Ich hatte den Eindruck, dass sich aufgrund der hohen Spannung Lichtbögen bilden und der Luftdurchschlag typischerweise 3 Millionen Volt pro Meter beträgt. Lichtbogenöfen verwenden jedoch typischerweise niedrige Spannungen, etwa 30 bis 40 Volt, und hohe Stromstärken, üblicherweise einige hundert Ampere. Bilden sich Bögen auch aus hohen Stromstärken oder aus hoher Leistung oder was?
Kommentare
- Wie viele Meter ist der Bogen Ihres Lichtbogens? Ofen, wenn er sich bildet?
- Thermionische Emission
- Gibt es eine Zündspannung als eine Betriebsspannung?
Antwort
Was Sie wollen, ist Paschens Gesetz
Paschen ist eine Gleichung, die die Durchbruchspannung, dh die zum Starten einer Entladung oder eines Lichtbogens erforderliche Spannung, zwischen zwei angibt Elektroden in einem Gas als Funktion von Druck und Spaltlänge. [2] [3] Es ist nach Friedrich Paschen benannt, der es 1889 empirisch entdeckte. [4]
Paschen untersuchte die Durchbruchspannung verschiedener Gase zwischen parallelen Metallplatten, da der Gasdruck und der Spaltabstand variiert wurden:
Bei einer konstanten Spaltlänge nahm die Spannung ab, die erforderlich war, um über den Spalt zu bogen, wenn der Druck verringert und dann allmählich erhöht wurde, wobei der ursprüngliche Wert überschritten wurde. Bei konstantem Druck verringerte sich die Spannung, die erforderlich war, um einen Lichtbogen zu verursachen, als die Spaltgröße verringert wurde, jedoch nur bis zu einem Punkt. Als der Spalt weiter verringert wurde, begann die Spannung, die erforderlich war, um einen Lichtbogen zu verursachen, anzusteigen und überschritt erneut seinen ursprünglichen Wert. Für ein gegebenes Gas ist die Spannung nur eine Funktion des Produkts aus Druck und Spaltlänge. [2] [3] Die Kurve, die er von der Spannung gegenüber dem Druckspaltlängenprodukt (rechts) gefunden hat, heißt Paschen-Kurve. Er hat eine Gleichung gefunden, die zu diesen Kurven passt, die jetzt Paschen-Gesetz genannt wird. [3]
Sobald Luft ionisiert ist, wird sie zu einem recht guten Leiter. Wenn ein hoher Strom durch ihn geleitet wird, bleibt er ionisiert.
Antwort
Sie können über Lichtbogenöfen hier . Das erste, was Sie vielleicht bemerken, ist, dass Ihre Beschreibung nur für kleine Öfen gilt.
Ein mittelgroßer moderner Stahlherstellungsofen hätte einen Transformator mit einer Nennspannung von etwa 60.000.000 Volt -ampere (60 MVA) mit einer Sekundärspannung zwischen 400 und 900 Volt und einem Sekundärstrom von mehr als 44.000 Ampere.
Jedoch sogar 400 bis 900 Volt reichen nicht aus, um einen Lichtbogen über eine angemessene Entfernung zu erzeugen, daher bleibt Ihre Frage gültig. Und der Artikel liefert die Antwort:
Die Elektroden werden auf den Schrott abgesenkt, ein Lichtbogen wird angeschlagen
Mit anderen Worten, die Elektroden haben direkten Kontakt mit dem zu schmelzenden Metall, sodass die Spannung so gut wie irrelevant ist, solange sie einen ausreichenden Strom erzeugt. Tatsächlich werden
für diesen ersten Teil des Vorgangs niedrigere Spannungen ausgewählt, um das Dach und die Wände vor übermäßiger Hitze und Beschädigung durch die Lichtbögen zu schützen. Sobald die Elektroden die schwere Schmelze am Boden des Ofens erreicht haben und die Lichtbögen durch den Schrott abgeschirmt sind, kann die Spannung erhöht und die Elektroden leicht angehoben werden, wodurch die Lichtbögen verlängert und die Leistung der Schmelze erhöht werden.
Antwort
Lichtbögen benötigen Hochspannung, um zu starten . Die Durchschlagspannung von Luft variiert erheblich mit der Luftfeuchtigkeit und anderen Faktoren, beträgt jedoch ungefähr 1 kV pro mm. Dies dient jedoch nur zum Starten des Lichtbogens. Die Gase in der Luft werden zu einem Plasma, das leitet Elektrizität ist viel besser als normale Luft. Infolgedessen wird viel weniger Spannung benötigt, um den Lichtbogen aufrechtzuerhalten. Aus diesem Grund kann die Spannung über dem Lichtbogen niedrig sein, z. B. einige zehn Volt oder sogar weniger Solange genügend Strom fließt, um das Plasma aufrechtzuerhalten. Grundsätzlich muss genügend Leistung in den Lichtbogen eingebracht werden, um die Verluste aufgrund von Konvektion und Strahlung auszugleichen.