Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Při spínání elektrických zařízení nebo přepětí se v obvodu mezi živými částmi může objevit elektrický oblouk. Lze jej použít pro užitečné technologické účely a zároveň být škodlivý pro zařízení. V současné době inženýři vyvinuli řadu metod pro řízení a používání elektrického oblouku pro užitečné účely. V tomto článku se budeme zabývat tím, jak vzniká, jeho důsledky a rozsah.

Tvorba oblouku, jeho struktura a vlastnosti

Představte si, že provádíme experiment v laboratoři. Máme dva vodiče, například kovové hřebíky. Umístěte je na krátkou vzdálenost a připojte výstupy nastavitelného zdroje napětí k hřebíkům. Pokud postupně zvyšujeme napětí zdroje energie, pak při určité hodnotě vidíme jiskry, po kterých se vytváří stálý blesk jako blesk.

Lze tedy pozorovat proces jeho formování. Záře, která se tvoří mezi elektrodami, je plazma. Ve skutečnosti se jedná o elektrický oblouk nebo tok elektrického proudu plynným médiem mezi elektrodami. Na obrázku níže vidíte jeho strukturu a charakteristiku proudového napětí:

A zde - přibližné hodnoty teploty:

Proč dochází k elektrickému oblouku?

Všechno je velmi jednoduché, v článku o elektrickém poli, stejně jako v článku o rozložení nábojů v vodiči, jsme se zabývali tím, že pokud nějaké vodivé těleso (např. Ocelový hřeb) přivede do elektrického pole, na jeho povrchu se začnou hromadit náboje. Čím menší je poloměr ohybu povrchu, tím více se hromadí. Jednoduše řečeno - náboje se hromadí na špičce nehtu.

Mezi našimi elektrodami je vzduch. Při působení elektrického pole dochází k jeho ionizaci. V důsledku toho vznikají podmínky pro vytvoření elektrického oblouku.

Napětí, při kterém dochází k oblouku, závisí na specifickém médiu a jeho stavu: tlaku, teplotě a dalších faktorech.

Zajímavé: podle jedné z verzí se tento jev nazývá kvůli svému tvaru. Faktem je, že v procesu spalování výboje se vzduch nebo jiné okolí plynu zahřívá a stoupá, což má za následek deformaci přímočarého tvaru a vidíme oblouk nebo oblouk.

Abyste zapálili oblouk, musíte buď překonat průrazné napětí média mezi elektrodami nebo přerušit elektrický obvod. Pokud je v obvodu velká indukčnost, pak podle zákonů komutace nemůže být proud v něm přerušen okamžitě, bude pokračovat v toku. V tomto ohledu se napětí mezi odpojenými kontakty zvýší a oblouk bude hořet, dokud napětí nezmizí a energie akumulovaná v magnetickém poli induktoru nebude rozptýlena.

Zvažte podmínky vznícení a spalování:

Mezi elektrodami musí být vzduch nebo jiný plyn. K překonání průrazného napětí média je zapotřebí vysoké napětí desítek tisíc voltů - to závisí na vzdálenosti mezi elektrodami a dalšími faktory. 50-60 V a 10 ampérů nebo více ampérů jsou dostatečné pro udržení hoření oblouku. Specifické hodnoty závisí na prostředí, tvaru elektrod a vzdálenosti mezi nimi.

Harm a bojuj s tím

Uvažovali jsme o příčinách elektrického oblouku, nyní se podívejme, jaký druh poškození způsobuje a jak ho uhasit. Elektrické spínací zařízení poškozuje elektrický oblouk. Všimli jste si, že pokud zapnete výkonný elektrický spotřebič do sítě a po určité době vytáhnete zástrčku ze zásuvky - dojde k malému záblesku. Tento oblouk je vytvořen mezi kolíky zástrčky a zásuvkou v důsledku přerušení elektrického obvodu.

Je to důležité! Během hoření elektrického oblouku se uvolňuje velké množství tepla, přičemž teplota hoření dosahuje hodnot více než 3000 stupňů Celsia. Ve vysokonapěťových obvodech dosahuje délka oblouku metr nebo více. Hrozí nebezpečí poškození zdraví a stavu zařízení.

Totéž se děje ve světelných spínačích, jiných spínacích zařízeních, mezi kterými jsou:

  • jističe;
  • magnetické spouštěče;
  • stykače a další.

V zařízeních, která se používají v sítích 0, 4 kV, včetně obvyklých 220 V, používejte speciální prostředky ochrany - kamery potlačující oblouk. Jsou potřebné ke snížení poškození kontaktů.

Obecně, oblouková komora je soubor vodivých příček zvláštního uspořádání a tvaru, upevněný stěnami dielektrického materiálu.

Když jsou kontakty otevřeny, výsledná plazma se ohne směrem k komoře pro potlačení oblouku, kde je rozdělena na malé oblasti. V důsledku toho se ochladí a zhasne.

Ve vysokonapěťových sítích používejte olejové, vakuové, plynové spínače. V olejovém spínači dochází ke kalení spínáním kontaktů v olejové lázni. Když se v oleji spálí elektrický oblouk, rozkládá se na vodík a plyny. Kolem kontaktů se tvoří plynová bublina, která má tendenci unikat z komory při vysoké rychlosti a oblouk se ochladí, protože vodík má dobrou tepelnou vodivost.

Vakuové jističe neionizují plyny a nejsou zde žádné podmínky pro vypálení oblouku. Jsou zde také vysokotlaké plynové spínače. Když se vytvoří elektrický oblouk, teplota v nich se nezvyšuje, tlak stoupá, a proto dochází k poklesu ionizace plynů nebo dochází k deionizaci. Plynové izolační spínače jsou považovány za slibný směr.

Přepínání je také možné při nulovém AC.

Užitečná aplikace

Uvažovaný jev našel řadu užitečných aplikací, například:

  1. Osvětlení. Například obloukové výbojky (DRL, xenon a další typy). Pokud na elektrody přidáte soli určitých kovů, změní se barva elektrického oblouku.
  2. Elektrické obloukové svařování. Když se elektroda dotkne kovového povrchu, proudí vysoký proud, který ohřívá kov. Když elektrodu odtrhnete, proud nemůže být přerušen, vyhřívané povrchy emitují elektrody a dochází k oblouku. Když se roztaví kovové povrchy, které se svařují a roztaví se elektroda, je možné spojit dvě části nebo je rozřezat. Existují různé druhy svařování, například s použitím elektrod nebo oxidu uhličitého nebo argonu. Používá se všude a významně přispívá k výstavbě obytných a průmyslových budov.
  3. Tavení obloukem Elektrický oblouk závisí na elektrických parametrech zdrojů energie, takže je možné regulovat jeho spalování. Díky vysoké teplotě je možné roztavit velké množství kovů.

Nakonec doporučujeme sledovat užitečné video k tématu článku:

Nyní víte, co je elektrický oblouk, co způsobuje tento jev a možné oblasti použití. Doufáme, že poskytnuté informace jsou pro vás jasné a užitečné!

Materiály k tématu:

  • Příčiny zkratu
  • Svařovací kabel
  • Svařovací dráty v rozvodné skříni

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Znalostní báze