Voltaični luk - definicija, pojava i karakteristike. Proces nastanka električnog luka i metode za gašenje

Naša web stranica svarak.ru objavljuje članke na tu temu. Po prvi put je fenomen naponskog luka uočio ruski akademik Petrov, nakon što je primio varničko pražnjenje.

Voltaični luk karakterišu dva svojstva:

  • oslobađanje velike količine toplote
  • jako zračenje.

Obje nekretnine električni luk koristi u tehnologiji.

Za tehnologiju zavarivanja, prvo svojstvo je pozitivan faktor, drugo je negativno.

Bilo koji električno provodljivi materijali mogu poslužiti kao električni vodiči za električno pražnjenje. Najčešće se kao provodnici koriste karbonske i grafitne šipke kružnog presjeka (lučne svjetiljke).

Tipična varijanta između dva uglja prikazana je na slici.

Gornja elektroda je povezana sa pozitivnim polom mašine (anodom). Drugi ugalj je spojen na negativni pol (katodu).

Električni luk za zavarivanje

Temperatura električnog luka, njegov utjecaj.

Oslobađanje toplote nije isto u različitim tačkama luka. Na pozitivnoj elektrodi se oslobađa 43% ukupne količine, na negativnoj 36%, au samom luku (između elektroda) preostalih 21%.

Šema zona i njihove temperature u zavarivačkom luku

U vezi sa ovim i temperaturu na elektrodama nije isto. Anoda ima oko 4000°C, i katoda 3400°. U prosjeku, uzmite u obzir temperaturu električnog luka 3500° C.

Zahvaljujući raznim temperaturu na polovima naponskog luka, ugljenični provodnici

dolaze u raznim debljinama. Pozitivni ugalj se uzima deblji, negativan -

tanji. Lučna šipka (srednji dio) sastoji se od struje elektrona izbačenih katodom, koji velikom brzinom jure prema anodi. Posjedujući visoku kinetičku energiju, udaraju o površinu anode, pretvarajući kinetičku energiju u toplinsku energiju.

Zelenkasti oreol koji ga okružuje mjesto je kemijskih reakcija koje se dešavaju između isparenja tvari elektrode i atmosfere u kojoj gori naponski luk.

Proces nastanka luka zavarivanja

Pojava električnog luka

Obrazovni proces naponski luk je predstavljen u sljedećem obliku. U trenutku kontakta elektroda, prolazna struja oslobađa veliku količinu topline na spoju, jer ovdje postoji veliki električni otpor (Jouleov zakon).

Zbog toga se krajevi vodiča zagrijavaju do jakog sjaja, a nakon što se elektrode odvoje, katoda počinje emitovati elektrone, koji, leteći kroz zračni jaz između elektroda, dijele molekule zraka na pozitivno i negativno nabijene. čestice (kationi i anjoni).

Kao rezultat, zrak postaje električno provodljiv.

U tehnologiji zavarivanja najveću korist ima pražnjenje između metalnih elektroda, pri čemu je jedna elektroda metalna šipka, koja istovremeno služi i kao materijal za punjenje, a druga elektroda je sam radni predmet.

Proces ostaje isti kao u slučaju karbonskih elektroda, ali se ovdje pojavljuje novi faktor. Ako su u ugljičnom luku provodnici postupno isparili (izgorjeli), tada se u metalnom luku elektrode tope vrlo intenzivno i djelomično isparavaju. Zbog prisutnosti metalnih para između elektroda, otpor (električni) metalnog luka je manji od otpora ugljičnog luka.

Ugljenično pražnjenje gori pri prosječnom naponu od 40-60 V, dok je napon metalnog luka u prosjeku 18-22 V (dužine 3 mm).

Dužina luka, krater, prodor.

Proces elektrolučnog zavarivanja se odvija na sljedeći način.

Čim elektrodom dodirnemo proizvod pod naponom i odmah ga odnesemo na određenu udaljenost, formira se naponski luk i odmah počinje topljenje osnovnog metala i metala provodnika. Posljedično, kraj elektrode je uvijek u rastopljenom stanju, a tekući metal iz njega u obliku kapi prelazi do šava koji se zavari, gdje se metal elektrode miješa s rastopljenim metalom obratka koji se zavari.

Istraživanja su pokazala da oko 20-30 takvih kapi prođe sa elektrode u sekundi, odnosno ovaj proces se odvija vrlo brzo.

Iako naponski luk razvija vrlo visoku temperaturu, on stvara toplinu u vrlo malom prostoru neposredno ispod luka.

Dijagram dužine luka

Ako kroz tamna stakla pogledamo luk koji je pobuđen metalnom elektrodom, uvjerit ćemo se da se na mjestu gdje se stvara luk između elektrode i osnovnog metala, na osnovnom metalu oslobodi užarena površina, koja neposredno ispod udarac ima oblik udubljenja ispunjenog tečnim metalom. Stiče se utisak da je ovo udubljenje nastalo, takoreći, duvanjem tečnog metala lukom. Ovo udubljenje se naziva bazen za zavarivanje. Okružen je metalom zagrijanim na bijelu toplinu, a temperatura grijanja susjednog područja brzo pada na crvenu i već na maloj udaljenosti, čija vrijednost varira u zavisnosti od prečnika elektrode i jačine struje, upoređuje se temperatura sa temperaturom predmeta koji se zavari.

Dobar i loš luk za zavarivanje, kako razlikovati? Korisni savjeti.

