Hồ quang điện là gì? Tính chất và điều kiện hình thành hồ quang điện ra sao? Ứng dụng của hồ quang điện như thế nào? Tất cả sẽ được giải đáp thông qua bài viết dưới đây của chúng tôi. Các bạn hãy theo dõi nhé!
Hồ quang điện là gì?
Hồ quang điện là một dạng plasma tạo ra sự trao đổi điện tích liên tục. Quá trình này đi kèm sự tỏa sáng và tỏa nhiệt mạnh. Quá trình này xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc thấp. Tại 2 điện cực có hiệu điện thế rất lớn. Đây gọi là quá trình phóng điện tự lực.
Dòng điện chạy qua điện cực chính là dòng electron, chứa cả ion âm. Dòng điện chạy từ cathode đến anode. Bên cạnh đó, 1 phần ion dương sẽ đi theo chiều ngược lại. Các ion âm và electron tới và va chạm vào anode làm nó nóng lên. Anode nóng có thể lên tới 3500 độ C.
Điện trở của hồ quang điện nhỏ ở hai điện cực bởi đã bị ion hoá. Cường độ dòng điện trong mạch khá lớn, đạt tới hàng chục ampe. Tuy nhiên, hiệu điện thế lại rất thấp.
Tính chất cơ bản của hồ quang điện
Các tính chất cơ bản của hồ quang điện là:
- Xảy ra khi dòng điện có trị số lớn.
- Trung tâm hồ quang thường có nhiệt độ rất lớn, có thể lên đến 6000 – 80000K
- Ở cathode, mật độ dòng điện lớn, vào khoảng 104 – 105 A/cm2
- Sự sụt áp ở cathode không phụ thuộc vào dòng điện, thường bằng 10 – 20V
Điều kiện tạo ra hồ quang điện
- Làm cho hai điện cực nóng đỏ lên đến mức có thể phát hiện electron
- Tạo ra một điện trường đủ mạnh ở giữa hai điện cực để ion hóa không khí. Sau đó tạo ra tia lửa điện và cường độ điện trường.
Ứng dụng của hồ quang điện
- Quá trình phóng điện tự lực của hồ quang điện được ứng dụng trong lĩnh vực luyện thép.
- Bên cạnh đó, chúng còn được dùng trong quá trình hàn điện nhờ nhiệt độ cao từ các cặp điện cực. Một cực của hồ quang là que hàn, cực kia là tấm kim loại cần hàn. Nhiệt độ cao giữa 2 cực sẽ làm que hàn nóng chảy và lấp đầy chỗ cần hàn.
- Ngoài ra, quá trình phóng điện còn được dùng trong các lò luyện phôi nhiệt, nấu kim loại.
Tác hại của hồ quang điện
Ảnh hưởng đến các thiết bị điện
Hiện tượng phóng điện ở hồ quang làm hỏng các thiết bị điện. Nguyên nhân được chỉ ra là do sự thay đổi điện áp đột ngột. Hoặc hiện tượng ngắn mạch của hệ thống. Cụ thể, các tiếp điểm động lực sẽ bị đánh mòn dưới tác động của nhiệt độ cao. Từ đó, các doanh nghiệp phải thay thiết bị hàng năm. Gây khó khăn, tổn hại về kinh tế.
Ảnh hưởng đến con người
- Phóng điện hồ quang có thể gây cháy nổ, hoả hoạn làm ảnh hưởng đến sức khoẻ và tính mạng con người.
- Khi nhìn trực tiếp vào tia lửa hồ quang có thể làm cho các tế bào niêm mạc mắt bị chết. Dẫn đến đau mắt và ảnh hưởng nghiêm trọng đến thị giác. Nếu không trang bị đồ bảo hộ trong quá trình hàn, có thể làm các tế bào da bị chết, bong da mặt.
Cách phòng ngừa hồ quang điện
- Cải tiến, sáng tạo ra các thiết bị khắc phục để tuổi thọ được nâng cao.
- Tích hợp các module cảm biến cảnh báo hoạt động. Một cách độc lập nhất trong các thiết bị đóng cắt, buồng dập hồ quang hạ thế.
- Trang bị đồ bảo hộ lao động phù hợp và kiến thức về an toàn lao động.
Quá trình phát sinh và dập tắt hồ quang điện
Quá trình phát sinh
Tiếp điểm có dòng điện bé, khoảng cách ban đầu giữa 2 điện áp nhỏ, sinh ra điện trường có cường độ lớn. Chính vì vậy, điện tử từ cathode sẽ được bật. Hiện tượng này gọi là phát xạ tự động điện tử hay còn gọi là phát xạ điện nguội. Khi số điện tử này càng nhiều thì ion hoá không khí xuất hiện. Dưới tác dụng của điện trường gọi là hiện tượng hồ quang điện.
Quá trình dập tắt
- Một số điều kiện trong quá trình dập tắt hồ quang điện như sau:
- Hạ thấp nhiệt độ hồ quang bằng cách dùng hơi khí hoặc dầu làm nguội. Sau đó dùng vách ngăn để hồ quang cọ xát.
- Kéo dài hồ quang bằng cách dùng vách ngăn chia thành nhiều phần nhỏ và thổi khí dập tắt.
- Chia hồ quang thành nhiều đoạn nhỏ.
- Dùng năng lượng của hồ quang hoặc năng lượng bên ngoài để dập tắt.
- Tiêu thụ năng lượng hồ quang bằng cách dùng điện trở mắc song song với hai tiếp điểm sinh hồ quang.
Công nghệ hàn hồ quang điện
Hàn hồ quang điện ngày nay được sử dụng phổ biến để nối bằng nguồn nhiệt để hàn. Nguồn nhiệt này chính là hồ quang điện.
Với công nghệ này, hồ quang sẽ tập trung trên một điểm nhất định của vật hàn. Nhiệt lượng cũng được tập trung, vật hàn nhanh chóng bị nóng chảy. Nhiệt không hàn ra rộng, chỉ tập trung vào phần hàn. Thao tác hàn hồ quang khá khó khăn, nhưng lại tiết kiệm với những nơi có điện.
Như vậy, bài viết trên đã cung cấp các kiến thức về hồ quang điện là gì. Hy vọng rằng với những chia sẻ trên sẽ giúp bạn có thêm những thông tin cần thiết.
