Hồ quang điện là gì?
Hồ quang điện là một dạng plasma có khả năng trao đổi điện tích liên tục, thường có hiện tượng toả sáng và toả nhiệt mạnh. Đây là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp giữa hai điện cực có hiệu điện thể rất lớn.
Trong quá trình này, dòng điện chạy qua không khí giữa hai cực chủ yếu là dòng electron và cũng có một phần dòng ion dương đi ngược lại. Khi các ion âm và electron đến và va chạm vào cực anode, nhiệt độ của cực anode tăng lên, có thể lên đến 3500 độ C. Điện trở của hồ quang điện thường rất nhỏ, do chất khí giữa hai cực ở nhiệt độ cao nên bị ion hoá và dẫn điện tốt. Cường độ dòng điện trong mạch cũng có thể rất lớn, đạt hàng chục ampe với hiệu điện thế thấp.
Tính chất cơ bản
Các tính chất cơ bản của hồ quang điện bao gồm:
- Hiện tượng phóng điện hồ quang thường chỉ xảy ra khi dòng điện có giá trị lớn.
- Trung tâm của hồ quang thường có nhiệt độ rất cao, trong các khí cụ nhiệt độ có thể lên đến 6000 ÷ 80000K.
- Ở cực cathode, mật độ dòng điện lớn, khoảng 104 ÷ 105 A/cm2.
- Sụt áp ở cực cathode không phụ thuộc vào dòng điện và thường dao động từ 10 ÷ 20V.
Điều kiện tạo ra hồ quang điện
Có hai điều kiện để tạo ra hiện tượng hồ quang điện:
- Làm cho hai cực nóng đỏ lên đến mức có thể phát nhiện electron.
- Tạo ra một điện trường đủ mạnh ở giữa hai cực để ion hoá không khí, tạo ra tia lửa điện.
Ứng dụng của hồ quang điện
Hồ quang điện được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Quá trình phóng điện tự lực này rất hữu ích khi sử dụng trong các lĩnh vực như luyện thép và hàn điện. Ngoài ra, nó còn được dùng trong các lò luyện phôi nhiệt và nấu kim loại.
Tác hại và cách phòng ngừa
Hồ quang điện mang lại nhiều lợi ích nhưng cũng có một số tác hại cần lưu ý. Hiện tượng phóng hồ quang điện có thể làm hỏng thiết bị điện do thay đổi điện áp đột ngột và ngắn mạch cục bộ. Ngoài ra, nó có thể gây cháy nổ và ảnh hưởng đến sức khoẻ và tính mạng con người.
Để phòng ngừa tác hại, cần cải tiến và đưa ra sản phẩm chất lượng để nâng cao tuổi thọ thiết bị. Tích hợp các module cảm biến cảnh báo hoạt động một cách độc lập trong các thiết bị đóng cắt. Cũng như trang bị thiết bị bảo hộ lao động và kiến thức về an toàn lao động.
Quá trình phát sinh và dập tắt hồ quang điện
Quá trình phát sinh hồ quang điện xảy ra khi có dòng điện lớn chạy qua tiếp điểm. Ban đầu, các tiếp điểm tiếp xúc để dòng điện đi qua ít. Khi mật độ dòng điện tăng đáng kể, hồ quang điện xuất hiện trong không gian giữa hai tiếp điểm. Quá trình dập tắt hồ quang điện cần những điều kiện ngược lại so với quá trình phát sinh.
Công nghệ hàn hồ quang điện
Công nghệ hàn hồ quang điện là phương pháp hàn phổ biến nhất hiện nay để nối các chi tiết bằng nguồn nhiệt hồ quang điện. Trong công nghệ này, hồ quang tập trung trên một điểm của vật hàn, nhiệt lượng tương đối tập trung, vật hàn dễ dàng nóng chảy tức thì. Thao tác hàn hồ quang điện tương đối khó khăn, nhưng đối với các địa điểm có nguồn điện, nó khá thuận tiện và tiết kiệm.
Với hiểu biết về hồ quang điện, bạn có thể ứng dụng nó một cách đúng đắn và an toàn trong công việc của mình. Nếu cần thêm thông tin, hãy liên hệ với LADEC – đơn vị chuyên về đào tạo nguồn nhân lực với website LADEC.
Nguồn ảnh: tschem.com.vn