Arcul electric

· Pentru a proteja dispozitivele și dispozitivele de trecerea peste ele a unor curenți prea mari, se folosesc dispozitive de siguranță care întrerupe automat circuitul curent de îndată ce valoarea acestuia depășește norma admisă.







· Așa-numitele siguranțe la priză sunt cele mai utilizate pe scară largă în instalațiile casnice, în care sârma de plumb cu un anumit diametru, selectată în funcție de curentul nominal al instalației date, servește ca siguranțe prealabile - siguranța.

§ 26. ARC ELECTRIC

· Arcul electric a fost descoperit pentru prima oară de către VV Petrov în 1802.

· Dacă electrozii de carbon sunt atașați la poli ai sursei de energie electrică și îi aducă mai aproape, se formează un circuit electric închis de-a lungul căruia curentul începe să curgă. Cărbunele conduce un curent slab electric, adică are o rezistență mare, astfel că o cantitate mare de căldură este eliberată în electrozii de carbon în timpul trecerii curentului.

· În punctul de contact, adică în punctul de contact al electrozilor de carbon, rezistența crește. Drept urmare, capetele apropiate ale barelor de cărbune sunt încălzite la o temperatură foarte ridicată și încep să strălucească.

· Dacă electrozii sunt deplasați în afară, astfel încât capetele lor să nu atingă, curentul din circuit se va opri și va apărea o strălucire puternică între capetele electrozilor - va apărea un arc electric.

Aspectul arcului electric este explicat prin următoarele. Odată cu creșterea temperaturii barelor de carbon, crește viteza electronilor din cărbune. Cu o încălzire puternică, viteza de mișcare a electronilor liberi crește cu atât mai mult încât, atunci când cărbunele sunt extinse, electronii din tije apar în spațiul intelectric. Apare așa-numita emisie de electroni, adică eliberarea electronilor liberi de la tija de cărbune în mediul extern. Când crește temperatura electrozilor, emisia crește.

În aer, electronii liberi se deplasează foarte repede de la electrodul negativ (catod) la cel pozitiv (anodul). Ei au o energie mare și, colizându-se cu atomii neutri ai aerului, le-au împărțit în ioni particule încărcate pozitiv și negativ. Acest proces se numește ionizare din cauza coliziunii.

Dacă energia electronilor este insuficientă pentru ionizarea atomilor neutri, ca urmare a coliziunilor electronilor cu atomi neutri, electronii încep să se miște mai repede și încălzesc aerul între electrozii. Temperatura aerului dintre electrozi atinge câteva mii de grade, rezultând un alt proces de ionizare - termic.

• Emisiile intensive de lumină de la capetele încălzite ale electrozilor creează, de asemenea, particule încărcate electric, și anume fotonizarea are loc.

· Ca urmare a tuturor proceselor, aerul dintre electrozii ionizează și nu mai este electric neutru. Prezența gazelor incandescente (de exemplu, carbonul eliberat prin încălzirea cărbunelui la temperatură ridicată) mărește conductivitatea electrică a spațiului dintre electrozii. Astfel, între electrozii separați este creat un spațiu de gaz, un curent electric conductiv este bun - apare o descărcare cu arc.

· Diferența strălucitoare dintre electrozii, umplută cu ioni de aer, electroni și perechi de carbon, se numește o coloană, iar porțiunile luminoase ale suprafeței capetelor electrozilor sunt reperate.

· Electronii liberi localizați în spațiul dintre electrozii sunt direcționați cu viteză mare către electrodul pozitiv, expunându-l la bombardament și încălzire la o temperatură ridicată. La capătul electrodului, conectat la câmpul pozitiv al sursei de energie (la anod), apare un punct de anod incandescent, în centrul căruia se află o depresiune în formă de pâlnie sau un "crater".







Capătul electrodului conectat la polul negativ al sursei de energie (catod) are o formă ascuțită și pe acesta apare un mic catod luminos.

Circuitul de descărcare arc este prezentat în Fig. 23. Principala sursă de lumină este "craterul". Radiația luminii spotului catodic nu depășește 10%, iar radiația coloanei - nu mai mult de 5% din fluxul luminos total creat de descărcarea arcului.

În plus față de ionizare, în spațiul interelectrode apar procese inverse de recombinare și neutralizare. Electronii și ionii pozitivi se combină pentru a forma atomi neutri. În acest caz, energia este extrasă, care a fost folosită de electroni pentru împărțirea particulelor neutre. Energia alocată se manifestă sub formă de vibrații de căldură și electromagnetice.

· În timpul descărcării cu arc, electrozii de carbon sunt arși treptat și, datorită conexiunii chimice cu aerul, formează dioxid de carbon CO2.