Udaljenost između kraja elektrode i dna kupke, odnosno površine rastopljenog metala, naziva se dužina luka. Ova vrijednost je vrlo važna u tehnologiji zavarivanja. Za dobro zavarivanje potrebno je da dužinu luka uzmete što je moguće kraću, odnosno da luk bude kraći, a njegova dužina ne smije prelaziti 3-4 mm. Naravno, dužina luka nije konstantna vrijednost, budući da se kraj elektrode cijelo vrijeme topi i, posljedično, rastojanje između njega i kratera bi se povećalo; ako se elektroda drži nepomično dok se veza ne prekine. Stoga je prilikom zavarivanja potrebno približiti elektrodu osnovnom metalu dok se topi kako bi se dužina luka održala približno konstantnom unutar 2-4 mm.

Potreba za održavanjem kratkog luka (tj. ne dužeg od 3-4 mm) uzrokovana je činjenicom da rastopljeni metal elektrode apsorbira kisik i dušik iz zraka koji okružuje luk tokom svog prijelaza od elektrode do kratera, koji pogoršava njegove mehaničke kvalitete (relativno izduženje i otpornost na udar). Jasno je da će štetni efekat vazduha biti manji, što će tečni metal kraće proći kroz vazduh.

Kratko:

Kod kratkog luka ovo vrijeme će biti manje nego kod dugog i, stoga, metal elektrode neće imati vremena da apsorbira onoliko kisika i dušika koliko bi mogao, prolazeći dug put zbog dugog luka. Budući da želja svakog zavarivača uvijek treba biti da dobije najbolji mogući šav, stoga je za dobar zavar obavezan kratki luk. Kratak luk se može razlikovati ne samo vidom, već i sluhom, jer kratak luk emituje karakteristično suho pucketanje, koje podsjeća na zvuk pucketanja ulja ulivenog u vruću tavu. Ovaj zvuk kratkog luka svaki zavarivač bi trebao dobro poznavati.

dugo:

Sa dugim lukom (tj. dužinom većom od 4 mm) nikada nećemo dobiti dobar šav. Da ne spominjemo da će kod dugog luka doći do jake oksidacije metala šava, sam šav također ima vrlo neujednačen izgled. To se događa jer je dugo pražnjenje manje stabilno od kratkog, iskra ima tendenciju da luta i odstupa u stranu od mjesta zavarivanja, zbog čega se zagrijavanje iz njega ne stvara isto kao kod kratkog luka, već prostire se na velikom području. Zbog toga, toplina koju luči zrači ne ide u potpunosti na topljenje metala na mjestu zavarivanja, već se djelomično uzalud raspršuje na velikoj površini.

Dugim lukom se, dakle, postiže loša penetracija, a osim toga, kapljice s elektrode, koje padaju na slabo zagrijano mjesto, ne stapaju se s osnovnim metalom, već se prskaju na strane.

Po izgledu, uvijek možete odmah razlikovati šav zavaren kratkim ili dugim lukom. Pravilno zavaren kratkim lukom, šav ima pravilan oblik, glatku konveksnu površinu i čist, sjajan izgled. Šav zavaren dugim lukom ima neujednačen bezobličan izgled i okružen je brojnim kapljicama i prskanjem očvrslog metala sa elektrode. Takav šav je, naravno, potpuno beskoristan.

Zaštita od luka

Primjeri zaštitnih odijela od električnog luka

Ako aparati za zavarivanje koriste luk, onda mnogi drugi strojevi i, osim toga, osoba bi to trebala izbjegavati. Rizik od stvaranja luka na opremi zavisi od nekoliko paragrafa:

  • učestalost upotrebe opreme od strane zaposlenog;
  • iskustvo i znanje zaposlenih koji se bave hardverom
  • stepen istrošenosti opreme;

Ako osoba nema potrebno lično zaštitno odijelo i padne u zonu djelovanja električnog luka, šanse za preživljavanje su prilično smanjene. Mogućnost od teških opekotina je izuzetno velika.

Tabela: stepen izloženosti električnom luku

Koje su mogućnosti zaštite od e-pošte. Arcs?

  1. pridržavati se svih potrebnih sigurnosnih pravila i propisa;
  2. u slučaju duže upotrebe zaštitnog materijala, čestog pranja, odijelo se ne bi trebalo pokvariti; (sve zavisi od modela);
  3. tkanina mora imati najviše 2 sekunde preostalog paljenja;
  4. morate nositi specijalne cipele koje imaju antistatičko dejstvo i takođe imaju odijelo za zaštitu od električnog luka.

Elektrolučno zavarivanje, bilo ručno ili mehanizirano, izvodi se zahvaljujući električnom luku, koji je, u stvari, električno pražnjenje. Električni luk za zavarivanje karakterizira oslobađanje velike količine topline i svjetlosti. Imajte na umu da temperatura luka može doseći i do 6.000 stepeni Celzijusa.

Vrijedi obratiti pažnju na činjenicu da svjetlost i toplina koju emituje luk mogu biti štetni za ljudsko zdravlje. Stoga se svi radovi zavarivanja elektrolučnim zavarivanjem izvode isključivo u kombinezonu iu maski ili zaštitnim naočalama koje štite oči zavarivača.

Električni luk zavarivanja nije uvijek isti, postoji nekoliko vrsta koje zavise od sredine u kojoj se zavarivanje izvodi, od metalnog proizvoda i drugih faktora.

Vrste zavarivanja električnog luka.

Ako govorimo o ovisnosti medija i luka, onda možemo razlikovati sljedeće vrste električnog pražnjenja:

  • Otvoreni električni luk. Zavarivanje metalnih proizvoda vrši se na otvorenom, bez upotrebe posebnih plinova za zaštitu. Luk gori u mediju formiranom od okolnog zraka i para koje nastaju prilikom zavarivanja metalnog proizvoda, topljenja elektrode ili žice i njihovih prevlaka.
  • Zatvoreni električni luk. Ovaj tip luka nastaje tokom zavarivanja pod vodom. Mješavina plina štiti luk tijekom zavarivanja, koji nastaje kao rezultat miješanja para iz metalnog proizvoda koji se zavari, potrošne elektrode i, zapravo, fluksa.
  • Luk u zaštitnim plinovima. U ovom slučaju govorimo o zavarivanju u okruženju takozvanih zaštitnih plinova: inertnih ili aktivnih, (koriste se i čisti plinovi i njihove mješavine). Kao rezultat zavarivanja nastaje plinoviti medij koji se sastoji od zaštitnog plina, metalnih para i elektrode.

Napajanje za zavarivački luk.

Luk zavarivanja nastaje kada se dovede električna struja. Imajte na umu da se luk može napajati i iz izvora s naizmjeničnom strujom i jednosmjernom strujom. Različiti izvori energije daju različite vrste luka.

Kada koristite jednosmjernu struju, možete dobiti luk dvije vrste: zavarivači koriste i luk direktnog polariteta i obrnuti. Razlika između ova dva tipa je priključak za napajanje. Dakle, s direktnim polaritetom, minus se primjenjuje direktno na elektrodu, a plus na metalni proizvod koji će biti zavaren. Kod obrnutog polariteta, veza se događa obrnuto: plus se dovodi na elektrodu, dok se minus primjenjuje na metalni proizvod koji se zavari.

Također napominjemo da zavareni metalni proizvod ponekad nije uključen u električni krug. U takvim slučajevima kažu da se koristi indirektni luk, odnosno struja se dovodi samo do elektrode. Ako su i elektroda i metalni proizvod spojeni na izvor napajanja, onda u ovom slučaju govore o izravnom luku. Vrijedi napomenuti da se upravo ovaj električni luk najčešće koristi. Zavarivači rijetko koriste luk indirektnog djelovanja.

Vrijednosti gustine struje za luk zavarivanja.

Prilikom zavarivanja metalnih proizvoda električnim lukom, indikator gustoće struje također igra važnu ulogu. U načinu konvencionalnog ručnog zavarivanja, gustoća struje je standardna, odnosno 10-20 A / mm 2. Zavarivači također postavljaju istu vrijednost kada zavaruju u okruženju određenih plinova. Visoka gustoća struje, odnosno 80-120 A / mm 2, a također i veća, koristi se u poluautomatskim ili drugim vrstama zavarivanja koje se izvodi pod zaštitom plinova ili fluksa.

Gustina struje utiče na napon luka. Ova zavisnost se obično naziva statička karakteristika luka (prikazuje se grafički). Imajte na umu da ako je gustoća struje mala, onda ova karakteristika opada: to jest, pad napona dolazi kada se struja, naprotiv, povećava. Ova pojava je zbog činjenice da se povećanjem vrijednosti struje povećava provodljivost električne energije, kao i površina poprečnog presjeka stupa luka, dok se gustoća struje smanjuje.

Kada se koristi uobičajena gustoća struje za ručno zavarivanje, napon gubi ovisnost o veličini struje. U ovom slučaju, površina stupa se povećava proporcionalno struji. Također napominjemo da se električna provodljivost praktički ne mijenja, a gustoća struje u stupu također ostaje konstantna.

Kako nastaje luk zavarivanja?

Luk zavarivanja nastaje samo kada je stupac plina koji se nalazi između metalnog proizvoda i elektrode dovoljno ioniziran (to jest, ima odgovarajuću količinu elektrona i jona). Da bi se postigao normalan nivo jonizacije, električna energija se prenosi na molekule gasa. Kao rezultat ovog procesa, elektroni počinju da se oslobađaju. U stvari, lučni medij je provodnik struje plina, ima okrugli cilindrični oblik.

Imajte na umu da se stvarni električni luk sastoji od 3 komponente:

  • anodni dio;
  • električni luk;
  • katodni dio.

Na indeks stabilnosti električnog luka tokom procesa zavarivanja utiču mnogi faktori, među kojima su napon otvorenog kola, vrsta električne struje, njena veličina, polaritet i tako dalje. U procesu zavarivanja, svi ovi indikatori moraju se pažljivo pratiti i način zavarivanja mora biti pravilno podešen za različite metode i za različite metalne proizvode.

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije

Električni luk (naponski luk, lučno pražnjenje) je fizička pojava, jedna od vrsta električnog pražnjenja u gasu.

Struktura luka

Električni luk se sastoji od katodnog i anodnog područja, stuba luka, prelaznih područja. Debljina anodnog područja je 0,001 mm, katodnog područja je oko 0,0001 mm.

Temperatura u području anode tokom zavarivanja potrošne elektrode je oko 2500 ... 4000 ° C, temperatura u stupu luka je od 7000 do 18 000 ° C, u području katode - 9000 - 12000 ° C.

Stub luka je električno neutralan. U bilo kojem njegovom dijelu nalazi se isti broj nabijenih čestica suprotnih predznaka. Pad napona u stubu luka proporcionalan je njegovoj dužini.

Lukovi za zavarivanje se klasifikuju prema:

  • Elektrodni materijali - sa potrošnom i nepotrošnom elektrodom;
  • Stupanj kompresije stupa - slobodni i komprimirani luk;
  • Prema korištenoj struji - luk jednosmjerne struje i luk naizmjenične struje;
  • Prema polaritetu jednosmerne električne struje - direktni polaritet ("-" na elektrodi, "+" - na proizvodu) i obrnuti polaritet;
  • Pri korištenju naizmjenične struje - jednofazni i trofazni lukovi.

