CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT HỒ QUANG ĐIỆN

Bản chất của hồ quang điện là hiện tượng phóng điện trong chất khí với mật độ dòng điện rất lớn ( tới khoảng 102 đến 103 A/mm2) có nhiệt độ rất cao (tới khoảng 6000 đến 18000 0K ) và thường kèm theo hiện tượng phát sáng.  Hồ quang điện có ích : Hồ quang điện thực sự có ích khi được sử dụng trong các lĩnh vực như hàn điện, luyện thép,...những lúc này hồ quang cần được duy trì cháy ổn định.  Hồ quang điện có hại : Khi đóng cắt các thiết bị điện...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT HỒ QUANG ĐIỆNTỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ CHƢƠNG 1 HỒ QUANG ĐIỆN Ths. Trần Đình Cương Khí cụ điện hạ áp: 401030 1 KHÁI NIỆM CHUNG Bản chất của hồ quang điện là hiện tượng phóng điệntrong chất khí với mật độ dòng điện rất lớn ( tới khoảng 102đến 103 A/mm2) có nhiệt độ rất cao (tới khoảng 6000 đến18000 0K ) và thường kèm theo hiện tượng phát sáng. Hồ quang điện có ích : Hồ quang điện thực sự có ích khiđược sử dụng trong các lĩnh vực như hàn điện, luyệnthép,...những lúc này hồ quang cần được duy trì cháy ổnđịnh. Hồ quang điện có hại : Khi đóng cắt các thiết bị điện nhưcontắctơ, cầu dao, máy cắt,...hồ quang sẽ xuất hiện giữacác cặp tiếp điểm. Khí cụ điện hạ áp: 401030 2 KHÁI NIỆM CHUNG Hồ quang cháy này lâu sau khi thiết bị điện đã đóng cắt sẽlàm hư hại các tiếp điểm và bản thân thiết bị điện. Trong trường hợp này để đảm bảo độ làm việc tin cậy củathiết bị điện yêu cầu phải tiến hành dập tắt hồ quang càngnhanh càng tốt. Khí cụ điện hạ áp: 401030 3 Vïng K Vïng th©n Vïng AK A EV EK UAEK UTh EA UK Eth Lhqm Đặc tính hồ quang điện Khí cụ điện hạ áp: 401030 4 ĐẶC TÍNH HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀUUhq l 200 150 50mm 100 20 50 0I 0 2 4 6 8 10 12 Khí cụ điện hạ áp: 401030 5Khí cụ điện hạ áp: 401030 6Khí cụ điện hạ áp: 401030 7 QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG Hồ quang điện phát sinh là do môi trườnggiữa các điện cực (hoặc giữa các cặp tiếp điểm) bịion hóa (xuất hiện các hạt dẫn điện). Ion hóa có thể xảy ra bằng các con đườngkhác nhau duới tác dụng của ánh sáng, nhiệt độ,điện trường mạnh,.... Trong thực tế quá trình phát sinh hồ quangđiện có những dạng ion hóa sau: Khí cụ điện hạ áp: 401030 8 QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG Trong thực tế quá trình phát sinh hồ quang điện cónhững dạng ion hóa sau :• Quá trình phát xạ điện tử nhiệt ;• Quá trình tự phát xạ điện tử ;• Quá trình ion hóa do va chạm;• Quá trình ion hóa do nhiệt . Khí cụ điện hạ áp: 401030 9 SỰ PHÁT XẠ ĐIỆN TỬ NHIỆT Điện cực và tiếp điểm được chế tạo từ kim loại, màtrong cấu trúc kim loại luôn luôn tồn tại các điện tử tự dochuyển động về mọi hướng trong quỹ đạo của cấu trúc hạtnhân nguyên tử. Khi tiếp điểm bắt đầu mở ra lực nén vào tiếp điểm giảmdần khiến điện trở tiếp xúc tăng lên chỗ tiếp xúc, dòng điện bịthắt lại dẫn đến mật độ dòng điện tăng rất lớn làm nóng cácđiện cực (nhất là ở cực âm có nhiều electron). Khí cụ điện hạ áp: 401030 10 SỰ PHÁT XẠ ĐIỆN TỬ NHIỆT Khi bị đốt nóng, động năng của các điện tử tăng nhanhđến khi năng lượng nhận Wđn được lớn hơn công thoát At liênkết hạt nhân thì điện tử sẽ thoát ra khỏi bề mặt cực âm trởthành điện tự do. Quá trình này phụ thuộc vào nhiệt độ điệncực, vật liệu làm điện cực . Khí cụ điện hạ áp: 401030 11 SỰ PHÁT XẠ ĐIỆN TỬ Khi tiếp điểm hay điện cực vừa mở ra lúc đầu khoảngcách còn rất bé. Nếu có một điện trường đủ lớn đặt lên điện cực (nhất làvùng cực âm có khoảng cách nhỏ có thể tới hàng triệu V/cm),với cường độ điện trường lớn ở cực âm các điện tử tự dođược cung cấp thêm năng lượng sẽ bị kéo bật ra khỏi bề mặtcatốt để trở thành các điện tử tự do. Quá trình này phụ thuộc vào cường độ điện trường E vàvật liệu làm điện cực. Khí cụ điện hạ áp: 401030 12 ION HÓA DO VA CHẠM Sau khi tiếp điểm mở ra, dưới tác dụng của nhiệt độ caohoặc của điện trường lớn (mà thông thường là cả hai) thì cácđiện tử tự do sẽ phát sinh chuyển động từ cực dương sangcực âm. Do điện trường rất lớn nên các điện tử chuyển động vớitốc độ rất cao. Trên đường đi các điện tử này va chạm với cácnguyên tử và phân tử khí sẽ làm bật ra các điện tử và các iondương. Khí cụ điện hạ áp: 401030 13 ...