· Deoarece electrodul conectat la borna pozitivă a sursei de energie arde mai repede decât electrodul conectat la polul negativ, este utilizat pentru anod carbon Sr, cu un diametru Zhen mai mare decât catod.

· În prezent, descărcarea cu arc este folosită pentru iluminarea la proiectoare cu rază lungă de acțiune și în proiectoare.

· Utilizarea unui arc electric pentru sudarea metalelor pentru prima dată a fost propusă în 1882 de către omul de știință rus NI Benardos. Esența acestei metode de sudare este aceea că pe obiectul de sudat se atașează o clemă a unei surse de energie electrică, iar cea de-a doua a unui electrod de carbon plasat într-o cârma (care este susținută de un sudor).

· Un arc electric poate fi format nu numai între doi electrozi de carbon, dar și între tije de alte materiale conductive.

· Dacă atingeți o tijă de cărbune conectată la sursa de alimentare la locul obiectului care urmează să fie sudat, apare un arc electric între această tijă și obiect. Dacă scufundați o tijă de metal din așa-numitul metal de umplere în flacăra arcului, acesta va începe să se topească sub influența temperaturii înalte și va fi separat în tava de sudură în picături separate. Metalul topit se solidifică sub forma unei cusături continue - o bârnă care ține piesele individuale ale obiectului de sudat.

· Această metodă de sudură a fost foarte imperfectă și a necesitat îmbunătățiri semnificative. A fost necesar să se protejeze metalul de sticlă topit de contactul cu aerul, deoarece oxigenul care intră în compoziția aerului, intră în cusătură, făcându-l fragil. Când tija de cărbune a ars, o cantitate excesivă de carbon a pătruns în cusătura, care, ca oxigenul, face ca metalul să fie fragil. În plus, tija de carbon a creat o temperatură foarte ridicată, datorită căreia metalul a fost supraîncălzit și atenuat. De asemenea, a fost necesar să se îmbunătățească alimentarea metalului de umplutură cu flacăra arcului, deoarece era dificil pentru un sudor să țină o tijă de metal mult timp în mână.

· În 1888 N.G. Slavyanov a propus o metodă diferită, mai perfectă de sudură electrică. Pentru a evita re-carburare și metal supraîncălzirii, NG Slavyanov cărbune în loc aplicat tija de metal care, prin crearea unui arc topit și metalul topit a fost folosit pentru a umple cusătură. Pentru a proteja metalul topit de oxigenul în atmosferă, NG Slavyanov a sugerat stropirea locului de sudură cu sticlă frecat. O parte din sticlă zdrobită se topește și acoperă un strat subțire de metal de zgură de zgură, protejându-l de efectele dăunătoare ale aerului.

· NG Slavyanov a inventat un dispozitiv electric de topire, ajustând automat lungimea arcului, care, prin intermediul lui Benardos, a fost ajustată manual. Distanța dintre electrozii în timpul sudării cu arc este de 3-10 mm.

· În prezent, sudarea electrică este utilizată pe scară largă în construcția de cadre pentru clădiri industriale și rezidențiale, centrale hidroelectrice, nave, conducte, cazane și. etc Este principala cale de a conecta elementele de structuri metalice și a înlocuit aproape complet nituirea. Arcul electric este utilizat și pentru sudarea metalelor sub apă. În acest scop, un electrod din oțel uzura foi impermeabile de cretă, oxid roșu de fier, minereu de titan, feldspat și sticlă solubilă. Când se formează arcul, se topește capătul tijei de oțel. Tija de acoperire exterioară înconjurată de apă rece, se topește încet tija de oțel Xia, astfel încât la sfârșitul electrod vseg da este o proeminență inelară, care protectoare as-com. Sub acest vârf de temperatura ridicată a arcului sunt formate o pereche de metal topit, gazele și vaporii de minerale TION substanțelor în acoperire, hidrogenul și oxigenul este produși de descompunere a apei-schiesya. Aceste substanțe formează o bule de gaz, protejând spațiul sub vârf de apă.

· Sudarea electrică se realizează atât pe o constantă, cât și pe un curent alternativ.

· Fiecare atingere a unei cărbuni sau o tijă de metal la un obiect sudat pentru o sursă de energie electrică duce la un scurtcircuit. Prin urmare, surse speciale de energie electrică (generatoare, transformatoare) sunt utilizate pentru alimentarea instalațiilor de sudură, care poartă scurtcircuite fără a se defecta.

· Cuptorul cu arc facilitează reglarea temperaturii prin modificarea valorii curente. Este economic, deoarece exclude pierderile de energie care sunt inevitabile în transferul de căldură către metal din combustibilul care arde într-o cameră separată.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: