Elektrik ark?, y?ksek oranda iyonize gaz ve buhar kar???m?nda enerji verilmi? elektrotlar aras?nda g??l?, uzun s?reli elektrik bo?almas?d?r. De?arj b?lgesinde y?ksek gaz s?cakl??? ve y?ksek ak?m ile karakterizedir.

Elektrotlar, do?rudan ve ters polarite ile alternatif ak?m (kaynak trafosu) veya do?ru ak?m (kaynak jenerat?r? veya do?rultucu) kaynaklar?na ba?lan?r.

Do?ru ak?mla kaynak yaparken, pozitif kutba ba?lanan elektrota anot ve negatife - katot denir. Elektrotlar aras?ndaki bo?lu?a ark aral??? alan? veya ark aral??? denir (?ekil 3.4). Ark aral??? genellikle 3 karakteristik b?lgeye ayr?l?r:

1. anoda biti?ik bir anot b?lgesi;
2. katot b?lgesi;
3. ark postas?.

Herhangi bir ark ate?lemesi k?sa devre ile ba?lar, yani. ?r?n ile elektrotun k?sa devresinden. Bu durumda, U d \u003d 0 ve ak?m I max \u003d I k?sa devre. Bir ark de?arj?n?n varl??? i?in vazge?ilmez (gerekli) bir ko?ul olan kapatma yerinde bir katot noktas? belirir. Elektrot ?ekildi?inde ortaya ??kan s?v? metal gerilir, a??r? ?s?n?r ve s?cakl?k kaynama noktas?na kadar ula??r - ark uyar?l?r (ate?lenir).

Ark, iyonizasyon nedeniyle elektrotlar?n temas? olmadan ate?lenebilir, yani. osilat?rler (argon ark kayna??) taraf?ndan voltaj art??? nedeniyle dielektrik hava (gaz) bo?lu?unun bozulmas?.

Ark aral??? iyonize edilmesi gereken bir dielektrik ortamd?r.

Bir ark de?arj?n?n varl??? i?in U d \u003d 16 ? 60 V yeterlidir.Elektrik ak?m?n?n bir hava (ark) bo?lu?undan ge?i?i ancak i?inde elektronlar (temel negatif par?ac?klar) ve iyonlar varsa m?mk?nd?r: pozitif ( +) iyonlar - elementlerin t?m molek?lleri ve atomlar? (daha hafif metaller Me); negatif (-) iyonlar - daha kolay bir ?ekilde F, Cr, N 2, O 2 ve elektron afinitesi olan di?er elementleri olu?turur e.

?ekil 3.4 - Ark yakma ?emas?

Ark?n katot b?lgesi, ark bo?lu?undaki gazlar? iyonize eden bir elektron kayna??d?r. Katottan sal?nan elektronlar, elektrik alan taraf?ndan h?zland?r?l?r ve katottan uzakla??r. Ayn? zamanda bu alan?n etkisi alt?nda katoda + iyonlar g?nderilir:

U d \u003d U k + U c + U a;

Anot b?lgesi ?ok daha b?y?k bir hacme sahiptir U a< U к.

Ark s?tunu - ark aral???n?n ana k?sm? elektronlar?n, + ve - iyonlar?n ve n?tr atomlar?n (molek?llerin) bir kar???m?d?r. Ark s?tunu n?trd?r:

? ?arj negatif. = ? pozitif par?ac?klar?n y?kleri.

Sabit bir ark? korumak i?in gereken enerji, g?? kayna??n?n g?? kayna??ndan gelir.

Farkl? s?cakl?klar, anot ve katot b?lgelerinin boyutlar? ve sal?nan farkl? miktarda ?s? - do?ru ak?mla kaynak yaparken do?rudan ve ters polaritenin varl???n? belirler:

Q a > Q i?in; sen< U к.

• b?y?k metal kal?nl?klar?n?n kenarlar?n? ?s?tmak i?in b?y?k miktarda ?s? gerekti?inde, do?rudan polarite kullan?l?r (?rne?in, y?zey kaplama s?ras?nda);
• ince duvarl? ve a??r? ?s?nmayan kaynakl? metallerle, ters polarite (elektrot ?zerinde +).

Elektrikli cihazlar? de?i?tirirken veya ak?m ta??yan par?alar aras?ndaki devredeki dalgalanmalar? de?i?tirirken, bir elektrik ark? g?r?nebilir. Yararl? teknolojik ama?lar i?in kullan?labilir ve ayn? zamanda ekipmana zararl? olabilir. ?u anda m?hendisler, elektrik ark?yla m?cadele etmek ve faydal? ama?lar i?in kullanmak i?in bir dizi y?ntem geli?tirdiler. Bu yaz?da, nas?l olu?tu?una, sonu?lar?na ve kapsam?na bakaca??z.

Ark olu?umu, yap?s? ve ?zellikleri

Bir laboratuvarda deney yapt???m?z? hayal edin. ?ki iletkenimiz var, ?rne?in metal ?iviler. Birbirlerine k?sa mesafeli bir ?ekilde u?larla yerle?tirip, ayarlanabilir bir voltaj kayna??n?n u?lar?n? ?ivilere ba?lar?z. G?? kayna??n?n voltaj?n? kademeli olarak artt?r?rsan?z, belirli bir de?erde k?v?lc?mlar g?r?r?z, bundan sonra y?ld?r?mlara benzer sabit bir par?lt? olu?ur.

