Odniosłem wrażenie, że z powodu wysokiego napięcia powstają łuki, że przebicie powietrza wynosi zwykle 3 miliony woltów na metr. Jednak piece łukowe zwykle wykorzystują niskie napięcie, około 30 do 40 woltów i wysokie natężenie prądu, zwykle kilkaset amperów. Czy łuki powstają również przy dużym natężeniu prądu, czy też przy dużej mocy, czy co?
Komentarze
- Ile metrów ma łuk twojego łuku piec, kiedy się formuje?
- Emisja termionowa
- Czy występuje napięcie uderzeniowe, a następnie napięcie robocze?
Odpowiedź
To, czego chcesz, to Prawo Paschena
Prawo Paschena to równanie, które podaje napięcie przebicia, to znaczy napięcie niezbędne do rozpoczęcia wyładowania lub łuku elektrycznego, między dwoma elektrody w gazie jako funkcja ciśnienia i długości szczeliny. [2] [3] Jej nazwa pochodzi od Friedricha Paschena, który odkrył ją empirycznie w 1889 roku. [4]
Paschen badał napięcie przebicia różnych gazów między równoległymi płytami metalowymi, gdy zmieniało się ciśnienie gazu i odległość szczeliny: p> Przy stałej długości szczeliny napięcie potrzebne do wyładowania łukowego w szczelinie malało wraz ze zmniejszaniem ciśnienia, a następnie stopniowo wzrastało, przekraczając swoją pierwotną wartość. Przy stałym ciśnieniu napięcie potrzebne do wywołania łuku zmniejszało się wraz ze zmniejszaniem rozmiaru szczeliny, ale tylko do pewnego punktu. W miarę dalszego zmniejszania szczeliny napięcie wymagane do wywołania łuku zaczęło rosnąć i ponownie przekroczyło swoją pierwotną wartość. Dla danego gazu napięcie jest funkcją jedynie iloczynu ciśnienia i długości szczeliny. [2] [3] Znalazł krzywą napięcia w funkcji iloczynu długości szczeliny ciśnieniowej (po prawej) nazywa się krzywą Paschena. Znalazł równanie pasujące do tych krzywych, które obecnie nazywa się prawem Paschena. [3]
Zasadniczo, gdy powietrze jonizuje, staje się całkiem dobrym przewodnikiem. Przepuszczanie przez niego wysokiego prądu utrzymuje go w jonizacji.
Odpowiedź
Możesz przeczytać o piecach łukowych tutaj . Pierwszą rzeczą, jaką możesz zauważyć, jest to, że opis dotyczy tylko małych pieców.
Średniej wielkości nowoczesny piec do produkcji stali miałby transformator o napięciu około 60 000 000 woltów -amperów (60 MVA), o napięciu wtórnym od 400 do 900 woltów i prądzie wtórnym przekraczającym 44 000 amperów.
Jednak nawet 400 do 900 woltów nie wystarczy do wytworzenia łuku na rozsądnej odległości, więc twoje pytanie pozostaje ważne. A artykuł dostarcza odpowiedzi:
Elektrody są opuszczane na złom, następuje zajarzenie łuku
Innymi słowy, elektrody stykają się bezpośrednio z topionym metalem, więc napięcie jest właściwie nieistotne, o ile wytwarza odpowiedni prąd. W rzeczywistości
Niższe napięcia są wybierane w tej pierwszej części operacji, aby chronić dach i ściany przed nadmiernym nagrzewaniem i uszkodzeniem przez łuki. Gdy elektrody osiągną ciężki stopiony stop u podstawy pieca, a łuki zostaną osłonięte przez złom, można zwiększyć napięcie, a elektrody nieco unieść, wydłużając łuki i zwiększając moc stopu.
Odpowiedź
Łuki wymagają wysokiego napięcia do startu . Napięcie przebicia powietrza zmienia się znacznie w zależności od wilgotności i innych czynników, ale wynosi około 1 kV na mm.
Jednak to tylko początek łuku. Gazy w powietrzu stają się plazmą, która przewodzi elektryczność znacznie lepsza niż zwykłe powietrze. W rezultacie podtrzymanie łuku wymaga znacznie mniejszego napięcia. Dlatego napięcie na łuku może być niskie, rzędu kilkudziesięciu woltów lub nawet mniej tak długo, jak długo płynie prąd wystarczający do utrzymania plazmy. Zasadniczo do łuku należy włożyć wystarczającą moc, aby zrównoważyć straty spowodowane konwekcją i promieniowaniem.