Vad är en elektrisk båge och hur uppstår den
Bågbildning, dess struktur och egenskaper
Föreställ dig att vi genomför ett experiment i ett laboratorium. Vi har två ledare, till exempel metallspikar. Vi pekar dem mot varandra på kort avstånd och ansluter terminalerna på den reglerade spänningskällan till spikarna. Om du gradvis ökar kraftkällans spänning, kommer vi vid ett visst värde att se gnistor, varefter en stabil glöd som liknar blixt bildas.
Således kan man observera processen för dess bildning. Glödet som bildas mellan elektroderna är plasma. I själva verket är detta den elektriska bågen eller flödet av elektrisk ström genom gasmediet mellan elektroderna. I figuren nedan ser du dess struktur och strömspänningskarakteristiken:
Och här är de ungefärliga temperaturerna:
Varför en elektrisk båge inträffar
Allt är väldigt enkelt, undersökte vi i en artikel om elektriskt fältsåväl som i artikeln om laddningsfördelning i konduktornatt om någon ledande kropp (exempelvis stålspik) införs i ett elektriskt fält, kommer laddningar att börja ackumuleras på dess yta. Dessutom, desto mindre ytans böjningsradie, desto mer ackumuleras de. Enkelt uttryck samlas laddningar på spetsspetsen.
Mellan våra elektroder är luft gas. Under påverkan av ett elektriskt fält sker dess jonisering. Som ett resultat av allt detta uppstår förhållanden för bildandet av en elektrisk båge.
Spänningen vid vilken bågen inträffar beror på det specifika mediet och dess tillstånd: tryck, temperatur och andra faktorer.
Jag undrar: enligt en version kallas detta fenomen på grund av dess form. Faktum är att i processen med att bränna ett urladdning värms luften eller annan gas som omger den upp och stiger, vilket resulterar i en snedvridning av en rätlinjig form och vi ser en båge eller båge.
För att antända bågen måste du antingen övervinna spänningen för mediet mellan elektroderna eller bryta den elektriska kretsen. Om det finns en stor induktans i kretsen, kan strömmen i den enligt strömbrytningslagarna inte avbrytas direkt, den kommer att fortsätta att flöda. I detta avseende kommer spänningen mellan de frånkopplade kontakterna att öka, och bågen kommer att bränna tills spänningen försvinner och energin som ackumuleras i induktorns magnetfält sprids.
Tänk på villkoren för antändning och förbränning:
Det bör finnas luft eller annan gas mellan elektroderna. För att övervinna mediets nedspänning krävs en högspänning på tiotusentals volt - detta beror på avståndet mellan elektroderna och andra faktorer. För att upprätthålla bågsbränning räcker det med 50-60 volt och en ström på 10 ampere eller mer. Specifika värden beror på miljön, formen på elektroderna och avståndet mellan dem.
Skada och slåss med henne
Vi undersökte orsakerna till förekomsten av en elektrisk båge, låt oss nu titta på hur mycket skada den gör och hur man släcker den. En elektrisk båge skadar kopplingsutrustningen. Du märkte att om du sätter på en kraftfull elektrisk enhet i nätverket och efter en tid drar kontakten ur uttaget, inträffar en liten blixt. Denna båge bildas mellan kontakterna på kontakten och utloppet som ett resultat av en öppen krets.
Viktigt! Under förbränningen av en elektrisk båge genereras mycket värme, dess bränntemperatur når värden på mer än 3000 grader Celsius. I högspänningskretsar når båglängden en meter eller mer. Det finns en risk att både skada människors hälsa och utrustningens skick.
Samma sak händer i ljusströmbrytarna, annan kopplingsutrustning bland vilka:
- brytare;
- magnetiska förrätter;
- kontaktorer och grejer.
I enheter som används i 0,4 kV-nätverk, inklusive vanliga 220 V, använder de speciell skyddsutrustning - bågar. De behövs för att minska skadorna på kontakter.
I allmänhet är ljuskammaren en uppsättning ledande partitioner med en speciell utformning och form, fästade av väggar av dielektriskt material.
När kontakterna öppnas böjs den formade plasman mot ljusbågens kammare, där den kopplas från i små sektioner. Som ett resultat kyls det och tappar.
I högspänningsnät använder du växlar, olja, vakuum och gas. I oljeomkopplaren sker undertrycket genom att byta kontakter i oljebadet. När en elektrisk båge bränns i olja, sönderdelas den till väte och gaser. En gasbubbla bildas runt kontakterna, som tenderar att bryta ut ur kammaren med hög hastighet och bågen svalnar, eftersom väte har god värmeledningsförmåga.
I vakuumströmbrytare joneras inte gaser och det finns inga villkor för bågsförbränning. Det finns också omkopplare fyllda med högtrycksgas. När det bildas en elektrisk båge ökar inte temperaturen i dem, trycket stiger, och på grund av detta minskar joniseringen av gaserna eller avjoniseringen sker. Lovande områden beaktas SF6 brytare.
Det är också möjligt att växla vid noll AC.
Användbar applikation
Det övervägande fenomenet har hittat ett antal användbara applikationer, till exempel:
- Belysningsenheter. Till exempel urladdningslampor (DRL, xenon och andra typer). Om du lägger till salter av vissa metaller till elektroderna kommer färgen på den elektriska bågen att förändras.
- Elektrisk bågsvetsning. När elektroden berör metallens yta flyter en hög ström som värmer upp metallen. När du slir av elektroden kan strömmen inte avbrytas, de uppvärmda ytorna avger elektroderna och en båge uppstår. När man smälter metallsvetsade ytor och smälter själva elektroden är det möjligt att förena två delar eller skära dem. Det finns olika typer av svetsning, till exempel med hjälp av elektroder eller gas - koldioxid eller argon. Det används överallt och har gett ett enormt bidrag till bostads- och industrikonstruktion.
- Båge smälter. Den elektriska bågen beror på de elektriska parametrarna för strömkällorna, så att du kan kontrollera bränningen. På grund av den höga temperaturen är det möjligt att smälta ett stort antal metaller.
Slutligen rekommenderar vi att du tittar på en användbar video om artikelns ämne:
Nu vet du vad en elektrisk båge är, vilka är orsakerna till detta fenomen och möjliga användningsområden. Vi hoppas att den information som lämnades var förståelig och användbar för dig!
Relaterade material:
Hämtar ...
