Fusibleak bezalako gailu elektronikoetan arkua sortzeko printzipioa eta itzaltzeko metodoa

Zer da arku elektrikoa?

Zirkuituko fusiblea pizten denean, tentsioa eta korrontea balio jakin batera iristen direnean, fusible-lotura urtu eta deskonektatu berri da, eta arku bat sortuko da bereizitako fusible-lotunen artean, arku deitzen dena. Eremu elektriko indartsuaren ondorioz gertatzen da, gasa ionizatzen duena eta korrontea ohiko isolatzailea den mediotik igarotzea eragiten duena. Arku elektrikoen erabilerak aplikazio ugari izan ditzake, hala nola soldadura, altzairutegietako arku elektrikoko labeak... Baina arkua kontrolik gabeko egoeran sortzen bada, potentzia transmisioan, banaketan eta ekipo elektronikoetan kalteak eragingo ditu. Beraz, arkua ulertu eta kontrolatu behar dugu.

Arku elektrikoaren osaera

1. Arku-zutabeen gunea

Arku-zutabearen eskualdea elektrikoki neutroa da eta molekulek, atomoz, atomo kitzikatuz, ioi positiboz, ioi negatiboz eta elektroiz osatuta dago. Horien artean, positiboki kargatutako ioiak ia negatiboki kargatutako ioien berdinak dira, beraz, plasma ere deitzen zaio. Kargatutako partikulak norabidean mugitzen dira plasman energia handirik kontsumitu gabe, horregatik korronte handiak transmiti ditzakete tentsio baxuko baldintzetan. Korrontea transmititzen duten partikula kargatu nagusiak elektroiak dira, kargatutako partikula guztien %99,9 gutxi gorabehera, gainerakoak ioi positiboak izanik. Katodoaren eta anodoaren eskualdeen luzera oso laburra dela eta, arku-zutabearen eskualdearen luzera arkuaren luzeratzat har daiteke. Arku-zutabearen eskualdeko eremu elektrikoaren indarra nahiko baxua da, normalean 5-10V/cm baino ez.

2. Katodoaren eremua

Katodoa elektroien iturritzat hartzen da. Kargatutako partikulen (elektroiak) %99,9 ematen dio arku-zutabeari. Katodoak elektroiak igortzeko duen gaitasunak eragin handia du arkuaren egonkortasunean. Katodoaren eskualdearen luzera 10-5-10-6cm da. Katodoaren tentsio-jaitsiera 10V-koa bada, katodo-eskualdearen eremu elektrikoaren indarra 106-107V/cm-koa da.

3. Anodoaren eremua

Anodo-eskualdea elektroiak onartzeaz arduratzen da nagusiki, baina kargatutako partikulen (ioi positiboak) % 0,1 ere eman beharko lioke arku-zutabeari. Anodo-eskualdearen luzera 10-2-10-3cm-koa izan ohi da, beraz, anodo-eskualdearen eremu elektrikoaren indarra 103-104V/cm-koa da. Anodoaren materialak eta soldadura-korronteak anodoaren eskualdeko tentsio-jaitsieran duen eragin handia dela eta, 0 eta 10V artean alda daiteke. Adibidez, korronte-dentsitatea handia denean eta anodoaren tenperatura altua denean, anodoaren materiala lurruntzea eraginez, anodoaren tentsio-jaitsiera txikituko da, 0V-ra ere.

Arku elektrikoen ezaugarriak

1. Arkuaren errekuntza egonkorra mantentzeko beharrezkoa den arku-tentsioa oso baxua da, eta atmosferako DC 1cm-ko arku-zutabe baten tentsioa 10-50V baino ez da.

2. Arkutik korronte handi bat pasa daiteke, ampere gutxi batzuetatik milaka amperera bitartekoa.

3. Arkuak tenperatura altua du, eta arku-zutabearen tenperatura irregularra da. Erdiko tenperatura altuena da, 6000-10000 gradura iristen da, eta tenperatura erdialdetik urrundu egiten da.

