Javais limpression que des arcs se forment à cause de la haute tension, que la rupture de lair était généralement de 3 millions de volts par mètre. Cependant, les fours à arc utilisent généralement des tensions faibles, denviron 30 à 40 volts, et des ampérages élevés, généralement de quelques centaines dampères. Les arcs se forment-ils également à partir dintensité élevée, ou se forment-ils à partir dune puissance élevée ou quoi?
Commentaires
- Combien de mètres représente larc de votre arc four lorsquil se forme?
- Emission thermionique
- Y a-t-il une tension de choc puis une tension de fonctionnement?
Réponse
Ce que vous voulez, cest la Loi de Paschen
La loi de Paschen est une équation qui donne la tension de claquage, cest-à-dire la tension nécessaire pour démarrer une décharge ou un arc électrique, entre deux électrodes dans un gaz en fonction de la pression et de la longueur de lintervalle. [2] [3] Il porte le nom de Friedrich Paschen qui la découvert empiriquement en 1889. [4]
Paschen a étudié la tension de claquage de divers gaz entre des plaques métalliques parallèles lorsque la pression du gaz et la distance entre les interstices variaient:
Avec une longueur dintervalle constante, la tension nécessaire pour arc à travers lintervalle diminuait à mesure que la pression était réduite, puis augmentait progressivement, dépassant sa valeur dorigine. Avec une pression constante, la tension nécessaire pour provoquer un arc est réduite à mesure que la taille de lespace est réduite, mais seulement jusquà un certain point. Au fur et à mesure que lécart était réduit, la tension requise pour provoquer un arc a commencé à augmenter et a de nouveau dépassé sa valeur dorigine. Pour un gaz donné, la tension nest fonction que du produit de la pression et de la longueur de lentrefer. [2] [3] La courbe quil a trouvée de la tension par rapport au produit de la longueur de lécart de pression (à droite) sappelle la courbe de Paschen. Il a trouvé une équation qui correspond à ces courbes, qui est maintenant appelée loi de Paschen. [3]
En gros, une fois que lair sionise, il devient tout à fait un bon conducteur. Le passage dun courant élevé le maintient ionisé.
Réponse
Vous pouvez en savoir plus sur les fours à arc ici . La première chose que vous remarquerez peut-être est que votre description ne sapplique quaux petits fours.
Un four de fabrication dacier moderne de taille moyenne aurait un transformateur évalué à environ 60 000 000 volts -ampères (60 MVA), avec une tension secondaire entre 400 et 900 volts et un courant secondaire supérieur à 44 000 ampères.
Cependant, même 400 à 900 volts ne sont pas suffisants pour produire un arc sur une distance raisonnable, votre question reste donc valide. Et larticle fournit la réponse:
Les électrodes sont abaissées sur la ferraille, un arc est frappé
En dautres termes, les électrodes sont en contact direct avec le métal à fondre, donc la tension est à peu près sans importance tant quelle produit un courant adéquat. En fait,
Des tensions inférieures sont sélectionnées pour cette première partie de lopération afin de protéger le toit et les murs de la chaleur excessive et des dommages causés par les arcs. Une fois que les électrodes ont atteint la masse fondue lourde à la base du four et que les arcs sont protégés par la ferraille, la tension peut être augmentée et les électrodes légèrement relevées, allongeant les arcs et augmentant la puissance de la masse fondue.
Réponse
Les arcs nécessitent une haute tension pour démarrer . La tension de claquage de l’air varie considérablement en fonction de l’humidité et d’autres facteurs, mais elle est d’environ 1 kV par mm.
Cependant, ce n’est que pour démarrer l’arc. Les gaz dans l’air deviennent un plasma qui conduit l’électricité est bien meilleure que l’air ordinaire. En conséquence, il faut beaucoup moins de tension pour maintenir l’arc. C’est pourquoi la tension à travers l’arc peut être faible, comme quelques dizaines de volts ou même moins , tant que suffisamment de courant continue à circuler pour maintenir le plasma. Fondamentalement, il faut mettre suffisamment de puissance dans larc pour équilibrer les pertes dues à la convection et au rayonnement.