Tenía la impresión de que los arcos se forman debido al alto voltaje, que la descomposición del aire era típicamente de 3 millones de voltios por metro. Sin embargo, los hornos de arco suelen utilizar voltajes bajos, alrededor de 30 a 40 voltios, y amperajes altos, generalmente de un par de cientos de amperios. ¿Los arcos también se forman a partir de amperajes altos, o se forman a partir de alta potencia o qué?
Lo que quieres es Ley de Paschen
La ley de Paschen es una ecuación que da el voltaje de ruptura, que Es decir, la tensión necesaria para iniciar una descarga o arco eléctrico, entre dos electrodos en un gas en función de la presión y la brecha longitud. [2] [3] Lleva el nombre de Friedrich Paschen, quien lo descubrió. empíricamente en 1889. [4]
Paschen estudió la tensión de ruptura de varios gases entre Placas metálicas paralelas ya que la presión de gas y la distancia de separación eran variado:
Con una longitud de separación constante, la tensión necesaria para atravesar el la brecha disminuyó a medida que se redujo la presión y luego aumentó Poco a poco, superando su valor original. Con una presión constante, el voltaje necesario para causar un arco reducido a medida que se redujo el tamaño de la brecha pero sólo a un punto. Como la brecha se redujo aún más, el voltaje requerido Para causar un arco comenzó a elevarse y de nuevo excedió su valor original. Para un gas dado, el voltaje es una función solamente del producto del presión y longitud de la brecha. [2] [3] La curva que encontró de voltaje versus El producto de longitud de la brecha de presión (derecha) se llama curva de Paschen. Él Encontré una ecuación que se ajusta a estas curvas, que ahora se llama Paschen ley. [3]
Básicamente, una vez que el aire se ioniza se convierte en un buen conductor. Pasar una corriente alta a través de él lo mantiene ionizado.
Puede leer sobre los hornos de arco aquí . Lo primero que notará es que su descripción solo se aplica a hornos pequeños.
Un horno de fabricación de acero moderno de tamaño mediano tendría un transformador clasificado aproximadamente 60,000,000 voltios-amperios (60 MVA), con un voltaje secundario entre 400 y 900 voltios y una corriente secundaria de más de 44,000 amperios.
Sin embargo, incluso de 400 a 900 voltios no es suficiente para producir un arco a una distancia razonable, por lo que su pregunta sigue siendo válida. Y el artículo proporciona la respuesta:
Los electrodos se bajan sobre el trozo, se golpea un arco
En otras palabras, los electrodos hacen contacto directo con el metal que se va a fundir, por lo que el voltaje es bastante irrelevante siempre que produzca la corriente adecuada. De hecho,
Los voltajes inferiores se seleccionan para esta primera parte de la operación para proteger el techo y las paredes del calor excesivo y los daños causados por la arcos Una vez que los electrodos han alcanzado el fundido pesado en la base de El horno y los arcos están protegidos por la chatarra, el voltaje puede ser Aumentaron y los electrodos subieron ligeramente, alargando los arcos y Incrementando el poder al fundido.
Los arcos requieren alto voltaje para iniciar . La tensión de ruptura del aire varía considerablemente con la humedad y otros factores, pero alcanza aproximadamente 1 kV por mm.
Sin embargo, eso es sólo para iniciar el arco. Los gases en el aire se convierten en un plasma, que conduce la electricidad mucho mejor que el aire regular. Como resultado, se necesita mucho menos voltaje para mantener el arco. Esta es la razón por la que el voltaje a través del arco puede ser bajo, como unas pocas decenas de voltios o incluso menos, siempre que continúe fluyendo suficiente corriente para mantener el plasma. Básicamente, se necesita poner suficiente energía en el arco para equilibrar las pérdidas debidas a la convección y la radiación.
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