33.Электрическая дуга (Вольтова дуга, Дуговой разряд) — физическое явление, один из видов электрического разряда в газе.

Впервые была описана в 1802 году русским учёным В. В. Петровым. Электрическая дуга является частным случаем четвёртой формы состояния вещества — плазмы — и состоит из ионизированного, электрически квазинейтрального газа. Присутствие свободных электрических зарядов обеспечивает проводимость электрической дуги.

Электрическая дуга между двумя электродами в воздухе при атмосферном давлении образуется следующим образом:

При увеличении напряжения между двумя электродами до определённого уровня в воздухе между электродами возникает электрический пробой. Напряжение электрического пробоя зависит от расстояния между электродами и пр. Зачастую, для инициирования пробоя при имеющемся напряжении электроды приближают друг к другу. Во время пробоя между электродами обычно возникает искровой разряд, импульсно замыкая электрическую цепь.

Электроны в искровых разрядах ионизируют молекулы в воздушном промежутке между электродами. При достаточной мощности источника напряжения, в воздушном промежутке образуется достаточное количество плазмы для того, чтобы напряжение пробоя (или сопротивление воздушного промежутка) в этом месте значительно упало. При этом искровые разряды превращаются в дуговой разряд — плазменный шнур между электродами, являющийся плазменным тоннелем. Эта дуга является по сути проводником, и замыкает электрическую цепь между электродами, средний ток увеличивается ещё больше нагревая дугу до 5000–50000 K. При этом считается, что поджиг дуги завершён.

Взаимодействие электродов с плазмой дуги приводит к их нагреву, частичному расплавлению, испарению, окислению и другим видам коррозии.

После поджига, дуга может быть устойчива при разведении электрических контактов до некоторого расстояния.

При эксплуатации высоковольтных электроустановок, в которых неизбежно появление электрической дуги, борьба с электрической дугой осуществляется при помощи электромагнитных катушек, совмещённых с дугогасительными камерами. Среди других способов известны использование вакуумных и масляных выключателей, а также методы отвода тока на временную нагрузку, самостоятельно разрывающую электрическую цепь.

Электрическая дуга используется при электросварке металлов, для выплавки стали (Дуговая сталеплавильная печь) и в освещении (в дуговых лампах).

Процесс зажигания дуги при сварке плавящимся электродом начинается с короткого замыкания ( соприкосновения) электрода с изделием. Ток короткого замыкания мгновенно расплавляет металл в местах, по которым произошли их соприкосновения, в результате чего образуется жидкая перемычка. При отводе электрода от изделия жидкая перемычка, образовавшаяся между электродами, растягивается, металл перегревается и его температура достигает температуры кипения, пары металла ионизируются - возбуждается дуга. [1]

Существенным является процесс зажигания дуги. Электрод помещен глубоко в корпусе плазмотрона, что не позволяет зажигать дугу обычным прикосновением электрода к изделию. Предлагались механические приспособления, пристраиваемые к плазмотрону и производящие зажигание замыканием вспомогательным контактом электрода на изделие или на сопло. Такие устройства усложняют конструкцию плазмотрона и его обслуживание и не получили широкого применения. Обычно пользуются мощным осциллятором, пробивающим газовый промежуток и зажигающим вспомогательную дугу между электродом и соплом через ограничивающее сопротивление; загоревшаяся дуга автоматически перебрасывается на изделие и горит уже на нормальном режиме. [2]

Зажигание дуги при сварке.

На рис. 156 схематически показан процесс зажигания дуги при сварке. [3]

Характеристики светозащитных стекол.

Этот ток, проходя по сварочной цепи одновременно с основным сварочным током, облегчает процесс зажигания дуги и обеспечивает устойчивое горение ее. Осциллятор включается параллельно во вторичную цепь сварочного трансформатора. [4]

Зажигание дуги при сварке.

Дуга является мощным электрическим разрядом в ионизированной газовой среде. Процесс зажигания дугипри сварке состоит из трех этапов: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод электрода на расстояние 3 - 6 мм и возникновение устойчивого дугового разряда. [5]

Выводные планки при сварке угловых швов ( а и схема правки грибо-видности полок ( б.

Основные швы по своим размерам значительно Тпревосходят сборочные швы, и поэтому последние полностью перевариваются. Процессы зажигания дуг, заварки кратера и отключения дуг автоматизированы, и это позволяет обходиться выводными планками длиной всего 150 - 200 мм. [6]

Процесс возникновения дуги длится доли секунды. Отдельные этапы процесса зажигания дуги показаны на фиг. [7]

Регуляторы мощности дуговых сталеплавильных печей представляют собой охваченные главной обратной связью три взаимосвязанные подсистемы: узел сравнения сигналов плеч тока в дуге и напряжения на дуге, преобразователь и исполнительный элемент - двигатель. Моделирование узла сравнения сигналов плеч тока и напряжения имеет некоторые особенности, связанные с особенностями процесса зажигания дуги и ее характеристиками. [8]

Схемы дуговой сварки.

Ионизация дугового промежутка происходит во время зажигания дуги и непрерывно поддерживается в процессе ее горения. Процесс зажигания дуги в большинстве случаев включает три этапа: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод электрода на расстояние 3 - 6 мм и возникновение устойчивого дугового разряда. [9]

Схема процесса зажигания дуги.