ఫ్యూజులు వంటి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో ఆర్క్ ఉత్పత్తి యొక్క సూత్రం మరియు ఆర్పివేయడం పద్ధతి

ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్ అంటే ఏమిటి?

సర్క్యూట్‌లోని ఫ్యూజ్ ఎగిరినప్పుడు, వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ ఒక నిర్దిష్ట విలువకు చేరుకున్నప్పుడు, ఫ్యూజ్ లింక్ ఇప్పుడే కరిగిపోతుంది మరియు డిస్‌కనెక్ట్ చేయబడింది మరియు కేవలం వేరు చేయబడిన ఫ్యూజ్ లింక్‌ల మధ్య ఒక ఆర్క్ ఏర్పడుతుంది, దీనిని ఆర్క్ అంటారు. ఇది బలమైన విద్యుత్ క్షేత్రం కారణంగా ఉంటుంది, ఇది వాయువును అయనీకరణం చేస్తుంది మరియు కరెంట్ సాధారణంగా ఇన్సులేటింగ్ మాధ్యమం గుండా వెళుతుంది. ఎలెక్ట్రిక్ ఆర్క్‌ల ఉపయోగం వెల్డింగ్, స్టీల్ ప్లాంట్‌లలో ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్ ఫర్నేస్‌లు మొదలైన అనేక అప్లికేషన్‌లను కలిగి ఉంటుంది. అయితే ఆర్క్ అనియంత్రిత స్థితిలో ఉత్పత్తి చేయబడితే, అది విద్యుత్ ప్రసారం, పంపిణీ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలకు నష్టం కలిగిస్తుంది. కాబట్టి మనం ఆర్క్‌ను అర్థం చేసుకోవాలి మరియు నియంత్రించాలి.

ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్ యొక్క కూర్పు

1. ఆర్క్ కాలమ్ జోన్

ఆర్క్ కాలమ్ ప్రాంతం విద్యుత్ తటస్థంగా ఉంటుంది మరియు అణువులు, అణువులు, ఉత్తేజిత అణువులు, సానుకూల అయాన్లు, ప్రతికూల అయాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్‌లతో కూడి ఉంటుంది. వాటిలో, ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన అయాన్లు ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన అయాన్లకు దాదాపు సమానంగా ఉంటాయి, కాబట్టి దీనిని ప్లాస్మా అని కూడా పిలుస్తారు. ఛార్జ్ చేయబడిన కణాలు ఎక్కువ శక్తిని వినియోగించకుండా ప్లాస్మాలో దిశాత్మకంగా కదులుతాయి, అందుకే అవి తక్కువ వోల్టేజ్ పరిస్థితుల్లో అధిక ప్రవాహాలను ప్రసారం చేయగలవు. విద్యుత్తును ప్రసారం చేసే ప్రధాన చార్జ్డ్ కణాలు ఎలక్ట్రాన్లు, మొత్తం చార్జ్డ్ కణాలలో సుమారుగా 99.9% ఉంటాయి, మిగిలినవి సానుకూల అయాన్లు. కాథోడ్ మరియు యానోడ్ ప్రాంతాల యొక్క అతి తక్కువ పొడవు కారణంగా, ఆర్క్ కాలమ్ ప్రాంతం యొక్క పొడవును ఆర్క్ పొడవుగా పరిగణించవచ్చు. ఆర్క్ కాలమ్ ప్రాంతంలో విద్యుత్ క్షేత్ర బలం సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది, సాధారణంగా 5-10V/సెం.మీ.

2. కాథోడ్ ప్రాంతం

కాథోడ్ ఎలక్ట్రాన్ల మూలంగా పరిగణించబడుతుంది. ఇది ఆర్క్ కాలమ్‌కు 99.9% చార్జ్డ్ పార్టికల్స్ (ఎలక్ట్రాన్లు) అందిస్తుంది. ఎలక్ట్రాన్‌లను విడుదల చేసే కాథోడ్ సామర్థ్యం ఆర్క్ యొక్క స్థిరత్వంపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. కాథోడ్ ప్రాంతం యొక్క పొడవు 10-5-10-6cm. కాథోడ్ వోల్టేజ్ డ్రాప్ 10V అయితే, కాథోడ్ ప్రాంతం యొక్క విద్యుత్ క్షేత్ర బలం 106-107V/సెం.

