Pinch-Effekt (Elektrodynamik)

Als Pinch-Effekt (engl.: to pinch = quetschen) wird ein Phänomen aus der Elektrodynamik bezeichnet, das in der Plasmaphysik und der Schweißtechnik von Bedeutung ist.

Plasmaphysik

In der Plasmaphysik bezeichnet der Begriff das Zusammenziehen eines von genügend großem elektrischen Strom durchflossenen Plasmas zu einem dünnen, komprimierten Plasmaschlauch oder -faden infolge der Wechselwirkung des Plasmastroms mit dem von ihm erzeugten Magnetfeld. Der Pinch-Effekt wurde früher zur Aufheizung und Begrenzung eines Plasmas für extrem hohe Temperaturen (zum Beispiel bei der Kernfusion; siehe auch Z-Maschine) genutzt.

Die Lebensdauer von Pinch-Plasmen beträgt nur Bruchteile von Sekunden. Für die Entwicklung eines Fusionsreaktors sind die Pinch-Effekte daher in den Hintergrund getreten.

Bennett-Gleichung

Die Bennett-Gleichung gibt den zur Kompression einer Plasmasäule im z-Pinch (Pinch, bei dem der Strom axial durch die Plasmasäule fließt) nötigen Strom an. Sie ist benannt nach Willard Harrison Bennett. Für den Entladungsstrom gilt:

$I^2 = \frac{8\pi}{\mu_0}N k_\mathrm{B} T$

mit I: Entladungsstrom, μ₀: magnetische Feldkonstante, N: Ladungsträgerdichte pro Längeneinheit, k_B: Boltzmann-Konstante und T: Plasmatemperatur

Schweißtechnik

In der Schweißtechnik wird auch die Ablösung des Tropfens am Drahtende durch den Effekt der Einschnürung (wegen der Lorentzkraft) als Pinch-Effekt bezeichnet.

Siehe auch

• Reversed field pinch