Samoregulirajući luk

Kada dođe do vanjske kompenzacije - promjene mrežnog napona, brzine povlačenja žice, itd., dolazi do kršenja uspostavljene ravnoteže između brzine dodavanja i brzine topljenja. S povećanjem duljine luka u krugu, struja zavarivanja i stopa taljenja elektrodne žice se smanjuju, a brzina dodavanja, ostajući konstantna, postaje veća od brzine topljenja, što dovodi do obnavljanja duljine luka. Sa smanjenjem dužine luka, stopa taljenja žice postaje veća od brzine pomaka, što dovodi do obnavljanja normalne dužine luka.

Na efikasnost procesa samoregulacije luka značajno utiče oblik strujno-naponske karakteristike izvora napajanja. Velika brzina oscilacije dužine luka se automatski razrađuje sa krutom strujno-naponskom karakteristikom kola.

Borba električnog luka

Kod brojnih uređaja fenomen električnog luka je štetan. To su prvenstveno kontaktni sklopni uređaji koji se koriste u napajanju i elektropogonu: visokonaponski prekidači, automatske sklopke, kontaktori, sekcioni izolatori na kontaktnoj mreži elektrificiranih željeznica i gradskog elektroprevoza. Kada se gore navedeni uređaji otkače opterećenja, između prekidačkih kontakata nastaje luk.

Mehanizam nastanka luka u ovom slučaju je sljedeći:

  • Smanjenje kontaktnog pritiska - smanjuje se broj kontaktnih točaka, povećava se otpor u kontaktnom čvoru;
  • Početak divergencije kontakata - formiranje "mostova" od rastopljenog metala kontakata (na mjestima posljednjih kontaktnih tačaka);
  • Puknuće i isparavanje "mostova" od rastopljenog metala;
  • Formiranje električnog luka u metalnoj pari (što doprinosi većoj ionizaciji kontaktnog razmaka i poteškoćama u gašenju luka);
  • Stabilan luk sa brzim izgaranjem kontakata.

Za minimalno oštećenje kontakata potrebno je u minimalno vrijeme ugasiti luk, trudeći se da se luk ne nađe na jednom mjestu (kada se luk pomjeri, toplina koja se u njemu oslobađa ravnomjerno će se rasporediti po tijelu kontakta ).

Da bi se ispunili gore navedeni zahtjevi, koriste se sljedeće metode suzbijanja luka:

  • hlađenje luka strujanjem rashladnog medija - tekućina (prekidač ulja); gas - (vazdušni prekidač, automatski gasni prekidač, uljni prekidač, SF6 prekidač), a protok rashladnog medija može proći i duž osovine luka (uzdužno prigušivanje) i poprečno (poprečno prigušenje); ponekad se koristi uzdužno-poprečno prigušivanje;
  • korištenje kapaciteta vakuuma za gašenje luka - poznato je da kada se pritisak plinova koji okružuju uključene kontakte smanji na određenu vrijednost, vakuumski prekidač dovodi do efektivnog gašenja luka (zbog nedostatka nosača za stvaranje luka) .
  • upotreba kontaktnog materijala otpornijeg na luk;
  • upotreba kontaktnog materijala sa većim potencijalom jonizacije;
  • upotreba lučnih mreža (automatski prekidač, elektromagnetni prekidač). Princip primjene supresije luka na rešetkama zasniva se na primjeni efekta pada napona u luku blizu katode (veći dio pada napona u luku je pad napona na katodi; lučni otvor je zapravo niz serijski kontakti za luk koji je tamo stigao).
  • upotreba lučnih žlebova - dolaskom u komoru od materijala otpornog na luk, kao što je liskuna plastika, sa uskim, ponekad cik-cak kanalima, luk se rasteže, skuplja i intenzivno hladi od dodira sa zidovima komore.
  • upotreba "magnetne eksplozije" - budući da je luk jako ioniziran, onda se u prvoj aproksimaciji može smatrati fleksibilnim vodičem sa strujom; Stvaranjem specijalnih elektromagneta (povezanih u seriju sa lukom), magnetsko polje može stvoriti kretanje luka kako bi ravnomjerno rasporedilo toplinu preko kontakta i da bi ga uguralo u lučni otvor ili rešetku. Neki dizajni prekidača stvaraju radijalno magnetno polje koje daje zakretni moment luku.
  • ranžiranje kontakata u trenutku otvaranja energetskog poluvodičkog ključa sa tiristorom ili trijakom povezanim paralelno sa kontaktima, nakon otvaranja kontakata, poluprovodnički ključ se isključuje u trenutku kada napon prođe kroz nulu (hibridni kontaktor, tirikon).

vidi takođe

Napišite recenziju na članak "Električni luk"

Književnost

  • Električni luk- članak iz .
  • iskre- članak iz Velike sovjetske enciklopedije.
  • Reiser Yu.P. Fizika gasnog pražnjenja. - 2. izd. - M.: Nauka, 1992. - 536 str. - ISBN 5-02014615-3.
  • Rodshtein L. A. Električni uređaji, L 1981
  • Clerici, Matteo; Hu, Yi; Lassonde, Philippe; Milian, Carles; Couairon, Arnaud; Christodoulides, Demetrios N.; Chen, Zhigang; Razzari, Luca; Vidal, Francois (01.06.2015). "Lasersko vođenje električnih pražnjenja oko objekata". Science Advances 1(5): e1400111. Bibcode:2015SciA....1E0111C. doi:10.1126/sciadv.1400111. ISSN 2375-2548.

