Chắc hẳn bạn đã từng nhìn thấy các tia lửa điện phát ra trong các nhà xưởng sàn xuất, hoặc ở các tiệm hàn. Người ta gọi những tia lửa đó là hồ quang điện. Vậy hồ quang điện là gì? Ứng dụng làm gì? Bài viết dưới đây maycodien sẽ giải đáp thắc mắc cho các bạn về nó.
Hồ Quang Điện là gì?
Là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường. Hoặc áp suất thấp giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. Hồ quang điện là dạng đặc biệt thứ tư của plasma, được tạo ra qua sự trao đổi điện tích liên tục. Nó thường sản sinh ra ánh sáng nhìn thấy được và sự tỏa nhiệt mạnh.
Hồ quang điện có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật. Nhờ nhiệt độ cao của các cặp điện cực, người ta sử dụng trong việc hàn điện. Mỗi cực của nó chính là 1 tấm kim loại cần hàn, còn được gọi là que hàn. Do nhiệt độ cao giữa 2 cực nên que hàn nóng chảy và lấp chỗ cần hàn lên tấm kim loại.
Tia điện hồ quang có sức mạnh rất lớn. Khi chúng ta nhìn vào thì nó làm chết các tế bào niêm mạc mắt, dẫn tới đau mắt hàn. Nếu như bạn không trang bị bảo hộ mặt trong quá trình hàn thì có thể làm bong da mặt, nguyên nhân do chết hết những tế bào bên ngoài.
Những tính chất của hồ quang điện
- Hiện tượng phóng điện hầu hết chỉ xảy ra khi dòng điện có trị số lớn.
- Trung tâm hồ quang thường có nhiệt độ rất lớn, trong các khí cụ nhiệt độ có thể lên đến 6000 ÷ 80000K
- Ở cathode, mật độ dòng điện lớn, vào khoảng 104 ÷ 105 A/cm2
- Thực tế, sụt áp ở cathode không phụ thuộc vào dòng điện, và thường bằng 10 ÷ 20V
Điều kiện xảy ra hiện tượng hồ quang điện
Có 2 điều kiện xảy ra hiện tượng:
- Làm cho hai điện cực nóng đỏ lên đến mức có thể phát nhiện electron
- Tạo ra một điện trường đủ mạnh ở giữa hai điện cực để ion hoá không khí, tạo ra tia lửa điện, cường độ điện trường.
Ứng dụng hiện tượng hồ quang điện
Hồ quang điện rất có ích khi được sử dụng trong những lĩnh vực như hàn điện, luyện thép,… Nó cần được duy trì cháy ổn định. Nhưng đối với những thiết bị điện thì nó là yếu tố có hại.
Nhờ có nhiệt độ cao của các cặp điện cực, người ta sử dụng nó trong việc hàn điện. Một cực của hồ quang chính là tấm tim loại cần hàn. Còn cực kia chính là que hàn. Do nhiệt độ cao giữa 2 cực, que hàn nóng chảy và lấp chỗ cần hàn lên tấm kim loại.
Không chỉ thế, nó còn được ứng dụng trong các lò luyện phôi nhiệt, nấu kim loại,… Hồ quang điện được ứng dụng trong ống phóng điện tử hoặc quá trình làm đèn phát sáng
Một số tác hại
Gây hại tới các thiết bị điện
Hiện tượng xảy ra hồ quang sẽ làm cho các thiết bị điện bị phá hủy. Nguyên nhân chính là do sự thay đổi điện áp đột ngột, ngắn mạch hệ thống cục bộ. Cụ thể, các tiếp điểm động lực bị đánh mòn, hỏng hóc dưới nền nhiệt tăng cao. Phải thay thế các thiết bị đóng cắt hàng năm, có thể với số lượng lớn sẽ gây nhiều khó khăn cho doanh nghiệp.
Ảnh hưởng tới con người
Phóng hồ quang điện có thể gây cháy nổ, hỏa hoạn làm ảnh hưởng tới sức khỏe và tính mạng con người. Tia điện của nó có sức mạnh rất lớn. Khi chúng ta nhìn vào thì tia hồ quang làm chết các tế bào niêm mạc mắt, dẫn tới đau mắt hàn. Nếu như không trang bị bảo hộ mặt trong quá trình hàn thì có thể bị bong da mặt do chết hết các tế bào ngoài da.
Cách phòng tránh những tai nạn do điện hồ quang gây ra
- Đối với các thợ hàn, một biện pháp đơn giản nhất, bạn có thể áp dụng chính là đeo mặt nạ khi hàn. Thêm quạt gió để giảm thiểu độc hại cho thợ hàn.
- Để phòng chống hơi khí độc thì cần sử dụng mặt nạ bảo vệ.
- Ngoài ra, trong 1 số điều kiện cho phép bạn cũng có thể kết hợp với biện pháp thông gió hoặc không hàn khi nồng độ các chất gây hại quá mức cho phép.
- Để dùng mỹ hàn và kính hàn được thuận tiện mà không ảnh hưởng tới công việc, người ta thường sử dụng giải pháp thông gió để cải tạo môi trường khí, có thể là quạt, chụp hút,…
- Cải tiến, đưa ra những sản phẩm chất lượng để tuổi thọ thiết bị được nâng cao.
- Tích hợp các module cảm biển cảnh báo hoạt động một cách độc lập trong các thiết bị đóng cắt, buồng dập hồ quang hạ thế.
Chi Tiết Quá trình phát sinh và dập tắt điện hồ quang
Quá trình phát sinh
Tiếp điểm có dòng điện bé, khoảng cách ban đầu giữa chúng rất nhỏ. Trong khi điện áp đặt vào có trị số nhất định. Nên sẽ sinh ra điện trường có cường độ lớn trong khoảng không gian này và điện tử từ cathode có thể bật. Hiện tượng này gọi là phát xạ tự động điện tử hay còn gọi là phát xạ điện nguội. Khi số điện tử này càng nhiều thì chuyển động dưới tác dụng của điện trường sẽ làm ion hoá không khí gây ra hiện tượng điện hồ quang.
Tiếp điểm có dòng điện lớn, quá trình phát sinh sẽ phức tạp hơn. Ban đầu, khi mở tiếp điểm, lực ép giữa chúng sẽ có trị số khá nhỏ. Nên số tiếp điểm tiếp xúc sẽ để dòng điện đi qua ít. Sự tăng đáng kể của mật độ dòng điện, có thể lên đến hàng chục nghìn A/cm2. Nên tại các tiếp điểm đó, nhiệt độ của cầu chất lỏng sẽ tăng tiếp tục. Sau đó bốc hơi và hồ quang điện xuất hiện trong không gian giữa hai tiếp điểm.
Quá trình dập tắt
- Hạ thấp nhiệt độ hồ quang bằng cách dùng hơi khí hoặc dầu làm nguội
- Dùng vách ngăn để hồ quang cọ xát.
- Kéo dài hồ quang bằng cách dùng vách ngăn chia thành nhiều phần nhỏ và thổi khí dập tắt hoặc.
- Chia nó thành nhiều đoạn nhỏ
- Dùng năng lượng của hồ quang hoặc năng lượng bên ngoài để dập tắt nỏ
Công nghệ hàn
Hàn hồ quang điện là công nghệ hàn phổ biến nhất hiện nay để nối. Không tháo rời các chi tiết bằng nguồn nhiệt dùng để hàn, nguồn nhiệt này là điện hồ quang.
Nó tập trung trên một điểm của vật hàn, nhiệt lượng tương đối tập trung. Vật hàn dễ dàng nóng chảy tức thì, nhiệt năng này không truyền ra rộng. Nên sự biến dạng của vật hàn không trầm trọng như hàn khí. Thao tác hàn điện hồ quang tương đối khó khăn, nhưng đối với nơi có điện thì khá thuận tiện và rẻ.
Phần kết
Bài viết trên đây Vndowload đã nói sơ lược về hồ quang điện cho các bạn biết. Và biết được tác hại mà phòng tránh nhằm đảm bảo an toàn cho mình và những người xung quanh. Hi vọng những hông tin trên sẽ giải đáp mọi thắc mắc cho các bạn.
