Hồ quang điện là gì và nó phát sinh như thế nào
Sự hình thành hồ quang, cấu trúc và tính chất của nó
Hãy tưởng tượng rằng chúng ta đang tiến hành một thí nghiệm trong phòng thí nghiệm. Chúng tôi có hai dây dẫn, ví dụ, đinh kim loại. Chúng tôi chỉ chúng cho nhau ở một khoảng cách ngắn và kết nối các cực của nguồn điện áp quy định với móng. Nếu bạn tăng dần điện áp của nguồn điện, thì ở một giá trị nhất định, chúng ta sẽ thấy tia lửa, sau đó một ánh sáng ổn định như một tia sét được hình thành.
Do đó, người ta có thể quan sát quá trình hình thành của nó. Sự phát sáng hình thành giữa các điện cực là plasma. Trên thực tế, đây là hồ quang điện hoặc dòng điện chạy qua môi trường khí giữa các điện cực. Trong hình bên dưới, bạn thấy cấu trúc của nó và đặc tính điện áp hiện tại:
Và đây là nhiệt độ gần đúng:
Tại sao hồ quang điện xảy ra
Mọi thứ rất đơn giản, chúng tôi đã xem xét trong một bài viết về điện trườngcũng như trong bài viết về phân phối điện tích trong dây dẫnrằng nếu bất kỳ vật dẫn điện nào (ví dụ như đinh thép) được đưa vào điện trường, các điện tích sẽ bắt đầu tích tụ trên bề mặt của nó. Hơn nữa, bán kính uốn của bề mặt càng nhỏ, chúng càng tích lũy. Nói một cách đơn giản, phí tích lũy trên đầu móng tay.
Giữa các điện cực của chúng ta, không khí là khí. Dưới ảnh hưởng của điện trường, sự ion hóa của nó xảy ra. Kết quả của tất cả điều này, các điều kiện phát sinh cho sự hình thành của một hồ quang điện.
Điện áp tại đó hồ quang xảy ra phụ thuộc vào môi trường cụ thể và tình trạng của nó: áp suất, nhiệt độ và các yếu tố khác.
Hấp dẫn: Theo một phiên bản, hiện tượng này được gọi như vậy vì hình dạng của nó. Thực tế là trong quá trình đốt một chất thải, không khí hoặc khí khác xung quanh nó nóng lên và bốc lên, dẫn đến sự biến dạng của hình dạng trực tràng và chúng ta thấy một vòng cung hoặc vòm.
Để đốt cháy hồ quang, bạn phải khắc phục điện áp đánh thủng của môi trường giữa các điện cực hoặc ngắt mạch điện. Nếu có một cuộn cảm lớn trong mạch, thì theo quy luật chuyển mạch, dòng điện trong nó không thể bị gián đoạn ngay lập tức, nó sẽ tiếp tục chảy. Về vấn đề này, điện áp giữa các tiếp điểm bị ngắt sẽ tăng lên và hồ quang sẽ cháy cho đến khi điện áp biến mất và năng lượng tích lũy trong từ trường của cuộn cảm bị tiêu tán.
Xem xét các điều kiện đánh lửa và đốt cháy:
Cần có không khí hoặc khí khác giữa các điện cực. Để khắc phục điện áp sự cố của môi trường, sẽ cần một điện áp cao hàng chục nghìn volt - điều này phụ thuộc vào khoảng cách giữa các điện cực và các yếu tố khác. Để duy trì đốt hồ quang, 50-60 vôn và dòng điện từ 10 ampe trở lên là đủ. Các giá trị cụ thể phụ thuộc vào môi trường, hình dạng của các điện cực và khoảng cách giữa chúng.
Làm hại và chiến đấu với cô ấy
Chúng tôi đã kiểm tra nguyên nhân của sự xuất hiện của hồ quang điện, bây giờ chúng ta hãy xem mức độ nguy hại của nó và cách dập tắt nó. Một hồ quang điện làm hỏng thiết bị chuyển mạch. Bạn nhận thấy rằng nếu bạn bật một thiết bị điện mạnh mẽ trong mạng và sau một thời gian rút phích cắm ra khỏi ổ cắm, một đèn flash nhỏ xuất hiện. Vòng cung này được hình thành giữa các tiếp điểm của phích cắm và ổ cắm là kết quả của một mạch mở.
