Kas yra elektros lankas ir kaip jis atsiranda
Lanko formavimas, jo struktūra ir savybės
Įsivaizduokite, kad mes atliekame eksperimentą laboratorijoje. Mes turime du laidus, pavyzdžiui, metalinius vinius. Mes nukreipiame juos vienas į kitą nedideliu atstumu ir prijunkite reguliuojamos įtampos šaltinio gnybtus prie nagų. Jei pamažu padidinsite maitinimo šaltinio įtampą, esant tam tikrai vertei, pamatysime kibirkštis, po kurių susidaro stabilus žaibas, tarsi žaibas.
Taigi galima stebėti jo formavimosi procesą. Tarp elektrodų esantis švytėjimas yra plazma. Tiesą sakant, tai yra elektros lankas arba elektros srovės srautas per dujų terpę tarp elektrodų. Žemiau esančiame paveikslėlyje matote jo struktūrą ir srovės-įtampos charakteristiką:
Čia yra apytikslė temperatūra:
Kodėl atsiranda elektros lankas
Viskas labai paprasta, mes išnagrinėjome straipsnyje apie elektrinis laukastaip pat straipsnyje apie krūvio pasiskirstymas laidininkekad jei į elektrinį lauką pateks koks nors laidus kūnas (pavyzdžiui, plieninė vinis), jo paviršiuje pradės kauptis krūviai. Be to, kuo mažesnis paviršiaus lenkimo spindulys, tuo daugiau jų kaupiasi. Paprastai tariant, nago gale kaupiasi krūviai.
Tarp mūsų elektrodų oras yra dujos. Veikiant elektriniam laukui, vyksta jo jonizacija. Dėl viso to susidaro sąlygos susidaryti elektros lankui.
Įtampa, kurioje atsiranda lankas, priklauso nuo konkrečios terpės ir jos būklės: slėgio, temperatūros ir kitų veiksnių.
Įdomu: pagal vieną versiją šis reiškinys vadinamas savo forma. Faktas yra tas, kad deginant išleidimą oras ar kitos jį supančios dujos sušyla ir pakyla, todėl iškreipiama tiesioji forma ir mes matome lanką ar arką.
Norėdami uždegti lanką, turite arba įveikti terpės nutrūkimo įtampą tarp elektrodų, arba nutraukti elektros grandinę. Jei grandinėje yra didelis induktyvumas, tada pagal perjungimo įstatymus joje esanti srovė negali būti akimirksniu nutraukta, ji toliau teka. Šiuo atžvilgiu įtampa tarp atjungtų kontaktų padidės, o lankas sudegs tol, kol įtampa išnyks, o induktoriaus magnetiniame lauke sukaupta energija išsisklaidys.
Apsvarstykite užsidegimo ir degimo sąlygas:
Tarp elektrodų turėtų būti oras ar kitos dujos. Norint įveikti terpės skilimo įtampą, reikės aukštos dešimties tūkstančių voltų įtampos - tai priklauso nuo atstumo tarp elektrodų ir kitų veiksnių. Norint išlaikyti lanko deginimą, pakanka 50–60 voltų ir 10 amperų ar didesnės srovės. Konkrečios vertės priklauso nuo aplinkos, elektrodų formos ir atstumo tarp jų.
Kenk ir kovok su ja
Mes ištyrėme elektros lanko atsiradimo priežastis, dabar pažvelkime, kiek žalos jis daro ir kaip jį užgesinti. Elektros lankas sugadina perjungimo įrangą. Pastebėjote, kad jei tinkle įjungiate galingą elektrinį įrenginį ir po kurio laiko ištraukite kištuką iš lizdo, įvyksta maža blykstė. Šis lankas susidaro tarp kištuko ir lizdo kontaktų dėl atviros grandinės.
Svarbu! Degant elektros lankui, išsiskiria daug šilumos, jo degimo temperatūra siekia daugiau kaip 3000 laipsnių Celsijaus. Aukštos įtampos grandinėse lanko ilgis siekia metrą ar daugiau. Kyla pavojus tiek pakenkti žmonių sveikatai, tiek įrangos būklei.
Tas pats vyksta ir su šviesos jungikliais, kita perjungimo įranga, tarp jų:
- grandinės pertraukikliai;
- magnetiniai starteriai;
- kontaktoriai ir kita.
Įrenginiuose, kurie naudojami 0,4 kV tinkluose, įskaitant įprastą 220 V, jie naudoja specialią apsauginę įrangą - lanko kameras. Jie reikalingi kontaktams padarytai žalai sumažinti.
Apskritai, lanko kamera yra ypatingos konfigūracijos ir formos laidžių pertvarų, tvirtinamų dielektrinės medžiagos sienomis, rinkinys.
Atidarius kontaktus, susidariusi plazma pasislenka į lanko kamerą, kur ji yra atjungiama į mažus skyrius. Dėl to jis atvėsta ir sudrėksta.
Aukštos įtampos tinkluose naudokite alyvos, vakuumo, dujų jungiklius. Alyvos jungiklyje slopinimas vyksta keičiant alyvos vonios kontaktus. Degindamas elektros lanką aliejuje, jis skyla į vandenilį ir dujas. Aplink kontaktus susidaro dujų burbulas, kuris linkęs dideliu greičiu išeiti iš kameros ir lankas atvėsta, nes vandenilis turi gerą šilumos laidumą.
Vakuuminiuose grandinės pertraukikliuose dujos nėra jonizuotos ir nėra sąlygų lankui degti. Taip pat yra jungikliai, užpildyti aukšto slėgio dujomis. Susidarius elektros lankui, temperatūra juose nedidėja, slėgis pakyla ir dėl to sumažėja dujų jonizacija arba atsiranda dejonizacija. Svarstomos perspektyvios sritys SF6 jungikliai.
Taip pat galima perjungti esant nuliniam kintamajam.
Naudinga programa
Nagrinėjamam reiškiniui buvo rasta daug naudingų programų, pavyzdžiui:
- Apšvietimo prietaisai. Pavyzdžiui, išlydžio lempos (DRL, ksenonas ir kiti tipai). Jei į elektrodus pridėsite tam tikrų metalų druskų, pasikeis elektros lanko spalva.
- Elektrinis lankinis suvirinimas. Kai elektrodas liečia metalo paviršių, teka didelė srovė, kuri kaitina metalą. Kai nuplėšite elektrodą, srovė negali nutrūkti, šildomi paviršiai skleidžia elektrodus ir atsiranda lankas. Lydydami metalu suvirintus paviršius ir išlydydami patį elektrodą, galima sujungti dvi dalis arba jas supjaustyti. Yra įvairių rūšių suvirinimo, pavyzdžiui, naudojant elektrodus ar dujas - anglies dioksidą ar argoną. Jis naudojamas visur ir labai prisideda prie gyvenamųjų ir pramoninių statybų.
- Lakas tirpsta. Elektros lankas priklauso nuo energijos šaltinių elektrinių parametrų, todėl galite kontroliuoti jo degimą. Dėl aukštos temperatūros galima išlydyti daugybę metalų.
Galiausiai mes rekomenduojame pažiūrėti naudingą vaizdo įrašą straipsnio tema:
Dabar jūs žinote, kas yra elektros lankas, kokios yra šio reiškinio priežastys ir galimi taikymo laukai. Tikimės, kad pateikta informacija buvo suprantama ir naudinga jums!
Susijusios medžiagos:
Įkeliama ...
