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Wie funktioniert ein Lichtbogen-Feuerzeug?

Lichtbogen-Feuerzeuge werden immer beliebter, da sie viele Vorteile haben, doch man möchte sie nicht nur nutzen, sondern auch ihre Funktionsweise verstehen. Sogenannte Lichtbogen-Feuerzeuge (oft auch Plasma-Feuerzeug oder TESLA Lighter genannt) erzeugen über elektrische Spannung einen Lichtbogen, welcher über 1000°C heiß wird. Doch wie die Entstehung dieses Lichtbogens funktioniert wollen wir noch genauer wissen. Dazu braucht es ein paar ganze einfache physikalische Grundlagen, um dieses elektronische Feuerzeug zu verstehen.

Wie entsteht der Lichtbogen?

Beim Lichtbogenfeuerzeug gibt es je nach Bauart, zwei oder vier elektronische Kontakte. Dies hängt davon ab, ob es ein Feuerzeug mit einem oder zwei Lichtbogen ist. Man braucht also für einen Lichtbogen zwei elektrische Kontakte.

Der Lichtblitz

Werden zwei Elektroden gegensätzlich aufgeladen und sind sie nicht zu weit auseinander, so kann ein Lichtfunkt überspringen, ein sogenannter Lichtbogen. Dies funktioniert aber nur, wenn genügend Spannung vorhanden ist. Allgemein kann man sagen, dass pro 1cm Luft es mindestens 1000V braucht. Dies ist auch von der Luftfeuchtigkeit abhängig.

Wie entsteht die hohe Spannung

Ein Lichtbogen-Feuerzeug wird ja nur per USB geladen, welcher maximal 5V bringt. Der Akku selbst hat in der Regel 3,7 V und ist ein Li-Ionen Akku. Es muss also eine elektronische Einheit im Feuerzeug geben, das die Spannung hochtransformiert. Hier gibt es aber ein Problem, es lässt sich nur Wechselspannung transformieren, der Akku liefert aber Gleichspannung.

Über einen sogenannten Transverter wird die Gleichspannung in eine abgehackte Wechselspannung umgewandelt (nicht so schön sinusförmig, wie die Spannung aus der Steckdose, reicht aber für die Zwecke aus) und anschließend hochtransformiert. Dies geschieht über zwei Spulen. Eine Spule hat eine sehr geringe Wicklungszahl, die andere eine sehr hohe Wicklungszahl. So lassen sich Spannungen von mehreren tausend Volt erreichen.

Diese Spannung reicht dann aus, um zwischen den beiden elektrischen Kontakten ein Lichtbogen entstehen zu lassen. Dabei entsteht ein Plasma, woher auch das Wort Plasma-Feuerzeug kommt.

Was ist Plasma?

Ein Plasma wird oftmals der vierte Aggregatzustand benannt, da dies viele neue Eigenschaften besitzt. Ein Plasma ist einfach ein Teilchengemisch aus Ionen und Elektronen. Ein Plasma enthält also freie Ladungsträger. Diesen Zustand hat der Physiker Irving Langmuir erstmals 1928 entdeckt. Er konnte diesen Zustand erzeugen, in er dem gasförmigen Zustand weiter viel Energie hinzugeführt hat. Das ist auch der Grund, warum das Plasma als vierter Aggregatzustand bezeichnet wird. Die anderen drei klassischen Aggregatzustände sind fest, flüssig, gasförmig.

Die Funktionsweise eines Lichtbogenfeuerzeugs nochmals zusammengefasst.

Die Spannung im Akku von 3,7 Volt wird hochtransformiert und so kann zwischen zwei Elektroden mit unterschiedlichem Potential (Plus und Minus Pol) ein Lichtbogen entstehen.

Damit ist die Funktionsweise jetzt hoffentlich verständlich. Nun fragt man sich ob sich so ein Lichtbogenfeuerzeug eventuell für andere Zwecke einsetzen lässt.

Kann das Lichtbogen Feuerzeug als Elektroschocker verwendet werden?

Es ist nicht möglich, das Lichtbogen Feuerzeug als Elektroschocker zu verwenden, da die Spannung dazu zu gering ist. Es eignet sich also nicht als Selbstverteidigungsmöglichkeit. Man kann sich zwar mit den TESLA Lightern schwer verbrennen, weil sehr hohe Temperaturen über 1000°C erreicht werden, aber es ist eben kein Elektroschockerersatz.