Consolidated Electrodynamics

Eine technisch sehr elegante Methode zur Erzeugung eines Entladungsplasmas, ist das Verfahren der induktiven Kopplung. Im Gegensatz zur linearen Gleichstromentladung erfolgt die Energiezufuhr hierbei elektrodenlos mittels elektromagnetischer Induktion. Prinzipiell handelt es sich bei der induktiven Plasmaanregung um einen Transformator, wobei die Induktionsspule den Primärkreis bildet und das Plasma als Sekundärwindung mit niederohmiger Last fungiert. Allerdings muss gleich zu Beginn dieses Abschnitts auf den ausgeprägten nichtlinearen Charakter einer Gasentladung hingewiesen werden, was eine gute Abstimmung der beiden Kreise aufeinander erforderlich macht um eine maximale Leistungseinkopplung zu erzielen. Zudem erfolgt die Zündung einer rein induktiven Entladung erst bei wesentlich höheren Feldstärken als die bei elktrodenunterstützten Entladungen der Fall ist. Ausschlaggebend ist hier das Zündkriterium für die induktive Plasmaanregung. Analog zum Transformator mit ohmscher Last, kann eine Impedanzanpassung durch eine entsprechende Variation der Primärwindungszahl erzielt werden. Diesem Verfahren sind allerdings enge Grenzen gesetzt. So muss die ins Plasma induzierte elektrische Feldstärke stets hinreichend sein, um die Entladung aufrecht zu erhalten. Das Optimum bei einem vorgegebenen Gasdruck ist durch den Stoletowschen Fixpunkt



gegeben.

Abb. 1: Beispiel einer induktiven Plasmaanregung.

Grundsätzlich erzeugt jeder elektrische Strom I, der durch eine Leiterkonfiguration oder ein Plasma fließt, ein Magnetfeld B. Ist S die von einer Leiterschleife aufgespannte Fläche, dann charakterisiert der magnetische Fluss die magnetische Induktion durch diese Fläche.