Презентація на тему «Дуговий розряд»

Презентаціяна тему: «Дуговий розряд»
Виконала учениця 7-А класу
Швець Анна

Дугови́й розря́д — вид самостійного газового розряду, який виникає за високої температури між електродами, розведених на невелику відстань і супроводжується яскравим світінням у формі дуги.

Для дугового розряду характерні:
велика густина струму; 
 напруга між електродами порядку кількох десятків вольт;  
висока температура;
інтенсивне світлове випромінювання зі значним вмістом ультрафіолетових компонентів.

При виникненні дугового розряду сила струму зростає до сотень амперів, а напруга на розрядному проміжку падає до декількох десятків вольтів. Завдяки потокові електронів, що випускаються нагрітим катодом, підтримується висока провідність між електродами дуги. Цьому також сприяє і термічна іонізація газу, коли атоми втрачають електрони, зіштовхуючись один з одним, і стають носіями електричного струму.

Температура металевих електродів нижча ніж у вугільній дузі   внаслідок значно більшої теплопровідності металу порівняно з вугіллям. У зварювальній дузі метал електрода, розплавляючись, заповнює шов між деталями. Другим електродом слугують деталі, що зварюються. У дугових лампах, які використовуються для отримання інтенсивних світлових потоків, електроди виготовляють із тугоплавких металів (молібден, вольфрам). Атмосферою в такій дузі є інертні гази аргон, криптон, пара ртуті чи натрію. 

Будова ртутної дугової лампи високого тиску
 Два металеві електроди впаяно у сферичний кварцовий балон. Посередині розміщується запалювальний електрод. Лампа може працювати як на постійному, так і на змінному струмі. В останньому випадку в якості баластного опору зручно використовувати дросель, тобто котушку з досить значним індуктивним опором. В балоні знаходиться невелика кількість ртуті та інертний газ, необхідний для запалювання розряду. Для виникнення дугового розряду на запалювальний електрод подаються високовольтні імпульси. По виникненні розряду в інертному газі ртуть швидко випаровується і лампа переходить у стаціонарний режим дугового розряду, в якому основну роль відіграє пара ртуті.

На практиці дуговий розряд можна одержати, минаючи стадію іскри. Для цього електроди зближають до зіткнення. При цьому вони сильно розжарюються струмом. Потім їх розводять і одержують електричну дугу. Зазвичай температура катода сягає 4000 К (атм. тиск). Якщо розглянути цей процес на прикладі вугільних електродів, то з часом вугільний катод загострюється, а на аноді з'являється кратер — заглиблення в найгарячішому місці дуги.

Взаємодія електродів з плазмою дуги призводить до їх нагрівання, часткового розплавлення, випаровуванню, окислювання і інших видів корозії.
Після підпалу, дуга може бути стійка при розведенні електричних контактів до деякої відстані.
При експлуатації високовольтних електроустановок, в яких неминуче поява електричної дуги, боротьба з електричною дугою здійснюється за допомогою електромагнітних котушок, суміщених з дугогасильні камерами. Серед інших способів відомі використання вакуумних і масляних вимикачів, а також методи відведення струму на тимчасове навантаження, самостійно розриває електричний ланцюг.

Електрична дуга використовується при електрозварювання металів, для виплавки сталі (Дугова сталеплавильна піч) і у висвітленні (у дугових лампах).

Схема дугового розряду при зварці
1 — катод;
2 — стовп дугового розряду;
3 — анод;
4 — полум'я зварювальної дуги.

Ксенова дугова лампа
Ксенонові лампи найчастіше застосовуються в проекторах і в сценічному освітленні, тому що мають дуже гарну передачу кольору. Завдяки малому розміру випромінюючої області вони знайшли застосування в оптичних приладах.

Дугова піч
електрична піч, в якій використовується тепловий ефект електричної дуги для плавки металів і ін. матеріалів. Перші промислові Д. п. побудовані в 1898—1901 П. Еру у Франції і Е. Стассано в Італії..

Схема дугової печі
А) Прямої дії;
Б)Побічної дії;
В)Із закритою дугою

Практичні застосування
Застосування дугового розряду широке й різноманітне. Так, ним користуються при зварюванні й різанні металів, при виплавці сталі високої якості (дугова піч) і для освітлення (прожектори, проекційна апаратура). Існують дугові лампи з ртутними електродами у кварцових балонах, де дуговий розряд виникає в ртутній парі при викачаному повітрі. У такий спосіб влаштовані кварцові лампи. Справа в тому, що дуга, яка виникає в ртутній парі, є потужним джерелом ультрафіолетового випромінювання. Той самий заряд, але при низьких тисках, застосовується в ртутних випрямлячах для випрямлення змінного струму.