Linkovi

Bilješke

Izvod koji karakteriše električni luk

- On fera du chemin cette fois ci. Oh! quand il s "en mele lui meme ca chauffe... Nom de Dieu... Le voila!.. Vive l" Empereur! Les voila donc les Steppes de l "Asie! Vilain pays tout de meme. Au revoir, Beauche; je te reserve le plus beau palais de Moscou. Au revoir! Bonne chance... L" kao tu vu, l "Empereur? Vive l" Empereur!.. preur! Si on me fait gouverneur aux Indes, Gerard, je te fais ministre du Cachemire, c "est arrete. Vive l" Empereur! Vive! vive! vive! Les gredins de Cosaques, comme ils filent. Vive l "Empereur! Le voila! Le vois tu? Je l" ai vu deux fois comme jete vois. Le petit caporal ... Je l "ai vu donner la croix a l" un des vieux ... Vive l "Empereur! Evo ih, azijske stepe... Ali loša zemlja. Zbogom, Boche. Ostaviću te najbolja palata u Moskvi.Zbogom zelim vam uspeh.Jeste li videli cara?Ura!Ako me postave za guvernera u Indiji postacu vas ministrom Kašmira...Ura!Evo cara!Vidite ga?Ja dvaput ga vidio od tebe. Mali kaplar... Vidio sam kako je jednom starcu okačio krst... Ura, care!] - govorili su glasovi starih i mladih ljudi, najrazličitijih karaktera i položaja u sva lica ovih ljudi imala su jedan zajednički izraz radosti na početku dugoočekivanog pohoda i oduševljenja i privrženosti čovjeku u sivom ogrtaču koji stoji na planini.
Napoleon je 13. juna dobio malog rasnog arapskog konja, a on je sjeo i galopirao do jednog od mostova preko Nemana, neprestano zaglušujući od oduševljenih povika, koje je očito podnosio samo zato što im je bilo nemoguće zabraniti da izraze svoju ljubav. za njega sa ovim kricima; ali ovi vapaji, koji su ga svuda pratili, opterećivali su ga i odvraćali od vojne brige koja ga je zahvatila od trenutka kada je otišao u vojsku. Prešao je jedan od mostova koji se ljuljao na čamcima na drugu stranu, skrenuo naglo ulijevo i galopirao prema Kovnu, a ispred njega su išli entuzijastični stražarski konjači, koji su umirali od sreće, krčeći put trupama koje su galopirale ispred njega. Približivši se širokoj rijeci Viliji, zaustavio se u blizini poljskog ulanskog puka, koji je stajao na obali.
- Vivat! - oduševljeno su vikali Poljaci, uznemirivši front i zgnječeći jedni druge da bi ga videli. Napoleon je pregledao rijeku, sišao s konja i sjeo na balvan koji je ležao na obali. Na znak bez reči dali su mu trubu, stavio je na poleđinu srećne stranice koja je pritrčala i počeo da gleda na drugu stranu. Zatim je ušao dublje u ispitivanje lista karte raširenog između trupaca. Ne podižući glavu, rekao je nešto, a dvojica njegovih ađutanata dojurila su do poljskih ulana.
- Šta? Šta je rekao? - čulo se u redovima poljskih kopljanika, kada je jedan ađutant dojurio do njih.
Naređeno je, nakon što je pronašao ford, da se pređe na drugu stranu. Poljski pukovnik kopljanik, zgodan starac, zajapuren i zbunjen u rečima od uzbuđenja, upitao je ađutanta da li bi mu bilo dozvoljeno da prepliva reku sa svojim kopljanicima, a da ne pronađe ford. On je, sa očiglednim strahom od odbijanja, poput dječaka koji traži dozvolu da uzjaše konja, tražio da mu se dopusti da prepliva rijeku u očima cara. Ađutant je rekao da, vjerovatno, car neće biti nezadovoljan ovom pretjeranom revnošću.
Čim je ađutant to rekao, stari brkati oficir veselog lica i blistavih očiju, podigavši ​​sablju, poviče: „Vivat! - i, naredivši kopljanicima da ga prate, dade mamuze konju i odjuri do rijeke. Zlobno je gurnuo konja koji je oklevao ispod sebe i udario u vodu, krenuvši dublje u brzake struje. Stotine kopljanika galopirali su za njim. Bilo je hladno i sablasno u sredini i na brzacima struje. Konjanici su se držali jedni za druge, padali s konja, neki konji su se udavili, ljudi su se udavili, ostali su pokušavali plivati, neki na sedlu, neki držeći se za grivu. Pokušali su da preplivaju naprijed na drugu stranu i, uprkos činjenici da je bio prijelaz pola verste dalje, bili su ponosni što su plivali i davili se u ovoj rijeci pod pogledom čovjeka koji sjedi na balvanu i ne gleda na ono što su radili. Kada je ađutant koji se vratio, odabravši pogodan trenutak, dozvolio sebi da skrene carevu pažnju na privrženost Poljaka njegovoj ličnosti, mali čovjek u sivom ogrtaču je ustao i, pozvavši Bertijea k sebi, počeo da hoda i niz obalu s njim, dajući mu naređenja i povremeno s nezadovoljstvom gledajući kopljanike koji se dave koji su zabavljali njegovu pažnju.
Za njega nije bilo novo uvjerenje da njegovo prisustvo na svim krajevima svijeta, od Afrike do stepa Moskovije, podjednako zadivljuje i uranja ljude u ludilo samozaborava. Naredio je da mu dovedu konja i odjahao u svoj logor.
Četrdesetak kopljanika se utopilo u rijeci, uprkos čamcima poslanim u pomoć. Većina se vratila na ovu obalu. Pukovnik i nekoliko ljudi preplivali su rijeku i s mukom se popeli na drugu stranu. Ali čim su izašli u mokroj haljini koja ih je pljusnula, teku u potocima, povikali su: "Vivat!", oduševljeno gledajući mjesto gdje je stajao Napoleon, ali gdje ga više nije bilo, i u tom trenutku smatrali da su srećni.
U večernjim satima, Napoleon je između dva naređenja - jedno da pripremljene lažne ruske novčanice isporuči za uvoz u Rusiju što je prije moguće, a drugo da puca u Saksonca, u čijem se presretnutom pismu nalaze podaci o naređenjima za francusku vojsku - dao je treća naredba - o uračunavanju poljskog pukovnika koji se bespotrebno bacio u reku u kohortu časti (Legion d "honneur), na čijem je čelu bio Napoleon.
Qnos vult perdere - dementat. [Koga želi uništiti - lišiti razuma (lat.)]

