Elektrik arkı nedir ve nasıl ortaya çıkar?
Ark oluşumu, yapısı ve özellikleri
Bir laboratuvarda deney yaptığımızı düşünün. İki iletkenimiz var, örneğin metal çiviler. Onları kısa bir mesafeye yönlendiriyoruz ve ayarlanabilir bir voltaj kaynağının terminallerini tırnaklara bağlıyoruz. Güç kaynağının voltajını kademeli olarak arttırırsanız, o zaman belirli bir değerde kıvılcımlar göreceğiz, bundan sonra yıldırım benzeri sabit bir parıltı oluşur.
Böylece, oluşum sürecini gözlemleyebiliriz. Elektrotlar arasında oluşan parlaklık plazmadır. Aslında, bu bir elektrik arkı veya elektrotlar arasındaki bir gaz ortamından bir elektrik akımının akışıdır. Aşağıdaki şekilde yapısını ve akım-voltaj karakteristiklerini görebilirsiniz:
Ve yaklaşık sıcaklıklar:
Elektrik arkı neden oluşur?
Her şey çok basit, hakkında bir makalede inceledik elektrik alanıile ilgili makalede olduğu gibi iletkende yük dağılımıelektrik alanına herhangi bir iletken gövde (örneğin çelik çivi) sokulursa, yüzeyinde yükler birikmeye başlayacaktır. Ayrıca, yüzeyin bükülme yarıçapı ne kadar küçük olursa, o kadar fazla birikir. Basit bir ifadeyle, tırnağın ucunda yükler birikir.
Elektrotlarımız arasında hava gazdır. Bir elektrik alanının etkisi altında iyonlaşması gerçekleşir. Bütün bunların bir sonucu olarak, bir elektrik arkı oluşumu için koşullar ortaya çıkar.
Arkın meydana geldiği voltaj, spesifik ortama ve durumuna bağlıdır: basınç, sıcaklık ve diğer faktörler.
Ben merak: bir versiyona göre, bu fenomen şekli nedeniyle denir. Gerçek şu ki, bir deşarjın yakılması sürecinde, etrafındaki hava veya diğer gaz ısınır ve yükselir, bu da doğrusal bir şeklin bozulmasına neden olur ve bir yay veya kemer görürüz.
Arkı ateşlemek için, elektrotlar arasındaki ortamın bozulma voltajının üstesinden gelmeli veya elektrik devresini kesmelisiniz. Devrede büyük bir endüktans varsa, anahtarlama yasalarına göre, içindeki akım anında kesilemez, akmaya devam edecektir. Bu bağlamda, bağlantısı kesilen kontaklar arasındaki voltaj artacak ve voltaj kaybolana ve indüktörün manyetik alanında biriken enerji dağılana kadar ark yanacaktır.
Ateşleme ve yanma koşullarını düşünün:
Elektrotlar arasında hava veya başka bir gaz olmalıdır. Ortamın arıza voltajının üstesinden gelmek için on binlerce voltluk yüksek bir voltaj gerekecektir - bu elektrotlar ve diğer faktörler arasındaki mesafeye bağlıdır. Ark yanmasını korumak için 50-60 volt ve 10 amper veya daha fazla akım yeterlidir. Spesifik değerler çevreye, elektrotların şekline ve aralarındaki mesafeye bağlıdır.
Ona zarar ver ve onunla savaş
Bir elektrik arkı oluşumunun nedenlerini inceledik, şimdi ne kadar zarar verdiğine ve nasıl söndüreceğine bakalım. Elektrik arkı anahtarlama ekipmanına zarar verir. Ağda güçlü bir elektrikli cihazı açarsanız ve bir süre sonra fişi prizden çıkarırsanız, küçük bir flaş oluşur. Bu ark, açık bir devre sonucunda fişin ve prizin kontakları arasında oluşur.
Önemli! Bir elektrik arkının yanması sırasında çok fazla ısı oluşur, yanma sıcaklığı 3000 santigrat derecenin üzerine çıkar. Yüksek voltajlı devrelerde, ark uzunluğu bir metreye veya daha fazlasına ulaşır. Hem insan sağlığına hem de ekipmanın durumuna zarar verme tehlikesi vardır.
Işık anahtarlarında, aralarında aşağıdakiler bulunan diğer anahtarlama ekipmanlarında da aynı şey olur:
- devre kesiciler;
- manyetik yol vericiler;
- kontaktörler ve şeyler.
Normal 220 V dahil olmak üzere 0.4 kV şebekelerde kullanılan cihazlarda özel koruyucu ekipman - ark odaları kullanırlar. Kontaklara verilen hasarı azaltmak için bunlara ihtiyaç vardır.
Genel olarak, ark odası, dielektrik malzemenin duvarları ile tutturulmuş, özel bir konfigürasyon ve şeklin iletken bir bölümler kümesidir.
Temaslar açıldığında, oluşan plazma ark bölmesine doğru eğilir ve burada küçük bölümlere ayrılır. Sonuç olarak, soğur ve söner.
Yüksek voltajlı şebekelerde yağ, vakum, gaz anahtarları kullanın. Yağ anahtarında, baskılama yağ banyosundaki kontaklar değiştirilerek gerçekleşir. Yağda bir elektrik arkı yakarken, hidrojen ve gazlara ayrışır. Hidrojenin iyi termal iletkenliğe sahip olması nedeniyle temasların etrafında yüksek hızda bölmeden çıkma eğilimi gösteren bir gaz kabarcığı ve ark soğur.
Vakum devre kesicilerinde gazlar iyonize değildir ve ark yakma koşulları yoktur. Yüksek basınçlı gazla doldurulmuş anahtarlar da vardır. Bir elektrik arkı oluştuğunda, içlerindeki sıcaklık artmaz, basınç artar ve bu nedenle gazların iyonizasyonu azalır veya deiyonizasyon meydana gelir. Gelecek vaat eden alanlar göz önünde bulundurulur SF6 devre kesiciler.
Sıfır AC'de geçiş yapmak da mümkündür.
Yararlı uygulama
Dikkate alınan fenomen bir dizi yararlı uygulama bulmuştur, örneğin:
- Aydınlatma cihazları. Örneğin, deşarj lambaları (DRL, ksenon ve diğer tipler). Elektrotlara belirli metallerin tuzlarını eklerseniz, elektrik arkının rengi değişecektir.
- Elektrik ark kaynağı. Elektrot metalin yüzeyine dokunduğunda, metali ısıtan yüksek bir akım akar. Elektrotu kopardığınızda, akım kesilemez, ısıtılan yüzeyler elektrotları yayar ve bir ark ortaya çıkar. Metal kaynaklı yüzeyleri eritirken ve elektrodu kendisi eritirken, iki parçayı birleştirmek veya kesmek mümkündür. Örneğin elektrotlar veya gaz - karbondioksit veya argon kullanarak çeşitli kaynak türleri vardır. Her yerde kullanılır ve konut ve endüstriyel inşaatlara büyük katkılarda bulunmuştur.
- Ark eritme. Elektrik arkı, güç kaynaklarının elektriksel parametrelerine bağlıdır, böylece yanmasını kontrol edebilirsiniz. Yüksek sıcaklık nedeniyle, çok sayıda metali eritmek mümkündür.
Son olarak, makalenin konusuyla ilgili faydalı bir video izlemenizi öneririz:
Artık bir elektrik arkının ne olduğunu, bu fenomenin nedenlerini ve olası uygulama alanlarını biliyorsunuz. Sunulan bilgilerin sizin için anlaşılabilir ve yararlı olduğunu umuyoruz!
İlgili malzemeler:
Yükleniyor ...
