Hồ quang điện là gì? Tính chất, quá trình phát sinh và ứng dụng

Hồ quang điện là hiện tượng phổ biến và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Vậy hồ quang điện là gì? Nêu điều kiện và ứng dụng của hiện tượng này? Xem chi tiết trong bài viết dưới đây.

Hồ quang điện là gì?

Hồ quang điện là gì?

Theo Wikipedia, hồ quang điện là một quá trình phóng điện tự hành xảy ra trong chất khí ở áp suất thấp hoặc bình thường giữa hai điện cực có chênh lệch điện thế nhỏ.

Trên thực tế, hồ quang điện là một dạng plasma đặc biệt trong đó các điện tích được trao đổi liên tục. Nó sẽ tạo ra ánh sáng khả kiến ​​và tỏa nhiệt mạnh.

Dòng điện chạy qua chất khí giữa hai cực chủ yếu là dòng các ion âm (electron) đi từ cực âm đến cực dương (anode). Tuy nhiên, cũng có một phần dòng ion dương di chuyển ngược từ cực dương sang cực âm. Khi đó, cực dương sẽ nóng lên và tỏa ra một nhiệt lượng lớn có thể lên tới 3500 độ C.

Khi hồ quang điện xảy ra, nhiệt độ cao sẽ làm cho các vật liệu bị nóng chảy, thậm chí bốc hơi, khiến cực dương bị móp và chập mạch. Các ion dương khi đập vào cực âm cũng nóng lên và phát ra các electron. Nhiệt độ cao cũng làm cho chất khí giữa hai cực bị ion hóa và dẫn điện tốt hơn, điện trở rất nhỏ, cường độ dòng điện cũng sẽ tăng lên hàng chục ampe.

Hồ quang điện có công suất lớn nên khi ta nhìn vào sẽ làm chết tế bào niêm mạc mắt dẫn đến đau mắt khi hàn vật liệu. Vì vậy, bạn cần đeo khẩu trang bảo hộ trong quá trình hàn để hạn chế những tác động xấu của hồ quang điện đến da và mắt.

Điều kiện để tạo ra hồ quang điện

Điều kiện để tạo ra hồ quang điện

Có hai điều kiện để xảy ra hồ quang điện, đó là:

• Đốt nóng đỏ hai điện cực để phát ra êlectron.
• Tạo ra điện trường đủ mạnh giữa hai điện cực để làm ion hóa không khí, cường độ điện trường mạnh và tạo ra tia lửa điện.

Đọc thêm: Đoản mạch là gì? Nguyên nhân, tác hại và cách phòng tránh hiệu quả

Tính chất cơ bản của hồ quang điện

Hồ quang điện có các tính chất cơ bản sau:

• Ở cực âm có mật độ dòng điện lớn khoảng 104 ÷ 105 A/cm2.
• Tâm hồ quang điện có nhiệt độ rất cao, trong vật liệu nhiệt độ có thể lên tới 6000 – 8000K.
• Trên thực tế, điện áp rơi ở cực âm không phụ thuộc vào dòng điện và thường nằm trong khoảng 10 – 20V.
• Hiện tượng hồ quang chỉ xảy ra khi có dòng điện lớn.

Quá trình phát sinh và dập tắt hồ quang điện

Quá trình phát sinh và dập tắt hồ quang điện

Quá trình tạo hồ quang điện

• Khi khoảng cách giữa hai tiếp điểm rất nhỏ và xuất hiện dòng điện nhỏ ứng với một giá trị hiệu điện thế nào đó. Sau đó, một điện trường lớn được tạo ra trong không gian nhỏ này và các electron từ cực âm có thể bật lên, tạo ra hiện tượng phát xạ điện tử tự động (phát xạ môi chất lạnh). Khi số lượng electron này tăng lên và chuyển động dưới tác dụng của điện trường, không khí sẽ bị ion hóa và gây ra hồ quang điện.
• Khi các tiếp điểm có dòng điện lớn thì quá trình tạo hồ quang điện sẽ phức tạp hơn. Khi các tiếp điểm ban đầu mở, áp suất giữa chúng khá nhỏ nên dòng điện chạy qua rất ít. Mật độ dòng điện tăng đáng kể có thể đạt tới hàng chục A/cm2 tại đó nhiệt độ của cầu chất lỏng tăng lên và bốc hơi. Khi đó sẽ xuất hiện hồ quang điện giữa 2 tiếp điểm

Quá trình dập tắt hồ quang điện

Để dập tắt hồ quang điện ta làm ngược lại điều kiện phát sinh, đó là:

• Hạ nhiệt độ hồ quang bằng cách dùng bộ làm mát dầu, dùng vách ngăn.
• Chia cung thành nhiều đoạn nhỏ
• Sử dụng năng lượng bên ngoài để dập tắt hồ quang điện.
• Tiêu hao năng lượng hồ quang bằng cách mắc song song các điện trở với 2 tiếp điểm hồ quang.

Đọc thêm: Giao tiếp UART là gì? Cách thức hoạt động, ưu nhược điểm và ứng dụng

Ứng dụng của hồ quang điện

Ứng dụng của hồ quang điện

Hồ quang điện được ứng dụng trong ngành thép và dòng hồ quang này cần được duy trì ổn định để đảm bảo hoạt động.

Sử dụng hồ quang trong hàn điện nhờ nhiệt độ cao của các cặp điện cực. Một cực của hồ quang là que hàn, cực còn lại là tấm kim loại cần hàn. Khi que hàn tiếp xúc với tấm kim loại cần hàn, hồ quang điện sẽ sinh ra nhiệt độ cao làm nóng chảy và lấp đầy vùng cần hàn trên tấm kim loại.

Ngoài ra, hiện tượng hồ quang điện còn được ứng dụng trong các lò luyện kim, lò luyện phôi, v.v.

Tác hại và cách phòng tránh hiện tượng hồ quang điện

Tác hại và cách phòng tránh hiện tượng hồ quang điện

Hồ quang điện còn gây ra một số tác hại như:

• Ảnh hưởng đến thiết bị điện: Thiết bị điện bị hư hỏng do chập mạch cục bộ, điện áp thay đổi đột ngột, nhiệt độ cao.
• Ảnh hưởng đến con người: Nếu nhìn thẳng vào hồ quang điện sẽ phá hủy các tế bào lót mắt dẫn đến đau mắt hoặc bong tróc da mặt. Hoặc có thể gây cháy nổ gây thiệt hại về kinh tế, ảnh hưởng đến tính mạng và môi trường.

Cách phòng tránh hiện tượng hồ quang điện:

• Mạch cảm biến báo động tích hợp độc lập trong cầu dao hạ thế và buồng cháy.
• Cải tiến và đưa ra các sản phẩm chất lượng tốt hơn để tăng tuổi thọ cho các thiết bị điện.
• Người lao động cần được trang bị bảo hộ lao động phù hợp, trang bị kiến ​​thức về an toàn lao động để tránh những sự cố đáng tiếc.

Trên đây là thông tin về hiện tượng hồ quang điện. Hiện tượng này có lợi ích nếu được áp dụng đúng cách. Hi vọng những thông tin trong bài sẽ hữu ích với bạn.

Bạn thấy bài viết Hồ quang điện là gì? Tính chất, quá trình phát sinh và ứng dụng có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Hồ quang điện là gì? Tính chất, quá trình phát sinh và ứng dụng bên dưới để Trường THPT Phan Đình Phùngcó thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: thptphandinhphung.edu.vn của Trường THPT Phan Đình Phùng

Nhớ để nguồn bài viết này: Hồ quang điện là gì? Tính chất, quá trình phát sinh và ứng dụng của website thptphandinhphung.edu.vn

Chuyên mục: Giáo dục