Ik had de indruk dat er bogen ontstaan als gevolg van hoge spanning, dat de afbraak van lucht typisch 3 miljoen volt per meter was. Boogovens gebruiken echter meestal lage spanningen, ongeveer 30 tot 40 volt, en hoge stroomsterktes, meestal een paar honderd ampère. Vormen bogen ook uit hoge stroomsterktes, of ontstaan ze uit hoog vermogen of wat?
Opmerkingen
- Hoeveel meter is de boog van je boog oven wanneer deze zich vormt?
- Thermionische emissie
- Is er een opvallende spanning dan een bedrijfsspanning?
Antwoord
Wat je wilt is Paschens Law
De wet van Paschen is een vergelijking die de doorslagspanning geeft, dat wil zeggen de spanning die nodig is om een ontlading of elektrische boog te starten, tussen twee elektroden in een gas als functie van druk en spleetlengte. [2] [3] Het is genoemd naar Friedrich Paschen die het empirisch ontdekte in 1889. [4]
Paschen bestudeerde de doorslagspanning van verschillende gassen tussen parallelle metalen platen terwijl de gasdruk en de spleetafstand varieerden:
Bij een constante spleetlengte nam de spanning die nodig was om over de spleet te vouwen af naarmate de druk werd verminderd en vervolgens geleidelijk verhoogd, tot boven de oorspronkelijke waarde. Bij een constante druk werd de spanning die nodig was om een boog te veroorzaken kleiner naarmate de opening kleiner werd, maar slechts tot een punt. Naarmate de opening verder werd verkleind, begon de spanning die nodig was om een boog te veroorzaken, te stijgen en overschreed opnieuw de oorspronkelijke waarde. Voor een bepaald gas is de spanning alleen een functie van het product van de druk en spleetlengte. [2] [3] De curve die hij vond van spanning versus het product van de lengte van de drukspleet (rechts) wordt de curve van Paschen genoemd. Hij vond een vergelijking die bij deze curven paste, die nu de wet van Paschen wordt genoemd. [3]
Kortom, als lucht ioniseert, wordt het een behoorlijk goede geleider. Door er een hoge stroom doorheen te laten gaan, blijft het geïoniseerd.
Antwoord
U kunt lezen over boogovens hier . Het eerste dat u misschien opvalt, is dat uw beschrijving alleen van toepassing is op kleine ovens.
Een middelgrote moderne staalproductieoven zou een transformator hebben van ongeveer 60.000.000 volt -amperes (60 MVA), met een secundaire spanning tussen 400 en 900 volt en een secundaire stroom van meer dan 44.000 ampère.
Maar zelfs 400 tot 900 volt is niet genoeg om over een redelijke afstand een boog te produceren, dus uw vraag blijft geldig. En het artikel geeft het antwoord:
De elektroden worden op het schroot neergelaten, er wordt een boog gemaakt
Met andere woorden, de elektroden maken direct contact met het te smelten metaal, dus spanning is vrijwel irrelevant zolang het maar voldoende stroom produceert. In feite,
Lagere spanningen worden geselecteerd voor dit eerste deel van de operatie om het dak en de muren te beschermen tegen overmatige hitte en schade door de bogen. Zodra de elektroden de zware smelt aan de basis van de oven hebben bereikt en de bogen zijn afgeschermd door het schroot, kan de spanning worden verhoogd en de elektroden enigszins worden verhoogd, waardoor de bogen langer worden en het vermogen naar de smelt toeneemt.
Antwoord
Bogen vereisen hoge spanning om te starten . De doorslagspanning van lucht varieert aanzienlijk met vochtigheid en andere factoren, maar bedraagt ongeveer 1 kV per mm.
Dat is echter alleen om de boog te starten. De gassen in de lucht worden een plasma, dat geleidt elektriciteit veel beter dan gewone lucht. Als gevolg hiervan is er veel minder spanning nodig om de boog in stand te houden . Daarom kan de spanning over de boog laag zijn, zoals een paar tientallen volt of zelfs minder , zolang er voldoende stroom blijft stromen om het plasma in stand te houden. In principe moet er voldoende stroom in de boog worden gestoken om de verliezen als gevolg van convectie en straling te compenseren.