Što je električni luk i kako nastaje
Formiranje luka, njegova struktura i svojstva
Zamislite da provodimo eksperiment u laboratoriji. Imamo dva vodiča, na primjer, metalne čavle. Usmjerimo ih jedno na drugo na maloj udaljenosti i spajamo terminale reguliranog izvora napona na nokte. Ako postupno povećavate napon izvora napajanja, tada ćemo na određenoj vrijednosti vidjeti iskre, nakon čega se formira stabilan sjaj sličan munje.
Tako se može promatrati postupak njegovog formiranja. Sjaj koji nastaje između elektroda je plazma. Zapravo, ovo je električni luk ili protok električne struje kroz plinski medij između elektroda. Na slici ispod vidite njegovu strukturu i karakteristiku struje napona:
A evo i približne temperature:
Zašto nastaje električni luk
Sve je vrlo jednostavno, ispitali smo u članku o električno poljekao i u članku o raspodjela naboja u vodičuda ako se bilo koje provodljivo tijelo (na primjer čelični čavao) uvede u električno polje, na površini će se početi nakupljati naboji. Štoviše, manji je polumjer savijanja površine, to se više akumulira. Jednostavno rečeno, naboji se nakupljaju na vrhu nokta.
Između naših elektroda zrak je plin. Pod utjecajem električnog polja dolazi do njegove ionizacije. Kao rezultat svega toga, stvaraju se uvjeti za stvaranje električnog luka.
Napon na kojem se luk javlja ovisi o specifičnom mediju i njegovom stanju: tlaku, temperaturi i drugim faktorima.
Pitam se: prema jednoj verziji taj se fenomen naziva zbog svog oblika. Činjenica je da se u procesu izgaranja pražnjenja zrak ili drugi plin koji ga okružuje zagrijava i diže, što rezultira izobličenjem pravokutnog oblika i vidimo luk ili luk.
Da biste zapalili luk, morate ili prevladati proboj napona medija između elektroda ili prekinuti električni krug. Ako je u indukcijskom krugu velika induktivnost, tada, prema zakonima prebacivanja, struja u njemu ne može se odmah prekinuti, ona će i dalje teći. S tim u vezi, napon između isključenih kontakata će se povećavati, a luk će gorjeti dok napon ne nestane i potroši se energija akumulirana u magnetskom polju induktora.
Razmotrite uvjete paljenja i izgaranja:
Između elektroda mora postojati zrak ili drugi plin. Za prevladavanje proboja napona medija bit će potreban visoki napon od nekoliko desetaka tisuća volti - to ovisi o udaljenosti između elektroda i drugih čimbenika. Za održavanje gorenja luka dovoljno je 50-60 volti i struja od 10 ampera ili više. Specifične vrijednosti ovise o okolini, obliku elektroda i udaljenosti između njih.
Šteti i boriti se s njom
Ispitali smo uzroke pojave električnog luka, sada pogledajmo koliko štete čini i kako ga ugasiti. Električni luk oštećuje sklopnu opremu. Primijetili ste da ako uključite snažni električni uređaj u mreži i nakon nekog vremena izvučete utikač iz utičnice, pojavit će se mali bljesak. Ovaj luk nastaje između kontakata utikača i utičnice kao rezultat otvorenog kruga.
Važno! Tijekom izgaranja električnog luka nastaje puno topline, njegova temperatura gorenja doseže vrijednosti veće od 3000 stupnjeva Celzijusa. U krugovima visokog napona duljina luka doseže metar ili više. Postoji opasnost štetnog za zdravlje ljudi i stanja opreme.
Ista stvar se događa s prekidačima za svjetlo, ostalom preklopnom opremom među kojima:
- sklopke;
- magnetski starteri;
- kontaktori i stvari.
U uređajima koji se koriste u mrežama od 0,4 kV, uključujući uobičajenu 220 V, koriste se posebna zaštitna oprema - lučne komore. Potrebne su za smanjenje štete koju nanose kontaktima.
Općenito, lučna komora je skup provodnih pregrada posebne konfiguracije i oblika, pričvršćenih zajedno zidovima od dielektričnog materijala.
Kad se kontakti otvore, formirana plazma savija se prema streličnoj komori, gdje se odvaja u male dijelove. Kao rezultat toga, ona se hladi i vlaži.
U visokonaponskim mrežama koristite prekidače za ulje, vakuum, plin. U prekidaču za ulje, potiskivanje se događa prebacivanjem kontakata u uljnoj kupelji. Pri gorenju električnog luka u ulju razlaže se na vodik i plinove. Oko kontakata formira se mjehurić plina, koji ima tendenciju probijanja iz komore velikom brzinom, a luk se hladi, jer vodik ima dobru toplinsku provodljivost.
U vakuumskim prekidačima plinovi nisu ionizirani i ne postoje uvjeti za gorenje luka. Postoje i prekidači napunjeni plinom visokog pritiska. S nastajanjem električnog luka temperatura u njima ne raste, tlak raste i zbog toga se ionizacija plinova smanjuje ili dolazi do deionizacije. Promatraju se područja koja obećavaju SF6 prekidači.
Također je moguće prebaciti na nula izmjeničnog napona.
Korisna aplikacija
Razmatrani fenomen pronašao je brojne korisne aplikacije, na primjer:
- Rasvjetni uređaji. Na primjer, žarulje za pražnjenje (DRL, ksenon i druge vrste). Ako elektrodama dodate soli određenih metala, promijenit će se boja električnog luka.
- Električno lučno zavarivanje. Kad elektroda dodirne površinu metala, teče velika struja koja zagrijava metal. Kad otkinete elektrodu, struja se ne može prekinuti, grijane površine emitiraju elektrode i nastaje luk. Pri topljenju metalno zavarenih površina i topljenju same elektrode moguće je spajanje dva dijela ili rezanje istih. Postoje razne vrste zavarivanja, na primjer, pomoću elektroda ili plina - ugljičnog dioksida ili argona. Koristi se svugdje i dao je ogroman doprinos u stambenoj i industrijskoj gradnji.
- Taljenje luka. Električni luk ovisi o električnim parametrima izvora napajanja, tako da možete kontrolirati njegovo gorenje. Zbog visoke temperature može se rastopiti veliki broj metala.
Za kraj, preporučujemo vam pogledati koristan video o temi članka:
Sada znate što je električni luk, koji su uzroci ove pojave i moguća područja primjene. Nadamo se da su vam navedeni podaci bili razumljivi i korisni!
Srodni materijali:
Učitavanje ...