B?ylece olu?um s?reci g?zlemlenebilir. Elektrotlar aras?nda olu?an ???ma plazmad?r. Asl?nda bu, elektrotlar aras?ndaki gazl? ortam boyunca elektrik ark? veya elektrik ak?m?n?n ak???d?r. A?a??daki ?ekilde yap?s?n? ve ak?m-voltaj karakteristi?ini g?r?yorsunuz:

Ve i?te yakla??k s?cakl?klar:

Elektrik ark? neden olu?ur?

Her ?ey ?ok basit, ilgili makalede ve ayr?ca herhangi bir iletken g?vde (?rne?in ?elik bir ?ivi) bir elektrik alan?na girerse, y?zeyinde y?kler birikmeye ba?layaca??n? d???nd?k. Ayr?ca, y?zeyin b?k?lme yar??ap? ne kadar k???k olursa, o kadar fazla birikir. Basit bir ifadeyle, y?kler ?ivinin ucunda birikir.

Elektrotlar?m?z aras?nda hava bir gazd?r. Bir elektrik alan?n?n etkisi alt?nda iyonla??r. B?t?n bunlar?n bir sonucu olarak, bir elektrik ark?n?n olu?umu i?in ko?ullar ortaya ??kar.

Bir ark?n meydana geldi?i voltaj, belirli ortama ve durumuna ba?l?d?r: bas?n?, s?cakl?k ve di?er fakt?rler.

?lgin?: bir versiyona g?re, bu fenomene ?ekli nedeniyle b?yle denir. Ger?ek ?u ki, de?arj? yakma s?recinde, onu ?evreleyen hava veya di?er gaz ?s?n?r ve y?kselir, bunun sonucunda do?rusal bir ?ekil bozulur ve bir yay veya kemer g?r?r?z.

Ark? tutu?turmak i?in ya elektrotlar aras?ndaki ortam?n ar?za gerilimini a?mak ya da elektrik devresini k?rmak gerekir. Devrede b?y?k bir end?ktans varsa, o zaman kom?tasyon yasalar?na g?re i?indeki ak?m an?nda kesilemez, akmaya devam eder. Bu ba?lamda, ba?lant?s? kesilen kontaklar aras?ndaki voltaj artacak ve voltaj kaybolana ve ind?kt?r?n manyetik alan?nda biriken enerji da??l?ncaya kadar ark yanacakt?r.

Ate?leme ve yanma ko?ullar?n? g?z ?n?nde bulundurun:

Elektrotlar aras?nda hava veya ba?ka bir gaz olmal?d?r. Ortam?n ar?za voltaj?n? a?mak i?in on binlerce voltluk y?ksek bir voltaj gereklidir - bu, elektrotlar ve di?er fakt?rler aras?ndaki mesafeye ba?l?d?r. Ark? korumak i?in 50-60 volt ve 10 veya daha fazla amperlik bir ak?m yeterlidir. Belirli de?erler ortama, elektrotlar?n ?ekline ve aralar?ndaki mesafeye ba?l?d?r.

Zarar ver ve ona kar?? sava?

Bir elektrik ark?n?n olu?mas?n?n nedenlerini inceledik, ?imdi ne zarar verdi?ini ve nas?l s?nd?r?lece?ini bulal?m. Elektrik ark?, anahtarlama ekipman?na zarar verir. A?da g??l? bir elektrikli cihaz? a?arsan?z ve bir s?re sonra fi?i prizden ?ekerseniz, k???k bir fla? olu?tu?unu fark ettiniz mi? Bu ark, elektrik devresindeki bir kesinti sonucunda fi?in kontaklar? ile priz aras?nda olu?ur.

?nemli! Bir elektrik ark?n?n yanmas? s?ras?nda ?ok fazla ?s? a???a ??kar, yanma s?cakl??? 3000 santigrat dereceden fazla de?erlere ula??r. Y?ksek voltajl? devrelerde ark uzunlu?u bir metre veya daha fazlas?na ula??r. Hem insan sa?l???na hem de ekipman?n durumuna zarar verme tehlikesi vard?r.

Ayn? ?ey, a?a??dakiler dahil olmak ?zere, ???k anahtarlar?nda ve di?er anahtarlama ekipmanlar?nda da olur:

• otomatik anahtarlar;
• manyetik ba?lat?c?lar;
• kontakt?rler ve daha fazlas?.

Normal 220 V dahil olmak ?zere 0,4 kV a?larda kullan?lan cihazlarda ?zel koruyucu ekipman kullan?l?r - ark oluklar?. Temaslara verilen zarar? azaltmak i?in gereklidirler.

Genel olarak, ark olu?u, dielektrik malzemeden yap?lm?? duvarlarla sabitlenmi?, ?zel bir konfig?rasyon ve ?ekle sahip bir dizi iletken b?lmedir.

Kontaklar a??ld???nda olu?an plazma, k???k b?l?mlere ayr?ld??? ark s?nd?rme odas?na do?ru b?k?l?r. Sonu? olarak, so?ur ve s?ner.

Y?ksek gerilim ?ebekelerinde ya?, vakum, gaz devre kesiciler kullan?lmaktad?r. Bir ya? devre kesicisinde, bir ya? banyosundaki kontaklar? de?i?tirerek s?n?mleme meydana gelir. Bir elektrik ark? ya?da yand???nda hidrojen ve gazlara ayr???r. Kontaklar?n ?evresinde, odadan y?ksek h?zda ka?ma e?iliminde olan bir gaz kabarc??? olu?ur ve hidrojen iyi bir termal iletkenli?e sahip oldu?undan ark so?ur.

Vakumlu devre kesiciler gazlar? iyonize etmez ve ark olu?umu i?in herhangi bir ko?ul yoktur. Y?ksek bas?n?l? gazla doldurulmu? ?alterler de vard?r. Bir elektrik ark? olu?tu?unda i?lerindeki s?cakl?k y?kselmez, bas?n? y?kselir ve bundan dolay? gazlar?n iyonla?mas? azal?r veya deiyonizasyon meydana gelir. Umut verici bir y?n olarak kabul edilirler.

S?f?r AC'de anahtarlama da m?mk?nd?r.

Faydal? uygulama

Dikkate al?nan fenomen ayr?ca bir dizi faydal? uygulama bulmu?tur, ?rne?in:

Art?k bir elektrik ark?n?n ne oldu?unu, bu fenomene neyin neden oldu?unu ve olas? uygulamalar? biliyorsunuz. Sa?lanan bilgilerin sizin i?in a??k ve yararl? oldu?unu umuyoruz!

malzemeler

Bir elektrik ark? ekipman i?in son derece y?k?c? olabilir ve daha da ?nemlisi insanlar i?in tehlikeli olabilir. Her y?l bunun neden oldu?u endi?e verici say?da kaza meydana gelir ve genellikle ciddi yan?klara veya ?l?me neden olur. Neyse ki, elektrik end?strisinde ark olu?umuna kar?? koruma ara?lar?n?n ve y?ntemlerinin yarat?lmas? a??s?ndan ?nemli ilerleme kaydedilmi?tir.

Nedenleri ve olu?um yerleri

Elektrik ark?, en ?l?mc?l ve en az anla??lan elektrik tehlikelerinden biridir ve ?o?u end?stride yayg?nd?r. Bir elektrik sisteminin voltaj? ne kadar y?ksek olursa, enerjili teller ve ekipman ?zerinde veya yak?n?nda ?al??an insanlar i?in riskin o kadar b?y?k oldu?u yayg?n olarak kabul edilmektedir.

Bununla birlikte, bir ark parlamas?ndan kaynaklanan termal enerji asl?nda daha b?y?k olabilir ve ayn? y?k?c? etkilerle daha d???k voltajlarda daha s?k meydana gelebilir.

Bir elektrik ark?n?n meydana gelmesi, kural olarak, bir troleyb?s veya tramvay hatt?n?n kontak teli gibi ak?m ta??yan bir iletken ile ba?ka bir iletken veya topraklanm?? bir y?zey aras?nda kazara bir temas oldu?unda meydana gelir.

Bu oldu?unda, ortaya ??kan k?sa devre ak?m? telleri eritir, havay? iyonize eder ve karakteristik bir yay ?ekline (dolay?s?yla ad?) sahip ate?li bir iletken plazma kanal? olu?turur ve ?ekirde?indeki elektrik ark?n?n s?cakl??? 20.000'in ?zerine ??kabilir. °C

Elektrik ark? nedir?

Asl?nda, fizikte ve elektrik m?hendisli?inde yayg?n olarak bilinen ark de?arj? olarak adland?r?lan ?ey budur - bir gazdaki bir t?r ba??ms?z elektrik de?arj?. Elektrik ark?n?n fiziksel ?zellikleri nelerdir? Elektrotlar aras?ndaki sabit veya alternatif (1000 Hz'e kadar) voltajda, birka? volttan (kaynak ark?) onlarca kilovolta kadar geni? bir gaz bas?nc? aral???nda yanar. Maksimum ark ak?m? yo?unlu?u, ?ok parlak ve k???k bir katot noktas?na b?z??t??? katotta (10 2 -10 8 A/cm 2) g?zlenir. Elektrotun t?m alan? ?zerinde rastgele ve s?rekli hareket eder. S?cakl???, katot malzemesinin i?inde kaynad??? kadard?r. Bu nedenle, elektronlar?n katoda yak?n uzaya termiyonik emisyonu i?in ideal ko?ullar ortaya ??kar. Bunun ?zerinde, pozitif y?kl? ve yay?lan elektronlar?n, elektrotlar aras? bo?lukta ortam?n atomlar?n? ve molek?llerini ?ok ettikleri h?zlara kadar h?zland?rmas?n? sa?layan k???k bir katman olu?ur.

Ayn? nokta, ancak biraz daha b?y?k ve daha az hareketli, anotta da olu?ur. ??indeki s?cakl?k katot noktas?na yak?nd?r.

Ark ak?m? onlarca amper d?zeyindeyse, plazma jetleri veya tor?lar her iki elektrottan normal olarak y?zeylerine y?ksek h?zda akar (a?a??daki foto?rafa bak?n).

Y?ksek ak?mlarda (100-300 A), ek plazma jetleri belirir ve ark, bir plazma filaman demetine benzer hale gelir (a?a??daki foto?rafa bak?n).

Ark, elektrikli ekipmanlarda kendini nas?l g?sterir?

