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Lichtbogen & Löschglieder

Über diese App

Kontaktöffnung unter Last in Superzeitlupe: der Lichtbogen zündet, wandert und verlischt im Stromnulldurchgang — AC vs. DC, vier Löschkonzepte (frei, Deionbleche, RC-Glied, Varistor) mit synchronem U/I-Plot und akkumulierendem Kontaktabbrand.

Wie ein Schaltlichtbogen entsteht

Öffnet ein Kontakt unter Last, reißt der Strom nicht sofort ab. Die Induktivität der Last treibt ihn weiter, die Luft im schmalen Spalt wird ionisiert, und ein Lichtbogen aus leitfähigem Plasma trägt den Strom über den Spalt. Er erhitzt die Kontaktflächen und trägt Material ab (Abbrand). Bei Wechselstrom geht der Strom bei 50 Hz 100-mal pro Sekunde durch null; dort kann der Bogen verlöschen, wenn der Spalt weit genug ist. Bei Gleichstrom fehlt der Nulldurchgang, und der Bogen brennt, bis er lang genug gezogen ist. DC-Schalten ist deshalb deutlich schwieriger.

Löschglieder

Verschiedene Maßnahmen helfen beim Löschen. Eine Löschkammer mit Deionblechen über den Kontakten zerlegt den Bogen in viele kurze Teilbögen mit hoher Gesamtspannung. Ein RC-Glied parallel zum Kontakt übernimmt kurzzeitig den Strom und dämpft die Spannungsspitze. Ein Varistor oder eine Freilaufdiode an der Schützspule klemmt die Abschaltspitze der Spuleninduktivität. Die Gebrauchskategorie AC-3 beschreibt das Schalten von Käfigläufermotoren: einschalten und im Betrieb ausschalten. Ein Schütz muss den Lichtbogen dabei sehr oft sicher löschen.

Was die App zeigt

Mit „Schalten“ trennst du die Kontakte unter Last, in einstellbarer Zeitlupe. Die 3D-Szene zeigt, wie der Bogen zündet, wandert und verlischt. Du wählst AC oder DC, den Laststrom (1 bis 100 A) und einen von vier Modi: ohne Löschung, Löschkammer, RC-Glied oder Varistor. Der Messplot zeichnet u(t) und i(t) synchron auf und markiert Kontaktöffnung, Zündung, Nulldurchgang, Wiederzündung und Verlöschen. Ein Zähler sammelt Schaltspiele und Kontaktabbrand, bis du den Verschleiß zurücksetzt.

Häufige Fragen

Warum entsteht beim Öffnen eines Schalters ein Lichtbogen?
Beim Trennen unter Last versucht die Induktivität im Stromkreis, den Strom aufrechtzuerhalten. Im noch schmalen Kontaktspalt entsteht dadurch eine hohe Feldstärke, die Luft ionisiert, und es bildet sich ein leitfähiger Plasmakanal. Dieser Lichtbogen führt den Strom weiter, bis er gelöscht wird.
Warum ist Gleichstrom schwerer zu schalten als Wechselstrom?
Wechselstrom geht in jeder Halbperiode durch null, bei 50 Hz also 100-mal pro Sekunde. Im Nulldurchgang verliert der Lichtbogen seine Energie und kann verlöschen. Gleichstrom hat keinen Nulldurchgang, der Bogen muss durch Verlängern, Kühlen oder Aufteilen gelöscht werden.
Was macht eine Löschkammer mit Deionblechen?
Die Löschkammer besteht aus parallel angeordneten Metallblechen über den Kontakten. Der Lichtbogen wird hineingetrieben und in viele kurze Teilbögen zerlegt. Jeder Teilbogen braucht eine eigene Brennspannung, die Summe übersteigt die treibende Spannung, und der Bogen verlischt.
Was kann ich in der Lichtbogen-App vergleichen?
Du vergleichst Wechsel- und Gleichstrom und vier Varianten: ohne Löschung, Löschkammer, RC-Glied und Varistor. Für jeden Schaltvorgang zeigt die App den Spannungs- und Stromverlauf und zählt den Kontaktabbrand über viele Schaltspiele.

Fach: Elektrotechnik & Steuerungstechnik

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