U međuvremenu, ruski car je već više od mjesec dana živio u Vilni, praveći preglede i manevre. Ništa nije bilo spremno za rat, koji su svi očekivali i pripremajući se za koji je došao car iz Peterburga. Nije postojao opšti plan akcije. Oklevanja oko toga koji plan, od svih predloženih, treba usvojiti, samo su se pojačala nakon što je carev višemjesečni boravak u glavnom stanu. U tri vojske svaka je imala posebnog vrhovnog komandanta, ali nije postojao zajednički komandant nad svim vojskama, a car nije preuzeo ovu titulu.
Što je car duže živio u Vilni, sve su se manje pripremali za rat, umorni od čekanja. Sve težnje ljudi koji okružuju suverena, činilo se, bile su usmjerene samo na to da suveren, uz dobar provod, zaboravi na predstojeći rat.
Nakon mnogih balova i praznika sa poljskim magnatima, sa dvorjanima i sa samim suverenom, u junu mjesecu, jedan od poljskih ađutantnih generala suverena došao je na ideju da pokloni večeru i bal vladaru u njegovo ime. ađutant generala. Ovu ideju su svi pozdravili. Car se složio. General-ađutant je prikupljao novac pretplatom. Osoba koja bi mogla najviše odgovarati suverenu bila je pozvana da bude domaćica bala. Grof Benigsen, vlastelin u Vilni, ponudio je svoju seosku kuću za ovaj praznik, a 13. juna zakazana je večera, bal, vožnja čamcima i vatromet u Zakretu, seoskoj kući grofa Benigsena.
Istog dana kada je Napoleon izdao naređenje da se pređe Neman i njegove napredne trupe, potiskujući kozake, prešle su rusku granicu, Aleksandar je proveo veče na Benigsenovoj dači - na balu koji je održao general-ađutant.
Bio je to veseo, sjajan praznik; Stručnjaci u tom poslu kažu da se toliko ljepotica rijetko okupi na jednom mjestu. Grofica Bezuhova, među ostalim ruskim damama koje su došle po suverena iz Sankt Peterburga u Vilnu, bila je na ovom balu, zaklanjajući sofisticirane poljske dame svojom teškom, takozvanom ruskom ljepotom. Bila je zapažena, a vladar ju je počastio plesom.
Boris Drubeckoj, en garcon (neženja), kako je rekao, ostavivši ženu u Moskvi, takođe je bio na ovom balu i, iako nije bio general-ađutant, bio je veliki učesnik u pretplati na bal. Boris je sada bio imućan čovjek koji je otišao daleko u počastima, ne tražeći više pokroviteljstvo, već je bio ravnopravan sa najvišim svojim vršnjacima.
U dvanaest sati ujutro i dalje su plesali. Helen, koja nije imala dostojnog gospodina, sama je ponudila mazurku Borisu. Sjeli su u treći par. Boris je, hladnokrvno gledajući u Helenina sjajna gola ramena, virila iz tamne haljine od gaze sa zlatom, pričao o starim znancima i istovremeno, neprimjetno sebi i drugima, ni na sekundu nije prestajao promatrati suverena koji je bio u istom hall. Suveren nije plesao; stajao je na vratima i zaustavljao jednog ili drugog onim ljubaznim riječima koje je jedini znao izgovoriti.
Na početku mazurke, Boris je vidio da mu je prišao general-ađutant Balašev, jedna od najbližih osoba suverena, i stao dvorski blizu suverena, koji je razgovarao sa jednom poljskom gospođom. Nakon razgovora sa damom, car je upitno pogledao i, očigledno shvativši da je Balašev to učinio samo zato što su za to postojali važni razlozi, blago klimnuo dami i okrenuo se Balaševu. Balašev je upravo počeo da govori, kada je na suverenovom licu bilo izraženo iznenađenje. Uzeo je Balaševa za ruku i krenuo s njim kroz hodnik, nesvesno čisteći sažene sa obe strane tri široka puta koja su stajala sa strane ispred njega. Boris je primetio uznemireno lice Arakčejeva, dok je suveren otišao sa Balaševom. Arakčejev, namrgođeno gledajući suverena i njušeći njegov crveni nos, izišao je iz gomile, kao da je očekivao da će se vladar okrenuti prema njemu. (Boris je shvatio da je Arakčejev ljubomoran na Balaševa i da je bio nezadovoljan činjenicom da neke, očigledno važne, vesti nisu preko njega prenete suverenu.)
Ali suveren sa Balaševom je prošao, ne primetivši Arakčejeva, kroz izlazna vrata u osvetljenu baštu. Arakčejev, držeći mač i ljutito se osvrćući oko sebe, hodao je dvadeset koraka iza njih.

PREDAVANJE 5

ELECTRIC ARC

Pojava i fizički procesi u električnom luku. Otvaranje električnog kruga pri značajnim strujama i naponima je praćeno električnim pražnjenjem između divergentnih kontakata. Zračni jaz između kontakata se ionizira i postaje provodljiv, u njemu gori luk. Proces odvajanja se sastoji u deionizaciji zračnog raspora između kontakata, odnosno u zaustavljanju električnog pražnjenja i vraćanju dielektričnih svojstava. U posebnim uslovima: niske struje i naponi, prekid strujnog kola naizmenične struje u trenutku kada struja prođe kroz nulu, može nastati bez električnog pražnjenja. Ovo gašenje se naziva prekid bez varničenja.

