Bestrahlung (Röntgenstrahlen, UV-Licht) werden jedoch Luftmoleküle ionisiert. Es bilden sich positive frei bewegliche Ionen und negative Elektronen, die entlang der Feldlinien Ladungen transportieren und damit einen Strom bilden. Eine von der Spannungsquelle abgetrennte Leitung kann sich so entladen. Da diese Entladung über einen Strom durch die ionisierte Luft erfolgt, spricht man von einer Gasentladung. Es handelt sich dabei um eine „unselbständige Gasentladung“, weil sie zum Erliegen kommt, sobald der äußere Ionisator nicht mehr wirksam ist.