Yukar?da bahsedildi?i gibi, olu?umu i?in kataliz?r, katot noktas?nda g??l? bir ?s? sal?n?m?d?r. Elektrik ark?n?n s?cakl???, daha ?nce de belirtildi?i gibi, g?ne? y?zeyinden yakla??k d?rt kat daha y?ksek olan 20.000 ° C'ye ula?abilir. Bu ?s?, bir arktakinden ?ok daha d???k, yakla??k 1084°C'lik bir erime noktas?na sahip olan bak?r iletkenleri h?zla eritebilir veya hatta buharla?t?rabilir. Bu nedenle, i?inde genellikle bak?r buhar? ve erimi? metal s??ramalar? olu?ur. Bak?r kat?dan buhara ge?ti?inde, orijinal hacminin on binlerce kat?na geni?ler. Bu, bir santimetre k?pteki bir bak?r par?as?n?n saniyenin bir b?l?m?nde 0,1 metrek?p boyutuna d?n??mesine e?de?erdir. Bu durumda, y?ksek h?zda (saatte 1100 km'nin ?zerinde olabilen) yay?lan y?ksek yo?unluklu bas?n? ve ses dalgalar? olacakt?r.

Bir elektrik ark?n?n etkisi

?iddetli yaralanma ve hatta meydana gelirse ?l?m, yaln?zca elektrikli ekipman ?zerinde ?al??an ki?iler taraf?ndan de?il, ayn? zamanda yak?nlardaki ki?iler taraf?ndan da al?nabilir. Ark yaralanmalar?, d?? cilt yan?klar?n?, s?cak gazlar? ve buharla?m?? metalleri solumaktan kaynaklanan i? yan?klar?, i?itme hasar?n?, fla? ultraviyole ?????ndan k?rl?k gibi g?rme hasarlar?n? ve di?er bir?ok y?k?c? yaralanmay? i?erebilir.

?zellikle g??l? bir yay ile, patlama gibi fenomenler de meydana gelebilir ve ?arapnel gibi enkaz par?ac?klar?n?n saniyede 300 metreye varan h?zlarda f?rlat?lmas?yla 100 kilopaskaldan (kPa) daha fazla bir bas?n? yarat?r.

Elektrik ark ak?mlar?na maruz kalm?? ki?iler ciddi tedavi ve rehabilitasyona ihtiya? duyabilir ve yaralanmalar?n?n maliyeti fiziksel, duygusal ve finansal olarak a??r? olabilir. ??letmelerin t?m i? faaliyetleri i?in risk de?erlendirmeleri yapmalar? kanunen zorunlu olsa da, ?o?u insan bu tehlikeyi nas?l de?erlendirece?ini ve etkin bir ?ekilde y?netece?ini bilmedi?inden elektrik ark? riski genellikle g?z ard? edilir. Bir elektrik ark?n?n etkilerine kar?? koruma, ?zel elektrikli koruyucu ekipmanlar?n, koruyucu giysilerin ve ekipman?n kendisinin, ?zellikle de ark s?nd?rme ara?lar? kullan?larak tasarlanan y?ksek-d???k voltajl? anahtarlamal? elektrikli cihazlar?n kullan?m? dahil olmak ?zere ?ok ?e?itli ara?lar?n kullan?m?n? i?erir. canl? elektrikli ekipmanla ?al??mak.

Elektrik aparat?nda ark

Bu elektrikli cihaz s?n?f?nda (devre kesiciler, kontakt?rler, manyetik yol vericiler), bu fenomene kar?? m?cadele ?zellikle ?nemlidir. Ark? ?nlemek i?in ?zel cihazlarla donat?lmam?? bir anahtar?n kontaklar? a??ld???nda, mutlaka aralar?nda ate?lenir.

Kontaklar?n ayr?lmaya ba?lad??? anda, ikincisinin alan? h?zla azal?r, bu da ak?m yo?unlu?unda bir art??a ve dolay?s?yla s?cakl?kta bir art??a yol a?ar. Kontaklar (normal ya? veya hava) aras?ndaki bo?lukta ?retilen ?s?, havay? iyonize etmek veya ya?? buharla?t?rmak ve iyonize etmek i?in yeterlidir. ?yonize hava veya buhar, kontaklar aras?ndaki ark ak?m? i?in bir iletken g?revi g?r?r. Aralar?ndaki potansiyel fark ?ok k???kt?r, ancak ark? korumak i?in yeterlidir. Bu nedenle, devredeki ak?m, ark ortadan kald?r?lmad??? s?rece s?rekli kal?r. Sadece ak?m? kesme s?recini geciktirmekle kalmaz, ayn? zamanda devre kesicinin kendisine zarar verebilecek b?y?k miktarda ?s? ?retir. Bu nedenle, bir anahtardaki (?ncelikle y?ksek voltajl? olan) ana sorun, elektrik ark?n? m?mk?n olan en k?sa s?rede s?nd?rerek i?inde olu?an ?s?n?n tehlikeli bir de?ere ula?mamas?d?r.

Devre kesici kontaklar? aras?ndaki ark bak?m fakt?rleri

Bunlar ?unlar? i?erir:

2. Aralar?nda iyonla?m?? par?ac?klar.

Bunu dikkate alarak, ayr?ca ?unlar? not ediyoruz:

• Kontaklar aras?nda k???k bir bo?luk oldu?unda, ark? korumak i?in k???k bir potansiyel fark? bile yeterlidir. Bunu s?nd?rmenin bir yolu, kontaklar?, potansiyel fark?n ark? korumak i?in yetersiz kalaca?? bir mesafeyle ay?rmakt?r. Ancak bu y?ntem, bir?ok metrenin ayr?lmas?n?n gerekli olabilece?i y?ksek gerilim uygulamalar?nda pratik de?ildir.
• Kontaklar aras?ndaki iyonize par?ac?klar yay? destekleme e?ilimindedir. Yolu deiyonize edilirse, s?nd?rme i?lemi kolayla?t?r?lacakt?r. Bu, ark?n so?utulmas?yla veya kontaklar aras?ndaki bo?luktan iyonize par?ac?klar?n uzakla?t?r?lmas?yla sa?lanabilir.
• Devre kesicilerde ark korumas?n?n sa?lanmas?n?n iki yolu vard?r:

Y?ksek diren? y?ntemi;

S?f?r ak?m y?ntemi.

