Шта је електрични лук и како настаје

Приликом пребацивања електричних уређаја или пренапона у кругу између делова напона може се појавити електрични лук. Може се користити у корисне технолошке сврхе и истовремено бити штетно за опрему. Тренутно су инжењери развили бројне методе за контролу и коришћење електричног лука у корисне сврхе. У овом чланку ћемо размотрити како настаје, његове последице и обим.

Садржај:

Формирање лука, његова структура и својства
Зашто се појављује електрични лук
Штети и бори се са њом
Корисна апликација

Формирање лука, његова структура и својства

Замислите да проведемо експеримент у лабораторији. Имамо два проводника, на пример, металне чавле. Усмјеримо их на малу удаљеност и спајамо терминале регулисаног извора напона на нокте. Ако постепено повећавате напон извора напајања, тада ћемо на одређеној вредности видети искре, након чега се формира стабилан сјај сличан муње.

Тако се може посматрати процес његовог формирања. Сјај који настаје између електрода је плазма. У ствари, ово је електрични лук или проток електричне струје кроз гасни медијум између електрода. На слици испод видите његову структуру и карактеристику напона струје:

А ево и приближних температура:

Зашто се појављује електрични лук

Све је врло једноставно, испитали смо у чланку о електрично пољекао и у чланку о расподјела набоја у проводникуда ако се било које проводљиво тело (на пример челични чавао) уведе у електрично поље, на површини ће се почети накупљати набоји. Штавише, што је мањи радијус савијања површине, то се више акумулира. Једноставно речено, набоји се накупљају на врху нокта.

Између наших електрода ваздух је гас. Под утицајем електричног поља долази до његове јонизације. Као резултат свега тога, стварају се услови за формирање електричног лука.

Напон на коме се лук налази зависи од специфичног медија и његовог стања: притиска, температуре и других фактора.

Занимљиво: према једној верзији, овај феномен се назива због свог облика. Чињеница је да се у процесу сагоревања пражњења ваздух или други гас који га окружује загрева и диже, што резултира изобличењем правокутног облика и видимо лук или лук.

Да бисте запалили лук, морате или савладати напон пробијања медија између електрода или прекинути електрични круг. Ако је у индукцијском кругу велика индуктивност, тада, према законима пребацивања, струја у њему не може се прекинути тренутно, и даље ће тећи. С тим у вези, напон између искључених контаката ће се повећавати, а лук ће горјети све док напон не нестане и потроши се енергија акумулирана у магнетном пољу индуктора.

Размотрите услове паљења и изгарања:

Између електрода мора постојати зрак или други плин. Да бисте превазишли прекидни напон медија, биће потребан високи напон од десетина хиљада волти - то зависи од растојања између електрода и других фактора. За одржавање сагоревања лука довољно је 50-60 волти и струја од 10 ампера или више. Специфичне вредности зависе од околине, облика електрода и удаљености између њих.

Штети и бори се са њом

Испитали смо узроке појаве електричног лука, а сада погледајмо колико штете наноси и како га угасити. Електрични лук оштећује склопну опрему. Примијетили сте да ако укључите снажни електрични уређај у мрежи и након неког времена извучете утикач из утичнице, настаје мали блиц. Овај лук настаје између контаката утикача и утичнице као резултат отвореног круга.

Важно! За време паљења електричног лука настаје много топлоте, његова температура горења достиже вредности веће од 3000 степени Целзијуса. У круговима високог напона дужина лука достиже метар или више. Постоји опасност да нанесете штету људском здрављу и стању опреме.

Иста ствар се догађа и са прекидачима за светло, другом опремом за пребацивање међу којима:

прекидачи;
магнетни стартери;
контактори и друго.

У уређајима који се користе у мрежама од 0,4 кВ, укључујући уобичајену 220 В, користе се посебна заштитна опрема - лучне коморе. Потребни су да би се смањила штета на контактима.

Опћенито, лучна комора је скуп проводних преграда посебне конфигурације и облика, причвршћених зидовима од диелектричног материјала.

Када се контакти отворе, формирана плазма савија се према стреличној комори, где се одваја у мале секције. Као резултат тога, хлади се и влажи се.

У високонапонским мрежама користите прекидаче за уље, вакуум, гас. У прекидачу за уље, потискивање се врши пребацивањем контаката у уљној купељи. При сагоревању електричног лука у уљу разлаже се на водоник и гасове. Око контаката формира се мехурић гаса, који има тенденцију да се избаци из коморе великом брзином, а лук се хлади, јер водоник има добру топлотну проводљивост.

У вакумским прекидачима гасови нису јонизовани и не постоје услови за горење лука. Постоје и прекидачи напуњени гасом високог притиска. Са формирањем електричног лука температура у њима не расте, притисак се повећава и због тога се смањује ионизација гасова или деионизација. Обећавају се подручја СФ6 прекидачи.

Могуће је и пребацивање на нула АЦ.

Корисна апликација

Разматрани феномен је нашао бројне корисне примене, на пример:

Расветни уређаји. На пример, лампе за пражњење (ДРЛ, ксенон и друге врсте). Ако додате соли одређених метала електродама, боја електричног лука ће се променити.
Електрично лучно заваривање. Када електрода додирне површину метала, тече велика струја, која загрева метал. Када искључите електроду, струја се не може прекинути, загрејане површине емитују електроде и настаје лук. При топљењу метално заварених површина и топљењу саме електроде могуће је спајање два дела или резање истих. Постоје разне врсте заваривања, на пример, помоћу електрода или гаса - угљендиоксида или аргона. Користи се свуда и даје велики допринос у стамбеној и индустријској изградњи.
Таљење лука. Електрични лук зависи од електричних параметара извора напајања, тако да можете контролисати његово сагоревање. Због високе температуре могуће је растопити велики број метала.