Ovisnost pada napona na pražnjenju od struje električnog pražnjenja u plinovima prikazana je na Sl. jedan.

Električni luk je praćen visokom temperaturom. Dakle, luk nije samo električni fenomen, već i termički fenomen. U normalnim uslovima, vazduh je dobar izolator. Za prekid zračnog raspora od 1 cm potreban je napon od 30 kV. Da bi zračni jaz postao provodnik, potrebno je u njemu stvoriti određenu koncentraciju nabijenih čestica: slobodnih elektrona i pozitivnih iona. Proces odvajanja elektrona od neutralne čestice i formiranje slobodnih elektrona i pozitivno nabijenih jona naziva se jonizacija. Jonizacija gasa nastaje pod uticajem visoke temperature i električnog polja. Za lučne procese u električnim aparatima od najvećeg su značaja procesi na elektrodama (termoelektronska i poljska emisija) i procesi u lučnom zazoru (termička i udarna jonizacija).

Termionska emisija naziva se emisija elektrona sa zagrijane površine. Kada se kontakti razilaze, kontaktni otpor kontakta i gustina struje u kontaktnoj površini naglo se povećavaju. Platforma se zagrijava, topi i od rastopljenog metala se formira kontaktna prevlaka. Isthmus puca kako se kontakti dalje razilaze, a metal kontakata isparava. Na negativnoj elektrodi se formira vruća površina (katodna tačka), koja služi kao osnova luka i izvor elektronskog zračenja. Termionska emisija je uzrok nastanka električnog luka kada su kontakti otvoreni. Gustina struje termoelektrane ovisi o temperaturi i materijalu elektrode.

Autoelektronska emisija nazvan fenomenom emisije elektrona sa katode pod uticajem jakog električnog polja. Kada su kontakti otvoreni, na njih se primjenjuje mrežni napon. Kada su kontakti zatvoreni, kako se pokretni kontakt približava fiksnom, jačina električnog polja između kontakata raste. Na kritičnoj udaljenosti između kontakata, jačina polja dostiže 1000 kV/mm. Takva jačina električnog polja dovoljna je da izbaci elektrone iz hladne katode. Struja emisije polja je mala i služi samo kao početak lučnog pražnjenja.

Dakle, pojava lučnog pražnjenja na divergentnim kontaktima objašnjava se prisustvom termoelektronskih i autoelektronskih emisija. Pojava električnog luka kada su kontakti zatvoreni je posljedica autoelektronske emisije.

udarna jonizacija naziva se pojava slobodnih elektrona i pozitivnih jona u sudaru elektrona sa neutralnom česticom. Slobodni elektron razbija neutralnu česticu. Rezultat je novi slobodni elektron i pozitivan ion. Novi elektron, zauzvrat, ionizira sljedeću česticu. Da bi elektron mogao ionizirati česticu plina, mora se kretati određenom brzinom. Brzina elektrona zavisi od razlike potencijala na srednjem slobodnom putu. Stoga se obično ne navodi brzina elektrona, već minimalna razlika potencijala duž dužine slobodnog puta, tako da elektron dobije potrebnu brzinu. Ova razlika potencijala naziva se jonizacioni potencijal. Potencijal jonizacije gasne mešavine određen je najnižim potencijalom jonizacije komponenti uključenih u gasnu mešavinu i malo zavisi od koncentracije komponenti. Potencijal jonizacije za gasove je 13 ÷ 16V (azot, kiseonik, vodonik), za pare metala je otprilike dva puta manji: 7,7V za pare bakra.

Termička ionizacija nastaje pod uticajem visoke temperature. Temperatura lučnog vratila doseže 4000÷7000 K, a ponekad i 15000 K. Na ovoj temperaturi broj i brzina pokretnih čestica plina naglo se povećavaju. Nakon sudara, atomi i molekuli se uništavaju, formirajući nabijene čestice. Glavna karakteristika termalne jonizacije je stepen jonizacije, koji je odnos broja jonizovanih atoma i ukupnog broja atoma u lučnom procepu. Održavanje nastalog lučnog pražnjenja dovoljnim brojem slobodnih punjenja je obezbeđeno termičkom jonizacijom.

Istovremeno sa procesima jonizacije u luku, javljaju se i obrnuti procesi deionizacija– ponovno spajanje nabijenih čestica i formiranje neutralnih molekula. Kada se pojavi luk, preovlađuju procesi jonizacije, u stalnom plamenu, procesi ionizacije i deionizacije su podjednako intenzivni, uz prevlast procesa deionizacije, luk se gasi.

Deionizacija nastaje uglavnom zbog rekombinacije i difuzije. rekombinacija je proces kojim različito nabijene čestice, dolazeći u kontakt, formiraju neutralne čestice. Difuzija naelektrisanih čestica je proces iznošenja naelektrisanih čestica iz lučnog procepa u okolni prostor, čime se smanjuje vodljivost luka. Difuzija je posljedica i električnih i termičkih faktora. Gustoća naboja u osovini luka raste od periferije prema centru. S obzirom na to, stvara se električno polje koje tjera ione da se kreću od centra prema periferiji i napuste područje luka. Temperaturna razlika između lučnog okna i okolnog prostora također djeluje u istom smjeru. U stabiliziranom luku koji slobodno gori, difuzija igra beznačajnu ulogu. U luku koji se puše komprimiranim zrakom, kao iu otvorenom luku koji se brzo kreće, deionizacija zbog difuzije može biti bliska rekombinaciji. U luku koji gori u uskom prorezu ili zatvorenoj komori dolazi do deionizacije zbog rekombinacije.

PAD NAPONA U ELEKTRIČNOM LUKU

Pad napona duž stacionarnog luka je neravnomjerno raspoređen. Obrazac pada napona U d i uzdužni gradijent napona (pad napona po jedinici dužine luka) E d duž luka je prikazano na sl. 2.