Direncini art?rarak ark? s?nd?rmek

Bu y?ntemde, ark yolundaki diren? zamanla artar, b?ylece ak?m, onu s?rd?rmek i?in yeterli olmayan bir de?ere d??er. Sonu? olarak, kesintiye u?rar ve elektrik ark? s?ner. Bu y?ntemin ana dezavantaj?, s?nd?rme s?resinin olduk?a uzun olmas? ve b?y?k miktarda enerjinin arkta da??lmas? i?in zamana sahip olmas?d?r.

Ark direnci ?u ?ekilde art?r?labilir:

• Ark?n uzamas? - yay?n direnci, uzunlu?u ile do?ru orant?l?d?r. Kontaklar aras?ndaki bo?luk de?i?tirilerek ark?n uzunlu?u art?r?labilir.
• Ark?n so?utulmas?, daha do?rusu kontaklar aras?ndaki ortam. Etkili hava so?utmas? ark boyunca y?nlendirilmelidir.
• Kontaklar? iyonize edilmesi zor bir gaz ortam?na (gaz anahtarlar?) veya bir vakum odas?na (vakum anahtarlar?) yerle?tirerek.
• Ark?n kesitini dar bir delikten ge?irerek veya temas alan?n? azaltarak azaltarak.
• Ark? b?lerek - seri ba?l? birka? k???k yaya b?l?nerek direnci artt?r?labilir. Her biri uzama ve so?uma etkisini ya?ar. Ark, kontaklar aras?na baz? iletken plakalar yerle?tirilerek b?l?nebilir.

S?f?r ak?m y?ntemiyle ark s?nd?rme

Bu y?ntem sadece AC devrelerinde kullan?l?r. ??inde ark direnci, ak?m do?al olarak d??ar? ??kt??? s?f?ra d??ene kadar d???k tutulur. Kontaklardaki voltaj art???na ra?men tekrar tutu?mas? engellenir. T?m modern y?ksek ak?m devre kesiciler, bu ark s?nd?rme y?ntemini kullan?r.

Bir alternatif ak?m sisteminde, ikincisi her yar?m d?ng?den sonra s?f?ra d??er. Bu t?r her s?f?rlamada ark k?sa bir s?re i?in s?nd?r?l?r. Bu durumda, kontaklar aras?ndaki ortam iyonlar ve elektronlar i?erir, b?ylece dielektrik kuvveti k???kt?r ve kontaklar boyunca artan bir voltaj taraf?ndan kolayca yok edilebilir.

Bu olursa, ak?m?n sonraki yar?m ?evrimi boyunca elektrik ark? yanacakt?r. S?f?rlamadan hemen sonra, kontaklar aras?ndaki ortam?n dielektrik g?c?, aralar?ndaki voltajdan daha h?zl? b?y?rse, ark tutu?maz ve ak?m kesilir. S?f?ra yak?n ak?m?n dielektrik g?c?nde h?zl? bir art?? ?u ?ekilde sa?lanabilir:

• temaslar aras?ndaki bo?lukta iyonize par?ac?klar?n n?tr molek?llere yeniden birle?tirilmesi;
• iyonize par?ac?klar? uzakla?t?rmak ve bunlar? n?tr par?ac?klarla de?i?tirmek.

Bu nedenle, ark?n alternatif ak?m?n? kesmedeki as?l sorun, ak?m s?f?r olur olmaz kontaklar aras?ndaki ortam?n h?zl? deiyonize edilmesidir.

Kontaklar aras?ndaki ortam? deiyonize etmenin yollar?

1. Bo?luk uzamas?: Ortam?n dielektrik g?c?, kontaklar aras?ndaki bo?lu?un uzunlu?u ile orant?l?d?r. B?ylece, kontaklar?n h?zla a??lmas?yla ortam?n daha y?ksek bir dielektrik mukavemeti de elde edilebilir.

2. Y?ksek bas?n?. Ark?n yak?n ?evresinde artarsa ark bo?altma kanal?n? olu?turan par?ac?klar?n yo?unlu?u da artar. Partik?llerin artan yo?unlu?u, y?ksek bir deiyonizasyon seviyesine yol a?ar ve sonu? olarak, kontaklar aras?ndaki ortam?n dielektrik g?c? artar.

3. So?utma. ?yonize par?ac?klar?n do?al rekombinasyonu, so?uduklar?nda daha h?zl?d?r. B?ylece, kontaklar aras?ndaki ortam?n dielektrik dayan?m? ark so?utularak artt?r?labilir.

4. Patlama etkisi. Kontaklar aras?ndaki iyonize partik?ller s?p?r?l?r ve iyonize olmayanlarla de?i?tirilirse, ortam?n dielektrik g?c? artt?r?labilir. Bu, bo?altma b?lgesine y?nlendirilen bir gaz patlamas? ile veya ara temas bo?lu?una ya? enjekte edilerek ger?ekle?tirilebilir.

Bu devre kesiciler, ark s?nd?rme ortam? olarak k?k?rt heksaflor?r (SF6) gaz? kullan?r. Serbest elektronlar? emmek i?in g??l? bir e?ilimi vard?r. Anahtar kontaklar?, aralar?ndaki y?ksek bas?n? ak???nda SF6) a??l?r (a?a??daki ?ekle bak?n).

Gaz, arktaki serbest elektronlar? yakalar ve fazla miktarda d???k hareketli negatif iyon olu?turur. Arktaki elektron say?s? h?zla azal?r ve s?ner.

Modern end?stride kaynak b?y?k ?nem ta??r, t?m end?strilerde ?ok geni? bir uygulama alan?na sahiptir. Kaynak i?lemini ger?ekle?tirmek i?in bir kaynak ark? gereklidir.

Kaynak ark? nedir, tan?m?

Bir kaynak ark?, bir gaz kar???m?nda enerji verilen elektrotlar aras?nda var olan g?? ve s?re a??s?ndan ?ok b?y?k bir elektrik bo?almas? olarak kabul edilir. ?zellikleri, 3000 derecenin ?zerinde bir erime noktas?na sahip metalleri eritebilmesi nedeniyle y?ksek s?cakl?k ve ak?m yo?unlu?u ile karakterize edilir. Genel olarak elektrik ark?n?n elektrik enerjisini termal enerjiye ?eviren bir gaz iletkeni oldu?unu s?yleyebiliriz. Elektrik y?k?, elektrik ak?m?n?n gazl? bir ortamdan ge?i?idir.

Birka? t?r elektrik bo?almas? vard?r:

• Yanan de?arj. Floresan lambalarda ve plazma ekranlarda kullan?lan d???k bas?n?ta olu?ur;
• K?v?lc?m de?arj?. Bas?n? atmosferik bas?nca e?it oldu?unda olu?ur, s?reksiz bir ?ekle sahiptir. K?v?lc?m de?arj? y?ld?r?ma kar??l?k gelir ve ayr?ca i?ten yanmal? motorlar? ate?lemek i?in kullan?l?r;
• Ark de?arj?. Kaynak ve ayd?nlatma i?in kullan?l?r. S?rekli bir bi?imde farkl?l?k g?sterir, atmosferik bas?n?ta olu?ur;
• Ta?. Elektrot g?vdesi p?r?zl? ve homojen olmad???nda olu?ur, ikinci elektrot olmayabilir, yani bir jet belirir. Gazlar? tozdan temizlemek i?in kullan?l?r;

Do?a ve yap?

Kaynak ark?n?n do?as?, ilk bak??ta g?r?nd??? kadar karma??k de?ildir. Katottan ge?en elektrik ak?m? daha sonra iyonize gaza n?fuz eder, parlak bir par?lt? ve ?ok y?ksek bir s?cakl?kta bir de?arj meydana gelir, b?ylece elektrik ark?n?n s?cakl??? 7000 - 10000 dereceye ula?abilir. Bundan sonra ak?m i?lenmi? kaynakl? malzemeye akar. S?cakl?k ?ok y?ksek oldu?undan, ark insan v?cuduna zararl? ultraviyole ve k?z?l?tesi radyasyon yayar, g?zlere zarar verebilir veya ciltte hafif yan?klara neden olabilir, bu nedenle kaynak i?lemi s?ras?nda uygun koruma gereklidir.

Kaynak ark?n?n yap?s? ?? ana alandan olu?ur: anot, katot ve ark kolonu. Ark s?ras?nda, katot ve anotta aktif noktalar olu?ur - s?cakl???n en y?ksek de?erlere ula?t??? alanlar, t?m elektrik ak?m?n?n ge?ti?i bu alanlar, anot ve katot alanlar? daha b?y?k voltaj d????lerini temsil eder. Ve kolonun kendisi bu alanlar aras?nda bulunur, kolondaki voltaj d????? ?ok k???kt?r. B?ylece, kaynak ark?n?n uzunlu?u yukar?daki alanlar?n toplam?d?r, genellikle uzunluk birka? milimetredir, anot ve katot alanlar? s?ras?yla 10-4 ve 10-5 cm oldu?unda en uygun uzunluk yakla??k 4-6'd?r. mm, b?yle bir uzunlukta sabit ve uygun bir s?cakl?k.

?e?itler

Kaynak ark? t?rleri, kaynak ak?m? sa?lama ?emas?na ve meydana geldikleri ortama g?re farkl?l?k g?sterir, en yayg?n se?enekler ?unlard?r:

• Do?rudan eylem. Bu y?ntemle kaynak, kaynak yap?lan metal yap?ya paralel olarak yerle?tirilir ve ark, elektrot ve metale g?re doksan derecelik bir a??yla olu?ur;
• Dolayl? etkinin kaynak yay?. Kaynak yap?lacak par?an?n y?zeyine 40-60 derecelik bir a??yla yerle?tirilmi? iki elektrot kullan?ld???nda elektrotlar aras?nda bir ark olu?ur ve metali kaynat?r;

Ayr?ca meydana geldikleri atmosfere ba?l? olarak bir s?n?fland?rma da vard?r:

