Impressão elétrica de alta tensão da arte da descarga

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500,000 - 1,000,000 Volts

A força de ruptura dielétrica do ar seco, à temperatura e pressão padrão (STP), entre os eletrodos esféricos é de aproximadamente 33 kV / cm. Este é apenas um guia aproximado, já que a tensão de ruptura real é altamente dependente da forma e tamanho do eletrodo. Campos elétricos fortes (altas tensões aplicadas a condutores pequenos ou pontiagudos) freqüentemente produzem descargas de corona violeta no ar, bem como faíscas visíveis. Tensões abaixo de cerca de 500 - 700 volts não podem produzir faíscas facilmente visíveis ou brilhos no ar à pressão atmosférica, esta é a regra que essas tensões são “baixas”. No entanto, sob condições de baixa pressão atmosférica, ou em um ambiente de gás nobre como o argônio ou neon, faíscas aparecem em voltagens muito mais baixas. 500 para 700 não é um mínimo fixo para produzir quebra de centelha, mas é uma regra geral. Para o ar em STP, a tensão mínima de centelhamento é em torno de 327 volts, conforme observado por Friedrich Paschen.

Embora as tensões mais baixas não saltem, em geral, uma lacuna presente antes da aplicação da tensão, a interrupção de um fluxo de corrente existente com uma folga geralmente produz uma faísca ou arco de baixa tensão. À medida que os contatos são separados, alguns pequenos pontos de contato se tornam os últimos a se separar. A corrente torna-se restrita a esses pequenos pontos quentes, fazendo com que eles se tornem incandescentes, de modo que eles emitem elétrons (através de emissão termiônica). Mesmo uma pequena bateria 9 V pode acender notavelmente por este mecanismo em uma sala escura. O ar ionizado e o vapor de metal (dos contatos) formam plasma, que temporariamente preenche a lacuna crescente. Se a fonte de alimentação e a carga permitirem que uma corrente suficiente flua, um arco auto-sustentado pode se formar. Uma vez formado, um arco pode ser estendido para um comprimento significativo antes de quebrar o circuito. A tentativa de abrir um circuito indutivo geralmente forma um arco, uma vez que a indutância fornece um pulso de alta tensão sempre que a corrente é interrompida. Os sistemas AC tornam o arco sustentado um pouco menos provável, já que a corrente retorna a zero duas vezes por ciclo. O arco se extingue toda vez que a corrente passa por um cruzamento zero e deve se reacender durante o próximo meio ciclo para manter o arco.

Ao contrário de um condutor ôhmico, a resistência do arco diminui à medida que a corrente aumenta. Isso faz com que arcos não intencionais em equipamentos elétricos sejam perigosos, pois mesmo pequenos arcos podem crescer o suficiente para danificar equipamentos e iniciar incêndios se houver corrente suficiente disponível. Arcos intencionalmente produzidos, como usados ​​em iluminação ou soldagem, requerem algum elemento no circuito para estabilizar as características de corrente / tensão do arco.

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