4. Arku elektrikoek argi indartsua igor dezakete. Arkutik datorren argi-erradiazioaren uhin-luzera (1,7-50) × 10-7 m-koa da. Hiru zati ditu: infragorria, argi ikusgaia eta argi ultramorea

Arku elektrikoen sailkapena

1. Korronte motaren arabera, AC arku, DC arku eta pultsu arkuetan bana daiteke.

2. Arkuaren egoeraren arabera, arku librean eta arku konprimituan (esaterako, arku plasmatikoan) bana daiteke.

3. Elektrodoaren materialaren arabera, honako hauetan bana daiteke: urtze-elektrodo-arkua eta urtzen ez den elektrodo-arkua.

Arku elektrikoen arriskuak

1. Arkuak egoteak etengailuak akatsak diren zirkuituak deskonektatzeko denbora luzatzen du eta energia-sisteman zirkuitu laburrak izateko probabilitatea handitzen du.

2. Arkuak sortzen duen tenperatura altuak kontaktu-azalera urtu eta lurrundu egiten du, isolamendu-materiala errez. Olioz betetako ekipo elektrikoek ere arriskuak izan ditzakete, hala nola, sutea eta leherketa.

3. Indar elektriko eta termikoen eraginez arku elektrikoak mugi daitezkeelako. Erraza da arku-zirkuitu laburrak eta lesioak sortzea, istripuak areagotzea eraginez.

Sei itzaltze-arkuen printzipioa

1. Arkuaren tenperatura

Arkua ionizazio termikoaren bidez mantentzen da, eta arkuaren tenperatura jaisteak ionizazio termikoa ahuldu eta kargatutako ioi berrien sorrera murrizten du. Aldi berean, kargatutako partikulen abiadura murrizten du eta efektu konposatua hobetzen du. Arkua azkar luzatuz, arkua gasarekin edo olioz putz eginez edo arkua euskarri solido baten gainazalarekin kontaktuan jarriz, arkuaren tenperatura murriztu daiteke.

2. Euskarriaren ezaugarriak

Arkua erretzen den medioaren ezaugarriek neurri handi batean zehazten dute arkuaren disoziazioaren indarra. Eroankortasun termikoa, bero-ahalmena, tenperatura termiko askea, indar dielektrikoa, etab.

3. Gas medioaren presioa

Gas medioaren presioak eragin handia du arkuaren disoziazioan. Gasaren presioa zenbat eta handiagoa izan, orduan eta handiagoa izango da partikulen kontzentrazioa arkuan, orduan eta txikiagoa izango da partikulen arteko distantzia, orduan eta indartsuagoa izango da efektu konposatua, eta orduan eta errazagoa da arkua itzaltzea. Huts handiko ingurune batean, talka egiteko probabilitatea murrizten da, eta horrek talkaren disoziazioa ezabatzen du, difusio-efektua indartsua den bitartean.

4. Harremanetarako materiala

Ukipen-materialak urruntze-prozesuan ere eragiten du. Urtze-puntu altuak, eroankortasun termiko ona eta kontaktu gisa bero-ahalmen handia duten metalak erabiltzen dituztenean, elektroi beroen eta metal-lurrunen igorpena murrizten du arkuan, eta hori onuragarria da arkua itzaltzeko.

Arkua itzaltzeko metodoa

1. Erabili bitartekoa arkua itzaltzeko

Arku-hutsunearen askapena, neurri handi batean, arkuaren inguruan itzaltzeko bitartekoaren ezaugarrien araberakoa da. Sufre hexafluoruro gasa elektronegatibitate handiko arkua itzaltzeko medio bikaina da. Elektroiak azkar xurga ditzake eta ioi negatibo egonkorrak sor ditzake, hau da, birkonbinazioa eta ionizazioa lortzeko. Bere arkua itzaltzeko gaitasuna airea baino 100 aldiz indartsuagoa da; Hutsa (0,013 Pa azpiko presioa) arkua itzaltzeko bitarteko ona da ere. Hutsean dauden partikula neutroen kopuru txikia dela eta, ez da erraza talka egitea eta disoziatzea, eta hutsak difusiorako eta disoziaziorako lagungarria da. Bere arkua itzaltzeko gaitasuna airea baino 15 aldiz indartsuagoa da.

2. Erabili gasa edo olioa arkua pizteko

Arku bat putz egiteak arku-hutsunean partikula kargatuen difusioa eta hozte-birkonbinazioa eragiten du. Tentsio handiko etengailuetan, arkua itzaltzeko ganberaren egiturak erabiltzen dira gasaren edo petrolioaren presio izugarria sortzeko eta indarrez arku-hutsunerantz botatzeko. Arku bat botatzeko bi modu nagusi daude: puzte bertikala eta puzte horizontala. Puzte bertikala arkuarekiko paraleloa den puzte-noranzkoa da, eta horrek arkua meheago bihurtzen du; Puzte horizontala arkuarekiko perpendikularra den putz-noranzkoa da, arkua luzatzen eta mozten duena.

3. Erabili metalezko material bereziak arkua itzaltzeko kontaktu gisa

Urtze-puntu altuak, eroankortasun termikoa eta bero-ahalmen handia duten tenperatura altuko metalak ukipen-material gisa erabiltzeak elektroi beroen eta metal-lurrunen igorpena murrizten du arku elektrikoetan, eta horrela ionizazioa kentzeko efektua lortuz; Aldi berean erabiltzen den kontaktu-materialak arkuarekiko eta soldadurarekiko erresistentzia handia eskatzen du. Harremanetarako ohiko materialak kobrezko wolframio-aleazioa, zilarrezko wolframio-aleazioa, etab.

4. Arku elektromagnetikoa piztea

Indar elektromagnetikoaren eraginpean higitzen den arku elektrikoaren fenomenoari putzte-arku elektromagnetiko deritzo. Inguruko medioan arkuaren mugimenduaren ondorioz, airearen putzaren efektu bera du, eta horrela arkua itzaltzeko helburua lortzen da. Arkua itzaltzeko metodo hau gehiago erabiltzen da tentsio baxuko kommutagailuetan.

5. Arkua mugiarazi euskarriaren zirrikitu estuan

Arkua itzaltzeko metodo mota hau zirrikitu-arkuaren itzaltze gisa ere ezagutzen da. Erdibidearen zirrikitu estuan arkuaren mugimenduaren ondorioz, alde batetik, hozten da, eta horrek ionizazio efektua areagotzen du; Bestalde, arkua luzatzen da, arkuaren diametroa murrizten da, arkuaren erresistentzia handitzen da eta arkua itzaltzen da.

6. Bereizi arku luzea arku laburretan

Arkua harekin perpendikularra den metalezko sareen ilara batetik igarotzen denean, arku luzea hainbat arku laburtan banatzen da; Arku laburren tentsio-erorketa anodo eta katodoen eskualdeetan erortzen da batez ere. Sare kopurua nahikoa bada segmentu bakoitzean arkuaren errekuntza mantentzeko beharrezkoak diren gutxieneko tentsio-jaitsien batura aplikatutako tentsioa baino handiagoa dela ziurtatzeko, arkua bere kabuz itzaliko da. Horrez gain, korronte korronte korronte zero gurutzatu ondoren, katodoaren efektu hurbilaren ondorioz, arku-hutsune bakoitzaren indar dielektrikoa bat-batean 150-250V-ra handitzen da. Hainbat arku-hutsune seriean erabiliz, indar dielektriko handiagoa lor daiteke, beraz, arkua ez da berriro piztuko zero zeharkaldian itzali ondoren.

7. Haustura anitzeko arku itzaltzea onartu

Goi-tentsioko etengailu baten fase bakoitza seriean konektatzen da bi etenaldi edo gehiagorekin, eta horrek etenaldi bakoitzak jasaten duen tentsioa murrizten du eta kontaktua hausteko abiadura bikoizten du, arkua azkar luzatzen dela eta arkua itzaltzeari mesede egiten diona.

8. Hobetu etengailuen kontaktuen bereizketa-abiadura

Arkua luzatzeko abiadura hobetu da, arkua hozteko, birkonbinatzeko eta difusiorako onuragarria dena.