• a??k tip. Bu t?r bir ark havada yanar ve ?evresinde kaynak yap?lan malzemenin buharlar?n?, elektrotlar? ve bunlar?n kaplamalar?n? i?eren bir gaz faz? olu?ur;
• kapal? tip. B?yle bir ark?n yanmas? bir ak? tabakas? alt?nda meydana gelir, ark ?evresinde olu?an gaz faz? metal, elektrot ve ak? buharlar?n? i?erir;
• Gaz beslemeli ark. Yanan ark - helyum, argon, karbon dioksit, hidrojen ve di?er ?e?itli gaz kar???mlar?na s?k??t?r?lm?? gazlar verilir, bunlar kaynakl? metalin oksitlenmemesi i?in sa?lan?r, tedarikleri indirgeyici veya n?tr bir ortama katk?da bulunur. Ark?n etraf?ndaki gaz faz? ?unlar? i?erir: sa?lanan gaz, metal ve elektrot buharlar?;

Ayr?ca, kullan?lan elektrotun malzemesine g?re - karbon, tungsten - t?ketilemeyen elektrotlar ve metal - sarf malzemesine g?re hareket s?resi - sabit (uzun s?reli kullan?m i?in) ve darbeli (tek kullan?m i?in) ile ay?rt edilirler. En yayg?n sarf malzemesi elektrot ?eliktir. Bug?ne kadar, sarf malzemesi olmayan elektrotla en yayg?n kullan?lan kaynak. Bu nedenle, kaynak arklar?n?n t?rleri ?e?itlidir.

Yanma ko?ullar?

Standart ko?ullar alt?nda, yani 25 derecelik bir s?cakl?k ve 1 atmosferlik bir bas?n? alt?nda, gazlar elektri?i iletemezler. Bir ark olu?mas? i?in elektrotlar aras?ndaki gazlar?n iyonize olmas?, yani ?e?itli y?kl? par?ac?klar - elektronlar veya iyonlar (katyonlar veya anyonlar) i?ermesi gerekir. ?yonize bir gaz?n olu?um s?recine iyonizasyon denir ve bir elektron ve bir iyon olu?turmak i?in bir atomik par?ac?ktan bir elektronu ay?rmak i?in harcanmas? gereken i?e, elektron volt ve iyonla?ma potansiyeli denir. Bir atomdan elektron koparmak i?in ne t?r bir enerji harcanmas? gerekti?i, gaz faz?n?n do?as?na ba?l?d?r, de?erler 3.5 ila 25 eV aras?nda olabilir. En k???k iyonla?ma potansiyeli, alkali ve alkali toprak gruplar?n?n metallerine sahiptir - potasyum, kalsiyum ve buna ba?l? olarak kimyasal bile?ikleri. Elektrotlar, kaynak ark?n?n kararl? varl???na ve yanmas?na katk?da bulunacak ?ekilde bu t?r bile?iklerle kaplan?r.

Ayr?ca ark?n olu?mas? ve yanmas? i?in katodun do?as?na, ?ap?na, boyutuna ve ortam s?cakl???na ba?l? olarak katot ?zerinde sabit bir s?cakl?k gereklidir. Bu nedenle elektrik ark?n?n s?cakl??? sabit olmal? ve dalgalanma olmamal?d?r, ak?m?n b?y?k de?erleri nedeniyle s?cakl?k 7 bin dereceye ula?abilir, bu nedenle kesinlikle t?m malzemeler kaynakla yap??t?r?labilir. ?yi bir g?? kayna?? ile sabit bir s?cakl?k sa?lan?r, bu nedenle bir kaynak makinesi tasarlarken se?imi ?ok ?nemlidir, ark?n ?zelliklerini etkiler.

ortaya ??kma

H?zl? bir devre s?ras?nda, yani elektrot, kaynak yap?lan malzemenin y?zeyi ile temas etti?inde, muazzam s?cakl?k nedeniyle, malzemenin y?zeyi erir ve elektrot ile elektrot aras?nda k???k bir erimi? malzeme ?eridi olu?ur. y?zey. Elektrot ve kaynak yap?lan malzeme birbirinden ayr?ld???nda, y?ksek ak?m yo?unlu?u de?erleri nedeniyle an?nda k?r?lan ve buharla?an malzemeden bir boyun olu?ur. Gaz iyonize olur ve bir elektrik ark? olu?ur. Dokunarak veya vurarak uyand?r?labilir.

?zellikler

Di?er elektrik y?klerine k?yasla a?a??daki ?zelliklere sahiptir:

• ?ok y?ksek s?cakl?klar?n elde edilmesi nedeniyle santimetre kare ba??na birka? bin amper'e ula?an y?ksek ak?m yo?unlu?u;
• Elektrotlar aras?ndaki bo?lukta elektrik alan?n?n e?it olmayan da??l?m?. Elektrotlar?n yak?n?nda, s?tundayken voltaj d????? ?ok b?y?kt?r - aksine;
• Y?ksek ak?m yo?unlu?u nedeniyle s?tundaki en y?ksek de?erlere ula?an b?y?k s?cakl?k. Kolonun uzunlu?undaki bir art??la s?cakl?k azal?r ve daralma ile tam tersine artar;
• Kaynak arklar?n?n yard?m?yla, ?e?itli ak?m-voltaj ?zellikleri elde etmek m?mk?nd?r - voltaj d?????n?n ak?m yo?unlu?una sabit bir uzunlukta, yani sabit yanmada ba??ml?l???. ?u anda, ?? ak?m-voltaj ?zelli?i vard?r.

Birincisi, kuvvette bir art?? ve buna ba?l? olarak ak?m yo?unlu?u ile voltaj d??t???nde d???yor. ?kincisi, ak?mdaki bir de?i?iklik voltaj?n de?erini hi?bir ?ekilde etkilemedi?inde ve ???nc?s?, ak?mdaki bir art??la voltaj da artt???nda artar.

B?ylece, kaynak ark?, metal yap?lar? sabitlemenin en iyi ve en g?venilir yolu olarak adland?r?labilir. Kaynak i?leminin g?n?m?z end?strisi ?zerinde b?y?k bir etkisi vard?r, ??nk? yaln?zca kaynak ark?n?n y?ksek s?cakl??? ?o?u metali bir arada tutabilmektedir. Y?ksek kaliteli ve g?venilir diki?ler elde etmek i?in, ark?n t?m ?zelliklerini do?ru ve do?ru bir ?ekilde hesaba katmak, prosed?r?n h?zl? ve en verimli olaca?? t?m de?erleri izlemek gerekir. Ark?n ?zelliklerini de hesaba katmak gerekir: ak?m yo?unlu?u, s?cakl?k ve voltaj.

Bir elektrik ark?, iki elektrot veya bir elektrot ve bir i? par?as? aras?nda meydana gelen ve iki veya daha fazla par?an?n kaynakla birle?tirilmesine izin veren bir ark bo?almas?d?r.

Kaynak ark?, meydana geldi?i ortama ba?l? olarak birka? gruba ayr?l?r. A??k, kapal? ve ayr?ca koruyucu gaz ortam?nda olabilir.

A??k ark, yanma alan?ndaki par?ac?klar?n iyonla?mas?n?n yan? s?ra kaynakl? par?alar?n ve elektrot malzemesinin metal buharlar? nedeniyle a??k havada akar. Kapal? ark, s?rayla, ak? tabakas?n?n alt?nda yanar. Bu, yanma alan?ndaki gazl? ortam?n bile?imini de?i?tirmenize ve i? par?alar?n?n metalini oksidasyondan koruman?za olanak tan?r. Bu durumda, elektrik ark?, ak? katk? maddesinin metal buharlar? ve iyonlar? i?inden akar. Koruyucu gaz ortam?nda yanan ark, bu gaz?n iyonlar? ve metal buhar?ndan ge?er. Bu ayr?ca par?alar?n oksidasyonunu ?nlemeye ve dolay?s?yla olu?turulan ba?lant?n?n g?venilirli?ini art?rmaya yard?mc? olur.

Elektrik ark?, sa?lanan ak?m?n tipine g?re de?i?ir - alternatif veya sabit - ve yanma s?resi - darbeli veya sabit. Ayr?ca ark, do?rudan veya ters polariteye sahip olabilir.

Kullan?lan elektrot tipine g?re, t?ketilmeyen ve t?ketilebilen elektrotlar ay?rt edilir. Bir veya ba?ka bir elektrotun kullan?m? do?rudan kaynak makinesinin sahip oldu?u ?zelliklere ba?l?d?r. Ad?ndan da anla??laca?? gibi, t?ketilmeyen bir elektrot kullan?ld???nda olu?an ark onu deforme etmez. Sarf malzemesi elektrotuyla kaynak yaparken ark ak?m? malzemeyi eritir ve orijinal i? par?as? ?zerinde birikir.

Ark aral??? ?artl? olarak ?? karakteristik b?l?me ayr?labilir: katot, anot ve ark mili. Bu durumda, son b?l?m, yani. ark g?vdesi en b?y?k uzunlu?a sahiptir, ancak ark?n ?zellikleri ve ortaya ??kma olas?l??? elektrota yak?n b?lgeler taraf?ndan kesin olarak belirlenir.

Genel olarak, bir elektrik ark?n?n sahip oldu?u ?zellikler a?a??daki listede birle?tirilebilir:

1. Yay uzunlu?u. Bu, ark milinin yan? s?ra katot ve anot b?lgelerinin toplam mesafesini ifade eder.

2. Ark gerilimi. Her bir alan?n toplam?ndan olu?ur: g?vde, katoda yak?n ve anot yak?n?nda. Bu durumda, elektrota yak?n b?lgelerdeki voltaj de?i?imi, kalan b?lgeden ?ok daha b?y?kt?r.

3. S?cakl?k. Elektrotlar?n malzemesi olan gazl? ortam?n bile?imine ba?l? olarak bir elektrik ark?, 12 bin Kelvin dereceye kadar s?cakl?klar geli?tirebilir. Bununla birlikte, bu t?r tepeler, elektrot u? y?z?n?n t?m d?zlemi ?zerinde yer almaz. En iyi i?leme ile bile, iletken par?an?n malzemesinde, bir olarak alg?lanan bir?ok de?arj?n meydana gelmesi nedeniyle ?e?itli d?zensizlikler ve ?arpmalar vard?r. Tabii ki, ark?n s?cakl??? b?y?k ?l??de yand??? ortama ve sa?lanan ak?m?n parametrelerine ba?l?d?r. ?rne?in, mevcut de?eri artt?r?rsan?z, buna g?re s?cakl?k de?eri de artacakt?r.

Ve son olarak, ak?m-voltaj karakteristi?i veya VAC. Gerilimin ak?m?n uzunlu?una ve b?y?kl???ne ba??ml?l???n? temsil eder.