Jeg hadde inntrykk av at buer dannes på grunn av høyspenning, at luftnedbrytningen typisk var 3 millioner volt per meter. Imidlertid bruker lysbueovner vanligvis lave spenninger, rundt 30 til 40 volt og høye strømstyrker, vanligvis et par hundre ampere. Blir det buer fra høye strømstyrker, eller dannes de av høy effekt eller hva?
Kommentarer
- Hvor mange meter er buen til buen din ovn når den dannes?
- Termionisk utslipp
- Er det en slående spenning enn en driftsspenning?
Svar
Det du vil ha er Paschens lov
Paschens lov er en ligning som gir sammenbruddsspenningen, det vil si spenningen som er nødvendig for å starte en utladning eller en lysbue, mellom to elektroder i en gass som en funksjon av trykk og gaplengde. [2] [3] Den er oppkalt etter Friedrich Paschen som oppdaget den empirisk i 1889. [4]
Paschen studerte sammenbruddsspenningen til forskjellige gasser mellom parallelle metallplater ettersom gasstrykk og gapavstand ble variert:
Med en konstant gaplengde, reduserte spenningen som var nødvendig for å bue over gapet etter hvert som trykket ble redusert og deretter økte gradvis og oversteg den opprinnelige verdien. Med et konstant trykk trengte spenningen som var nødvendig for å forårsake en bue redusert ettersom spaltestørrelsen ble redusert, men bare til et punkt. Da gapet ble redusert ytterligere, begynte spenningen som kreves for å få en lysbue til å stige og overgikk igjen den opprinnelige verdien. For en gitt gass er spenningen bare en funksjon av produktet av trykk og gaplengde. [2] [3] Kurven han fant av spenning kontra trykkgapslengdeproduktet (til høyre) kalles Paschens kurve. Han fant en ligning som passet disse kurvene, som nå kalles Paschens lov. [3]
I utgangspunktet blir en gang en god luft leder en god leder. Når du fører en høy strøm gjennom den, blir den ionisert.
Svar
Du kan lese om lysbueovner her . Det første du kanskje legger merke til er at beskrivelsen din bare gjelder små ovner.
En middels stor moderne stålovn vil ha en transformator på rundt 60.000.000 volt -ampere (60 MVA), med en sekundær spenning mellom 400 og 900 volt og en sekundærstrøm på over 44.000 ampere.
Imidlertid til og med 400 til 900 volt er ikke nok til å produsere en lysbue over en rimelig avstand, så spørsmålet ditt forblir gyldig. Og artikkelen gir svaret:
Elektrodene senkes ned på skrapet, en bue blir slått
Med andre ord tar elektrodene direkte kontakt med metallet som skal smeltes, så spenningen er ganske irrelevant så lenge den produserer tilstrekkelig strøm. Faktisk er
Lavere spenninger velges for denne første delen av operasjonen for å beskytte taket og veggene mot overdreven varme og skade fra buene. Når elektrodene har nådd den tunge smelten ved bunnen av ovnen og buene er skjermet av skrapet, kan spenningen økes og elektrodene løftes noe, forlenger buene og øker kraften til smelten.
Svar
Buer krever høy spenning for å starte . Nedbrytningsspenningen til luft varierer betydelig med fuktighet og andre faktorer, men figurerer omtrent 1 kV per mm.
Dette er imidlertid bare for å starte lysbuen. Gassene i luften blir et plasma som leder strøm mye mye bedre enn vanlig luft. Som et resultat tar det mye mindre spenning å opprettholde lysbuen. Dette er grunnen til at spenningen over buen kan være lav, som noen få titalls volt eller enda mindre , så lenge tilstrekkelig strøm fortsetter å strømme for å opprettholde plasmaet. I utgangspunktet må det settes nok kraft i lysbuen for å balansere tapene på grunn av konveksjon og stråling.