3. యానోడ్ ప్రాంతం

యానోడ్ ప్రాంతం ప్రధానంగా ఎలక్ట్రాన్‌లను అంగీకరించడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది, అయితే ఇది ఆర్క్ కాలమ్‌కు 0.1% చార్జ్డ్ పార్టికల్‌లను (పాజిటివ్ అయాన్లు) అందించాలి. యానోడ్ ప్రాంతం యొక్క పొడవు సాధారణంగా 10-2-10-3cm, కాబట్టి యానోడ్ ప్రాంతం యొక్క విద్యుత్ క్షేత్ర బలం 103-104V/cm. యానోడ్ ప్రాంతంలోని వోల్టేజ్ డ్రాప్‌పై యానోడ్ పదార్థం మరియు వెల్డింగ్ కరెంట్ యొక్క గణనీయమైన ప్రభావం కారణంగా, ఇది 0 మరియు 10V మధ్య మారవచ్చు. ఉదాహరణకు, ప్రస్తుత సాంద్రత ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు మరియు యానోడ్ ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, యానోడ్ పదార్థం ఆవిరైపోయేలా చేస్తుంది, యానోడ్ వోల్టేజ్ డ్రాప్ 0Vకి కూడా తగ్గుతుంది.

ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్స్ యొక్క లక్షణాలు

1. ఆర్క్ యొక్క స్థిరమైన దహనాన్ని నిర్వహించడానికి అవసరమైన ఆర్క్ వోల్టేజ్ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది మరియు వాతావరణంలో 1cm DC ఆర్క్ కాలమ్ యొక్క వోల్టేజ్ 10-50V మాత్రమే.

2. కొన్ని ఆంపియర్ల నుండి అనేక వేల ఆంపియర్ల వరకు పెద్ద కరెంట్ ఆర్క్ గుండా వెళుతుంది.

3. ఆర్క్ అధిక ఉష్ణోగ్రతను కలిగి ఉంటుంది మరియు ఆర్క్ కాలమ్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత అసమానంగా ఉంటుంది. మధ్య ఉష్ణోగ్రత అత్యధికం, 6000-10000 డిగ్రీలకు చేరుకుంటుంది, అయితే ఉష్ణోగ్రత కేంద్రం నుండి దూరంగా తగ్గుతుంది.

4. ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్‌లు బలమైన కాంతిని విడుదల చేయగలవు. ఆర్క్ నుండి కాంతి రేడియేషన్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం (1.7-50) × 10-7మీ. ఇది మూడు భాగాలను కలిగి ఉంటుంది: పరారుణ, కనిపించే కాంతి మరియు అతినీలలోహిత కాంతి

ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్‌ల వర్గీకరణ

1. కరెంట్ రకం ప్రకారం, దీనిని AC ఆర్క్, DC ఆర్క్ మరియు పల్స్ ఆర్క్‌గా విభజించవచ్చు.

2. ఆర్క్ యొక్క స్థితి ప్రకారం, దీనిని ఫ్రీ ఆర్క్ మరియు కంప్రెస్డ్ ఆర్క్ (ప్లాస్మా ఆర్క్ వంటివి)గా విభజించవచ్చు.

3. ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థం ప్రకారం, దీనిని విభజించవచ్చు: మెల్టింగ్ ఎలక్ట్రోడ్ ఆర్క్ మరియు నాన్ మెల్టింగ్ ఎలక్ట్రోడ్ ఆర్క్.

ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్‌ల ప్రమాదాలు

1. ఆర్క్స్ ఉనికిని స్విచ్ గేర్ తప్పు సర్క్యూట్లను డిస్కనెక్ట్ చేయడానికి సమయాన్ని పొడిగిస్తుంది మరియు పవర్ సిస్టమ్లో షార్ట్ సర్క్యూట్ల సంభావ్యతను పెంచుతుంది.

