Recientemente he construido un controlador de transformador de retorno con un temporizador 555 y he estado dibujando arcos eléctricos. Pero noté que el electrodo de cátodo (el pin HV en el transformador) se calienta mucho más que el ánodo (el cable HV en la parte superior del transformador). Noté esto porque si uso cables finos como electrodos, el cátodo comienza a fundirse y se calienta mucho más rápido que el otro electrodo. Mi pregunta es por qué sucede esto. Gracias
En un arco eléctrico, los electrones se eliminan de sus átomos en el aire & disparado con alta energía hacia el ánodo .
Algunos de los electrones se disparan directamente desde el catode , y otros se eliminan de los átomos del aire, pero eventualmente, si el plasma se mantiene, terminan golpeando el ánodo .
Mientras tanto, el mucho más grande & los necrosos más densos de los átomos extraídos de electrones no se arrastran a través del arco con tanta velocidad, muchos de ellos terminan disipándose en el gas circundante, en lugar de impactar el cátodo .
Debido a este desequilibrio en los impactos de las partículas energéticas, la gran mayoría del calentamiento causado por el arco a los electrodos se produce en el ánodo .
Para obtener más información, aquí hay un artículo detallado e informativo de lincolnelectric.com, que explica algunas de las diversas propiedades & Las disposiciones de este traspaso que se explotan en los procesos de soldadura de arco metálico verious.
Como lo señala Marko Buršič en esta respuesta , depende en gran medida de la densidad de corriente en los electrodos en cuanto a cuál de ellos estará más caliente. A su vez, esto se relaciona con su tamaño y geometría, su material, el gas de trabajo , y hasta cierto punto la orientación de La descarga en el espacio (por convección). Pero si el cátodo y el ánodo son del mismo tamaño y forma, están hechos del mismo material y se colocan en la misma orientación relativa, entonces se debe principalmente a los impactos de los iones.
El campo eléctrico no es uniforme dentro de una descarga. La mayor parte del potencial se cae cerca del cátodo, en la denominada vaina. Esto hace que los iones se aceleren en el cátodo, mientras que los electrones no se aceleran (en la misma medida) en el ánodo:
(Esta imagen es para una descarga luminiscente. La relación es la misma en un arco, aunque las caídas son más pequeñas en tamaño y no tan grandes en magnitud. Este documento estima que son 14V y 4.5V para el cátodo y el ánodo respectivamente, para un arco de aire entre los electrodos de Ag.)
Los iones no solo se aceleran en el cátodo, sino que los electrones del cátodo se aceleran fuertemente en la descarga cerca del cátodo. Esto conduce a una disipación de alta potencia, y alguna física interesante , en esta región. ¡El arco simplemente no puede existir sin él! En cualquier caso, este volumen de gas extremadamente caliente también calienta el cátodo indirectamente. No hay una estructura comparable al lado del ánodo, y de hecho, las temperaturas de las partículas pesadas pueden verse (en el papel) mucho más bajas allí.
Debes subir la foto del arreglo. Depende de la forma de los electrodos, si son placas, agujas, combinación de ellos. Posibles fenómenos que usted observa es la descarga de la corona, donde la corriente fluye sin ser vista como una descarga, debe hacer una prueba en la oscuridad para ver el brillo azul. Su electrodo puede calentarse debido a la alta densidad de corriente en la punta del electrodo, mientras que el ánodo puede tener una geometría diferente, por lo que una imagen puede decir tantas palabras.
Voy a arriesgarme y resumiré la respuesta de Oleksandr R. a una forma super simple que incluso un niño puede entender, porque mi niño interior y mi niño real quieren saber por qué nuestro experimento de retroceso es obteniendo estos mismos resultados.
Las chispas súper diminutas de electrones se succionan en el ánodo sobre toda su superficie y se retiran al transformador.
Grandes carbones de iones grandes y calientes se están acumulando alrededor de la punta del cátodo, golpeando en él, y no son arrastrados, sino que solo son empujados hacia atrás en más carbones entrantes.
Por lo tanto, la punta del cátodo se calienta, se derrite y la mosca se separa rápidamente, mientras que el ánodo apenas se calienta y brilla de manera más uniforme.
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