Quan trọng! Trong quá trình đốt hồ quang điện, rất nhiều nhiệt được tạo ra, nhiệt độ cháy của nó đạt tới giá trị hơn 3000 độ C. Trong các mạch điện áp cao, chiều dài hồ quang đạt tới một mét hoặc hơn. Có một mối nguy hiểm vừa gây hại cho sức khỏe con người và tình trạng của thiết bị.
Điều tương tự cũng xảy ra trong các công tắc đèn, thiết bị chuyển mạch khác trong số đó:
- bộ ngắt mạch;
- khởi động từ tính;
- công tắc tơ và các công cụ.
Trong các thiết bị được sử dụng trong các mạng 0,4 kV, bao gồm cả 220 V thông thường, chúng sử dụng các thiết bị bảo vệ đặc biệt - buồng vũ trang. Chúng là cần thiết để giảm thiệt hại cho các liên hệ.
Nhìn chung, buồng vũ trang là một tập hợp các phân vùng dẫn có cấu hình và hình dạng đặc biệt, được gắn chặt với nhau bằng các bức tường của vật liệu điện môi.
Khi các tiếp điểm được mở, plasma hình thành uốn cong về phía buồng vũ trang, nơi nó bị ngắt kết nối thành các phần nhỏ. Kết quả là, nó nguội đi và ẩm ướt.
Trong mạng cao áp sử dụng công tắc dầu, chân không, gas. Trong công tắc dầu, sự ức chế xảy ra bằng cách chuyển đổi các tiếp điểm trong bể dầu. Khi đốt một hồ quang điện trong dầu, nó bị phân hủy thành hydro và khí. Một bong bóng khí hình thành xung quanh các điểm tiếp xúc, có xu hướng thoát ra khỏi buồng ở tốc độ cao và hồ quang nguội đi, vì hydro có tính dẫn nhiệt tốt.
Trong các bộ ngắt mạch chân không, khí không bị ion hóa và không có điều kiện để đốt cháy hồ quang. Ngoài ra còn có công tắc chứa đầy khí áp suất cao. Với sự hình thành của hồ quang điện, nhiệt độ trong chúng không tăng, áp suất tăng và do đó, quá trình ion hóa các khí giảm hoặc khử ion xảy ra. Khu vực đầy hứa hẹn được xem xét Bộ ngắt mạch SF6.
Cũng có thể chuyển đổi ở mức 0 AC.
Ứng dụng hữu ích
Hiện tượng được xem xét đã tìm thấy một số ứng dụng hữu ích, ví dụ:
- Thắp sáng. Ví dụ, đèn phóng điện (DRL, xenon và các loại khác). Nếu bạn thêm muối của một số kim loại nhất định vào các điện cực, màu của hồ quang điện sẽ thay đổi.
- Hàn hồ quang. Khi điện cực chạm vào bề mặt kim loại, dòng điện cao sẽ làm nóng kim loại. Khi bạn xé điện cực, dòng điện không thể bị gián đoạn, các bề mặt nóng lên phát ra các điện cực và một vòng cung phát sinh. Khi làm nóng chảy các bề mặt hàn kim loại và làm nóng chảy chính điện cực, có thể nối hai phần hoặc cắt chúng. Có nhiều loại hàn, ví dụ, sử dụng điện cực hoặc khí - carbon dioxide hoặc argon. Nó được sử dụng ở khắp mọi nơi và đã đóng góp rất lớn cho xây dựng nhà ở và công nghiệp.
- Arc tan chảy. Hồ quang điện phụ thuộc vào các thông số điện của các nguồn điện, vì vậy bạn có thể kiểm soát sự cháy của nó. Do nhiệt độ cao, có thể làm tan chảy một số lượng lớn kim loại.
Cuối cùng, chúng tôi khuyên bạn nên xem một video hữu ích về chủ đề của bài viết:
Bây giờ bạn đã biết hồ quang điện là gì, nguyên nhân của hiện tượng này và các lĩnh vực ứng dụng có thể là gì. Chúng tôi hy vọng rằng thông tin được cung cấp là dễ hiểu và hữu ích cho bạn!
Tài liệu liên quan:
Đang tải...