2. ఆర్క్ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే అధిక ఉష్ణోగ్రత కాంటాక్ట్ ఉపరితలాన్ని కరిగించి ఆవిరైపోతుంది, ఇన్సులేషన్ పదార్థాన్ని కాల్చేస్తుంది. చమురు నింపిన విద్యుత్ పరికరాలు అగ్ని మరియు పేలుడు వంటి ప్రమాదాలను కూడా కలిగిస్తాయి.

3. ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్లు ఎలక్ట్రిక్ మరియు థర్మల్ శక్తుల చర్యలో కదలగలవు అనే వాస్తవం కారణంగా. ప్రమాదాల పెరుగుదలకు దారితీసే షార్ట్ సర్క్యూట్‌లు మరియు గాయాలను కలిగించడం సులభం.

ఆరు ఆర్పే ఆర్క్‌ల సూత్రం

1. ఆర్క్ ఉష్ణోగ్రత

ఆర్క్ థర్మల్ అయనీకరణం ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది మరియు ఆర్క్ యొక్క ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించడం వలన థర్మల్ అయనీకరణం బలహీనపడుతుంది మరియు కొత్త చార్జ్డ్ అయాన్ల ఉత్పత్తిని తగ్గిస్తుంది. అదే సమయంలో, ఇది చార్జ్డ్ కణాల వేగాన్ని కూడా తగ్గిస్తుంది మరియు మిశ్రమ ప్రభావాన్ని పెంచుతుంది. ఆర్క్‌ను వేగంగా పొడిగించడం ద్వారా, గ్యాస్ లేదా ఆయిల్‌తో ఆర్క్‌ని ఊదడం లేదా ఘన మాధ్యమం యొక్క ఉపరితలంతో ఆర్క్‌ను పరిచయం చేయడం ద్వారా, ఆర్క్ ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించవచ్చు.

2. మాధ్యమం యొక్క లక్షణాలు

ఆర్క్ మండే మాధ్యమం యొక్క లక్షణాలు ఆర్క్‌లో డిస్సోసియేషన్ యొక్క బలాన్ని ఎక్కువగా నిర్ణయిస్తాయి. ఉష్ణ వాహకత, ఉష్ణ సామర్థ్యం, ​​ఉష్ణ రహిత ఉష్ణోగ్రత, విద్యుద్వాహక బలం మొదలైనవి.

3. గ్యాస్ మీడియం యొక్క ఒత్తిడి

గ్యాస్ మాధ్యమం యొక్క పీడనం ఆర్క్ యొక్క విచ్ఛేదనంపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. ఎందుకంటే వాయువు యొక్క పీడనం ఎక్కువ, ఆర్క్‌లోని కణాల సాంద్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది, కణాల మధ్య దూరం చిన్నది, మిశ్రమ ప్రభావం బలంగా ఉంటుంది మరియు ఆర్క్ చల్లారడం సులభం. అధిక వాక్యూమ్ వాతావరణంలో, తాకిడి యొక్క సంభావ్యత తగ్గుతుంది, ఇది తాకిడి డిస్సోసియేషన్‌ను అణిచివేస్తుంది, అయితే వ్యాప్తి ప్రభావం బలంగా ఉంటుంది.

4. సంప్రదింపు మెటీరియల్

సంప్రదింపు పదార్థం నిర్లిప్త ప్రక్రియను కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది. అధిక ద్రవీభవన బిందువులు, మంచి ఉష్ణ వాహకత మరియు పెద్ద ఉష్ణ సామర్థ్యం కలిగిన అధిక-ఉష్ణోగ్రత నిరోధక లోహాలను పరిచయాలుగా ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, ఇది ఆర్క్‌లో వేడి ఎలక్ట్రాన్లు మరియు మెటల్ ఆవిరి ఉద్గారాలను తగ్గిస్తుంది, ఇది ఆర్క్ ఆర్పివేయడానికి ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది.

ఆర్క్ చల్లారు పద్ధతి

1. ఆర్క్ ఆర్పివేయడానికి మాధ్యమాన్ని ఉపయోగించండి

ఆర్క్ గ్యాప్ యొక్క నిర్లిప్తత ఎక్కువగా ఆర్క్ చుట్టూ ఉన్న ఆర్పివేసే మాధ్యమం యొక్క లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సల్ఫర్ హెక్సాఫ్లోరైడ్ వాయువు బలమైన ఎలక్ట్రోనెగటివిటీతో కూడిన అద్భుతమైన ఆర్క్ ఆర్క్ మీడియం. ఇది త్వరగా ఎలక్ట్రాన్‌లను శోషించగలదు మరియు స్థిరమైన ప్రతికూల అయాన్‌లను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది పునఃసంయోగం మరియు అయనీకరణకు అనుకూలంగా ఉంటుంది. దీని ఆర్క్ ఆర్పే సామర్థ్యం గాలి కంటే దాదాపు 100 రెట్లు బలంగా ఉంటుంది; వాక్యూమ్ (0.013Pa కంటే తక్కువ ఒత్తిడి) కూడా ఆర్క్ ఆర్పివేయడానికి మంచి మాధ్యమం. శూన్యంలో తక్కువ సంఖ్యలో తటస్థ కణాల కారణంగా, అది ఢీకొనడం మరియు విడదీయడం సులభం కాదు మరియు వ్యాక్యూమ్ వ్యాప్తి మరియు విచ్ఛేదానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. దీని ఆర్క్ ఆర్పే సామర్థ్యం గాలి కంటే 15 రెట్లు బలంగా ఉంటుంది.

2. ఆర్క్ బ్లో చేయడానికి గ్యాస్ లేదా ఆయిల్ ఉపయోగించండి

ఆర్క్‌ను ఊదడం వల్ల ఆర్క్ గ్యాప్‌లోని చార్జ్డ్ కణాల విస్తరణ మరియు శీతలీకరణ పునఃకలయిక ఏర్పడుతుంది. అధిక-వోల్టేజ్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్లలో, గ్యాస్ లేదా చమురు నుండి అపారమైన ఒత్తిడిని ఉత్పత్తి చేయడానికి మరియు ఆర్క్ గ్యాప్ వైపు బలవంతంగా ఊదడానికి ఆర్క్ ఆర్పివేసే చాంబర్ నిర్మాణాల యొక్క వివిధ రూపాలు ఉపయోగించబడతాయి. ఆర్క్‌ను ఊదడానికి రెండు ప్రధాన మార్గాలు ఉన్నాయి: నిలువు బ్లోయింగ్ మరియు క్షితిజ సమాంతర బ్లోయింగ్. వర్టికల్ బ్లోయింగ్ అనేది ఆర్క్‌కి సమాంతరంగా ఉండే బ్లోయింగ్ దిశ, దీని వలన ఆర్క్ సన్నగా మారుతుంది; క్షితిజసమాంతర బ్లోయింగ్ అనేది ఆర్క్‌కు లంబంగా ఉండే బ్లోయింగ్ దిశ, ఇది ఆర్క్‌ను పొడిగించి, కత్తిరించేస్తుంది.

3. ప్రత్యేక మెటల్ పదార్థాలను ఆర్క్ ఆర్పివేయడం పరిచయాలుగా ఉపయోగించండి

అధిక ద్రవీభవన బిందువులు, ఉష్ణ వాహకత మరియు పెద్ద ఉష్ణ సామర్థ్యం కలిగిన అధిక-ఉష్ణోగ్రత నిరోధక లోహాలను సంపర్క పదార్థాలుగా ఉపయోగించడం వలన ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్‌లలో వేడి ఎలక్ట్రాన్లు మరియు లోహ ఆవిరి ఉద్గారాలను తగ్గించవచ్చు, తద్వారా అయనీకరణను అణిచివేసే ప్రభావాన్ని సాధించవచ్చు; ఏకకాలంలో ఉపయోగించిన సంప్రదింపు పదార్థం కూడా ఆర్క్ మరియు వెల్డింగ్కు అధిక నిరోధకత అవసరం. సాధారణ సంపర్క పదార్థాలలో రాగి టంగ్‌స్టన్ మిశ్రమం, వెండి టంగ్‌స్టన్ మిశ్రమం మొదలైనవి ఉన్నాయి.

4. విద్యుదయస్కాంత ఆర్క్ బ్లోయింగ్

విద్యుదయస్కాంత శక్తి చర్యలో ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్ కదిలే దృగ్విషయాన్ని విద్యుదయస్కాంత బ్లోయింగ్ ఆర్క్ అంటారు. చుట్టుపక్కల మాధ్యమంలో ఆర్క్ యొక్క కదలిక కారణంగా, ఇది గాలి ఊదడం వలె అదే ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది, తద్వారా ఆర్క్ను ఆర్పివేయడం యొక్క ప్రయోజనాన్ని సాధించవచ్చు. ఈ ఆర్క్ ఆర్పివేయడం పద్ధతి తక్కువ-వోల్టేజ్ స్విచ్ గేర్‌లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

5. ఘన మాధ్యమం యొక్క ఇరుకైన చీలికలో ఆర్క్ కదలికను చేయండి

ఈ రకమైన ఆర్క్ ఆర్క్ ఎక్స్‌టింగ్యూషింగ్ పద్ధతిని స్లిట్ ఆర్క్ ఎక్స్‌టింగ్యూషింగ్ అని కూడా అంటారు. మాధ్యమం యొక్క ఇరుకైన చీలికలో ఆర్క్ యొక్క కదలిక కారణంగా, ఒక వైపు, అది చల్లబడుతుంది, ఇది అయనీకరణ ప్రభావాన్ని పెంచుతుంది; మరోవైపు, ఆర్క్ పొడుగుగా ఉంటుంది, ఆర్క్ వ్యాసం తగ్గుతుంది, ఆర్క్ నిరోధకత పెరుగుతుంది మరియు ఆర్క్ ఆరిపోతుంది.

6. పొడవాటి ఆర్క్‌ను చిన్న ఆర్క్‌లుగా వేరు చేయండి

ఆర్క్ దానికి లంబంగా ఉన్న మెటల్ గ్రిడ్ల వరుస గుండా వెళుతున్నప్పుడు, పొడవైన ఆర్క్ అనేక చిన్న ఆర్క్‌లుగా విభజించబడింది; షార్ట్ ఆర్క్‌ల వోల్టేజ్ డ్రాప్ ప్రధానంగా యానోడ్ మరియు కాథోడ్ ప్రాంతాలలో వస్తుంది. ప్రతి విభాగంలో ఆర్క్ దహనాన్ని నిర్వహించడానికి అవసరమైన కనిష్ట వోల్టేజ్ చుక్కల మొత్తం అనువర్తిత వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువగా ఉందని నిర్ధారించడానికి గ్రిడ్‌ల సంఖ్య సరిపోతుంది. అదనంగా, AC కరెంట్ సున్నాని దాటిన తర్వాత, సమీప కాథోడ్ ప్రభావం కారణంగా, ప్రతి ఆర్క్ గ్యాప్ యొక్క విద్యుద్వాహక బలం అకస్మాత్తుగా 150-250Vకి పెరుగుతుంది. సిరీస్‌లో బహుళ ఆర్క్ గ్యాప్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా, అధిక విద్యుద్వాహక బలాన్ని పొందవచ్చు, తద్వారా ఆర్క్ జీరో క్రాసింగ్‌లో ఆరిపోయిన తర్వాత మళ్లీ మండదు.

7. మల్టీ ఫ్రాక్చర్ ఆర్క్ ఆర్క్‌ని అడాప్ట్ చేయండి

అధిక-వోల్టేజ్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ యొక్క ప్రతి దశ రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ విరామాలతో శ్రేణిలో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది, ఇది ప్రతి బ్రేక్ ద్వారా వచ్చే వోల్టేజ్‌ను తగ్గిస్తుంది మరియు కాంటాక్ట్ బ్రేకింగ్ వేగాన్ని రెట్టింపు చేస్తుంది, దీని వలన ఆర్క్ త్వరగా పొడిగించబడుతుంది మరియు ఆర్క్ ఆరిపోయేలా చేస్తుంది.

8. సర్క్యూట్ బ్రేకర్ పరిచయాల విభజన వేగాన్ని మెరుగుపరచండి

ఆర్క్‌ను పొడిగించే వేగం మెరుగుపడింది, ఇది ఆర్క్ కూలింగ్, రీకాంబినేషన్ మరియు డిఫ్యూజన్‌కు ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది.