Kas ir elektriskā loka un kā tā rodas
Loka veidojums, tā uzbūve un īpašības
Iedomājieties, ka mēs veicam eksperimentu laboratorijā. Mums ir divi vadītāji, piemēram, metāla naglas. Mēs tos nelielā attālumā norādām viens otram un savienojam ar naglām regulētā sprieguma avota spailes. Ja pakāpeniski palielināsit strāvas avota spriegumu, tad pie noteiktas vērtības mēs redzēsim dzirksteles, pēc kurām veidojas stabils mirdzums līdzīgs.
Tādējādi var novērot tā veidošanās procesu. Kvēls, kas veidojas starp elektrodiem, ir plazma. Faktiski tā ir elektriskā loka vai elektriskās strāvas plūsma caur gāzes vidi starp elektrodiem. Zemāk redzamajā attēlā redzat tā struktūru un strāvas-sprieguma raksturlielumus:
Un šeit ir aptuvenā temperatūra:
Kāpēc rodas elektriskā loka
Viss ir ļoti vienkārši, mēs izskatījām rakstā par elektriskais laukskā arī rakstā par lādiņa sadalījums vadītājāja elektriskā laukā tiek ievadīts kāds vadošs korpuss (piemēram, tērauda nags), uz tā virsmas sāks uzkrāties lādiņi. Turklāt, jo mazāks ir virsmas lieces rādiuss, jo vairāk tās uzkrājas. Vienkārši izsakoties, naga galā uzkrājas lādiņi.
Starp mūsu elektrodiem gaiss ir gāze. Elektriskā lauka ietekmē notiek tā jonizācija. Tā rezultātā rodas apstākļi elektriskās loka veidošanai.
Spriegums, pie kura rodas loka, ir atkarīgs no konkrētās vides un tās stāvokļa: spiediena, temperatūras un citiem faktoriem.
Interesanti: saskaņā ar vienu versiju šī parādība tiek saukta tās formas dēļ. Fakts ir tāds, ka izlādes sadedzināšanas laikā gaiss vai cita gāze, kas to ieskauj, sasilst un paaugstinās, kā rezultātā tiek izkropļota taisna forma, un mēs redzam loku vai arku.
Lai aizdedzinātu loku, jums vai nu jāpārvar barotnes sabrukšanas spriegums starp elektrodiem, vai arī jāpārrauj elektriskā ķēde. Ja ķēdē ir liela induktivitāte, tad saskaņā ar komutācijas likumiem tajā esošo strāvu nevar uzreiz pārtraukt, tā turpinās plūst. Šajā sakarā palielināsies spriegums starp atvienotajiem kontaktiem, un loka degšana notiks, līdz spriegums pazūd un induktora magnētiskajā laukā uzkrātā enerģija tiek izkliedēta.
Apsveriet aizdegšanās un sadegšanas apstākļus:
Starp elektrodiem jābūt gaisam vai citai gāzei. Lai pārvarētu barošanas avota sabrukšanas spriegumu, būs nepieciešams augsts desmitiem tūkstošu voltu spriegums - tas ir atkarīgs no attāluma starp elektrodiem un citiem faktoriem. Lai uzturētu loka dedzināšanu, pietiek ar 50–60 voltiem un strāvu 10 ampēros vai vairāk. Konkrētās vērtības ir atkarīgas no vides, elektrodu formas un attāluma starp tiem.
Kaitē un cīnies ar viņu
Mēs pārbaudījām elektriskā loka parādīšanās cēloņus, tagad apskatīsim, cik lielu kaitējumu tas nodara un kā to nodzēst. Elektriskā loka dēļ tiek bojāts komutācijas aprīkojums. Jūs ievērojāt, ka, ieslēdzot jaudīgu elektrisko ierīci tīklā un pēc kāda laika izvelkot kontaktdakšu no kontaktligzdas, rodas neliela zibspuldze. Šī loka veidojas starp spraudņa un kontaktligzdas kontaktiem atvērtas ķēdes rezultātā.
Svarīgi! Elektriskā loka sadedzināšanas laikā rodas daudz siltuma, tā degšanas temperatūra sasniedz vērtības, kas pārsniedz 3000 grādus pēc Celsija. Augstsprieguma ķēdēs loka garums sasniedz metru vai vairāk. Pastāv kaitējums gan cilvēku veselībai, gan aprīkojuma stāvoklim.
Tas pats notiek ar gaismas slēdžiem, citām komutācijas iekārtām, starp kurām:
- slēdži;
- magnētiskie starteri;
- kontaktori un citas lietas.
Ierīcēs, kuras tiek izmantotas 0,4 kV tīklos, ieskaitot parasto 220 V, viņi izmanto īpašu aizsardzības aprīkojumu - loka kameras. Tie ir nepieciešami, lai samazinātu kontaktiem nodarīto kaitējumu.
Parasti loka kamera ir īpašas konfigurācijas un formas vadošu starpsienu komplekts, kas piestiprināts ar dielektriskā materiāla sienām.
Atverot kontaktus, izveidotā plazma noliecas lokveida kameras virzienā, kur tā tiek atvienota mazās sekcijās. Rezultātā tas atdziest un mitrina.
Augstsprieguma tīklos izmantojiet eļļas, vakuuma, gāzes slēdžus. Eļļas slēdzī slāpēšana notiek, pārslēdzot kontaktus eļļas vannā. Dedzinot elektrisko loku eļļā, tas sadalās ūdeņradī un gāzēs. Ap kontaktiem veidojas gāzes burbulis, kam ir tendence lielā ātrumā izdalīties no kameras un loka atdziest, jo ūdeņradim ir laba siltumvadītspēja.
Vakuuma slēdžos gāzes nav jonizētas, un nav apstākļu loka dedzināšanai. Ir arī slēdži, kas piepildīti ar augstspiediena gāzi. Kad veidojas elektriskā loka, temperatūra tajās nepalielinās, spiediens paaugstinās, un tāpēc gāzu jonizācija samazinās vai notiek dejonizācija. Tiek apsvērtas daudzsološās jomas SF6 slēdži.
Ir iespējams arī pārslēgties pie nulles maiņstrāvas.
Noderīga aplikācija
Apsvērtā parādība ir atradusi vairākus noderīgus lietojumus, piemēram:
- Apgaismošanas ierīces. Piemēram, gāzizlādes spuldzes (DRL, ksenons un citi veidi). Ja elektrodiem pievienosit noteiktu metālu sāļus, elektriskā loka krāsa mainīsies.
- Elektriskā loka metināšana. Kad elektrods pieskaras metāla virsmai, plūst liela strāva, kas silda metālu. Noplēšot elektrodu, strāvu nevar pārtraukt, uzkarsētās virsmas izstaro elektrodus un rodas loka. Kausējot metāla metinātas virsmas un izkausējot pašu elektrodu, ir iespējams savienot divas daļas vai tās sagriezt. Ir dažādi metināšanas veidi, piemēram, izmantojot elektrodus vai gāzi - oglekļa dioksīdu vai argonu. Tas tiek izmantots visur un ir devis milzīgu ieguldījumu dzīvojamo un rūpniecības būvniecībā.
- Loka kausēšana. Elektriskā loka darbība ir atkarīga no enerģijas avotu elektriskajiem parametriem, tāpēc jūs varat kontrolēt tā degšanu. Augstās temperatūras dēļ ir iespējams izkausēt lielu skaitu metālu.
Visbeidzot, mēs iesakām noskatīties noderīgu videoklipu par raksta tēmu:
Tagad jūs zināt, kas ir elektriskā loka, kādi ir šīs parādības cēloņi un iespējamie pielietojuma lauki. Mēs ceram, ka sniegtā informācija jums bija saprotama un noderīga!
Saistītie materiāli:
Notiek ielāde ...