Napredak performansi U d i E d u oblastima blizu elektrode oštro se razlikuje od ponašanja karakteristika u ostatku luka. Na elektrodama, u blizukatodnom i blizu anodnom području, u intervalu od 10-3 mm, dolazi do oštrog pada napona, koji se naziva blizukatodni. U to i anoda U a .

AT katoda oblasti, zbog njihove velike pokretljivosti nastaje deficit elektrona. U ovom području se formira zapreminski pozitivni naboj, koji uzrokuje potencijalnu razliku U to, oko 10÷20V. Jačina polja u području blizu katode dostiže 10 5 V/cm i osigurava oslobađanje elektrona sa katode zbog emisije polja. Osim toga, napon na katodi osigurava oslobađanje potrebne energije za zagrijavanje katode i osigurava termoionsku emisiju.

Rice. 2. Raspodjela napona preko

stacionarni DC luk

AT anoda području, stvara se negativni prostorni naboj, što uzrokuje potencijalnu razliku U a. Elektroni koji idu prema anodi se ubrzavaju i izbacuju sekundarne elektrone iz anode koji postoje u blizini anode.

Ukupna vrijednost pada napona na anodi i katodi naziva se pad napona blizu elektrode:
i iznosi 20-30V.

U ostatku luka, zvanom stub luka, pad napona U d direktno proporcionalno dužini luka:

,

gdje E ST je uzdužni gradijent naprezanja u osovini luka, l ST je dužina osovine luka.

Gradijent je ovdje konstantan duž stabljike. Zavisi od mnogih faktora i može uvelike varirati, dostižući 100÷200 V/cm.

Dakle, pad napona u lučnom razmaku:

STABILNOST ELEKTRIČNOG LUKA DC

Za gašenje električnog luka jednosmjerne struje potrebno je stvoriti uvjete pod kojima bi procesi deionizacije u lučnom zazoru nadmašili procese ionizacije pri svim vrijednostima struje.

Za krug (slika 3) koji sadrži otpor R, induktivnost L, lučni razmak sa padom napona U d, izvor istosmjernog napona U, u prijelaznom modu (
) vrijedi Kirchhoffova jednačina:

, (1)

gdje - pad napona na induktivitetu sa promjenom struje.

Sa lukom koji stalno gori (stacionarno stanje
) izraz (1) ima oblik:

. (2)

Da biste ugasili luk, potrebno je da se struja u njemu stalno smanjuje. To znači da
:

  • Električni luk (naponski luk, lučno pražnjenje) je fizička pojava, jedna od vrsta električnog pražnjenja u plinu.

    Prvi put ga je 1802. opisao ruski naučnik V. Petrov u knjizi „Novosti o galvansko-voltaičkim eksperimentima pomoću ogromne baterije, koja se ponekad sastoji od 4200 bakarnih i cinkanih krugova“ (Sankt Peterburg, 1803). Električni luk je poseban slučaj četvrtog oblika stanja materije - plazme - i sastoji se od jonizovanog, električno kvazi-neutralnog gasa. Prisutnost slobodnih električnih naboja osigurava vodljivost električnog luka.

    Električni luk između dvije elektrode u zraku pri atmosferskom pritisku nastaje na sljedeći način:

    Kada se napon između dvije elektrode poveća na određeni nivo u zraku, dolazi do električnog kvara između elektroda. Električni probojni napon ovisi o udaljenosti između elektroda i drugim faktorima. Potencijal jonizacije prvog elektrona atoma metala je približno 4,5 - 5 V, a napon luka je dvostruko veći (9 - 10 V). Potrebno je potrošiti energiju na izlazak elektrona iz atoma metala jedne elektrode i na ionizaciju atoma druge elektrode. Proces dovodi do formiranja plazme između elektroda i sagorevanja luka (za poređenje: minimalni napon za stvaranje varničnog pražnjenja malo premašuje izlazni potencijal elektrona - do 6 V).

    Da bi se pokrenuo slom na dostupnom naponu, elektrode se približavaju jedna drugoj. Za vrijeme kvara, između elektroda obično dolazi do iskre, čime se impulsno zatvara električni krug.

    Elektroni u varničkom pražnjenju jonizuju molekule u vazdušnom procepu između elektroda. Uz dovoljnu snagu izvora napona u zračnom rasporu, formira se dovoljna količina plazme za značajan pad probojnog napona ili otpora zračnog raspora. U tom slučaju, iskri se pretvaraju u lučno pražnjenje - plazma kabel između elektroda, koji je plazma tunel. Nastali luk je, u stvari, provodnik i zatvara električni krug između elektroda. Kao rezultat toga, prosječna struja se još više povećava, zagrijavajući luk do 5000-50000 K. U ovom slučaju se smatra da je paljenje luka završeno. Nakon paljenja, stabilno gorenje luka osigurava se termoionskom emisijom iz katode zagrijane strujom i jonskim bombardiranjem.

    Interakcija elektroda sa lučnom plazmom dovodi do njihovog zagrijavanja, djelomičnog topljenja, isparavanja, oksidacije i drugih vrsta korozije.

    Nakon paljenja, luk može ostati stabilan kada su električni kontakti razdvojeni do određene udaljenosti.

    Prilikom rada visokonaponskih električnih instalacija, u kojima je pojava električnog luka neizbježna, borba protiv njega vodi se pomoću elektromagnetnih zavojnica u kombinaciji sa lučnim žlebovima. Između ostalih metoda, poznata je upotreba vakuumskih, zračnih, SF6 i uljnih prekidača, kao i metode za preusmjeravanje struje na opterećenje pod naponom koji samostalno prekida električni krug.

Podijeli: