Um arco elétrico é um dispositivo no qual uma corrente elétrica (fluxo de elétrons) é causada fluxo entre dois pontos separados por um gás. Os dois pontos são chamados eletrodos. A partir da qual a corrente se origina é o cátodo. O eletrodo para o qual os elétrons fluem é o ânodo., O termo arco elétrico refere-se tanto ao próprio dispositivo como à descarga elétrica que ocorre dentro do dispositivo. Arcos podem fazer uso de pressões altas, atmosféricas ou baixas e podem conter uma variedade de gases. Eles têm usos amplos como lâmpadas luminosas; como fornos; para aquecimento, corte e soldagem; e como ferramentas para certos tipos de análise química.
a condutividade eléctrica nos gases
os Gases são normalmente condutores pobres de electricidade. Os átomos ou moléculas dos quais eles consistem geralmente não contêm elétrons livres necessários para uma corrente fluir., No entanto, essa condição pode mudar. Se for fornecida energia suficiente ao gás, os seus átomos ou moléculas irão separar-se (ionizar) em partículas carregadas. Se uma faísca é passada através de um recipiente de gás oxigênio, por exemplo, moléculas de oxigênio ionizam para formar alguns íons de oxigênio carregados positivamente e alguns íons de oxigênio carregados negativamente. Estas partículas carregadas tornam então possível que o gás se torne condutor.
construção de arco
em um arco elétrico, a energia necessária para produzir ionização vem de uma fonte externa, como um gerador elétrico., Um fluxo intenso de elétrons flui para o cátodo e, em seguida, através do espaço cheio de gás para o ânodo. À medida que estes electrões passam pelo gás, causam ionização. Íons formados no processo tornam o fluxo de corrente entre eletrodos ainda mais fácil. Para cada gás, é necessária alguma quantidade mínima de energia
para produzir ionização a uma dada temperatura e pressão., Essa energia é conhecida como potencial de ruptura do gás. um exemplo de arco elétrico é um relâmpago. Na natureza, duas nuvens podem atuar como eletrodos, ou corrente elétrica pode fluir entre uma nuvem e a superfície da Terra. Em ambos os casos, a corrente flui através do ar, ionizando moléculas de oxigênio, nitrogênio e outros gases na atmosfera.
A luz e o som associados a relâmpagos são evidências de uma mudança importante que ocorre no gás entre eletrodos. O fluxo de corrente elétrica aquece o gás a altas temperaturas., A luz associada ao raio é prova dessa mudança. O som do trovão é outro sinal da mudança—o ar aquecido em torno do relâmpago expande-se rapidamente, produzindo uma onda sonora.
O arco eléctrico mais simples consiste em dois eléctrodos feitos de um material condutor e situados a uma curta distância um do outro. O ar é o gás utilizado neste Arco. Este tipo de arco elétrico foi estudado pela primeira vez pelo físico e químico Inglês Humphry Davy (1778-1829) em 1808., vários tipos de Arcos eléctricos diferem entre si em dois aspectos: a pressão a que funcionam e os materiais de que são feitos. Arcos elétricos podem ser fechados em recipientes de vidro ou plástico a partir dos quais o ar foi bombeado para fora (Arcos de vácuo) ou aos quais foi adicionado ar ou algum outro gás (Arcos de alta pressão).
A luz produzida por um arco depende tanto do material a partir do qual os eléctrodos são feitos como do gás que os separa. Alguns eletrodos não têm outra função senão conduzir uma corrente elétrica para dentro e para fora do arco., Outros eletrodos são escolhidos porque tendem a vaporizar quando o arco é usado, mudando a descarga que é produzida. Vários gases são escolhidos para uso em arcos elétricos porque eles também afetam as descargas produzidas. Por exemplo, cada elemento químico produz sua própria cor característica quando ionizado.
usos de arcos elétricos
muitos tipos de Arcos existem, cada um com suas próprias aplicações. Por exemplo, soldadores de arco são usados para soldar (onde um metal é fundido e adicionado em uma junta). Em alguns casos, a única função do arco é fornecer calor., Em outros casos, o metal de um eletrodo pode realmente ser usado na formação da solda. Tochas de Plasma são usadas para o corte, pulverização e aquecimento a gás. Plasma é um termo usado para gases ionizados e quentes. Cortar um metal com uma tocha de plasma pode ser feito por meio de um arco formado entre o metal em si e um eletrodo a partir da tocha. arcos elétricos são frequentemente usados como lâmpadas devido à quantidade de luz que produzem. Essa luz vem de elétrodos quentes e brilhantes (Arcos de carbono) e, às vezes, de gases aquecidos (Arcos de chama)., O arco de carbono, no qual duas varetas de carbono servem como eletrodos, foi o primeiro dispositivo prático de iluminação comercial. Continua a ser uma das fontes mais brilhantes de luz e ainda é usado em Projetores de cinema de teatro, grandes holofotes e faróis. Arcos de chama são usados em fotografia a cores e em processos fotoquímicos, porque eles aproximam muito o Sol natural. O carbono está saturado com produtos químicos que fervem facilmente. Estes produtos químicos tornam-se luminosos quando evaporam e são aquecidos pelo arco.,
A cor dos Arcos de chama depende do material do qual os eléctrodos são feitos. Por exemplo, os arcos de cálcio emitem um brilho vermelho, enquanto os arcos de bário emitem um brilho verde. Em alguns arcos de chama, a radiação produzida está fora do alcance visível. Os arcos de mercúrio a alta pressão produzem radiação ultravioleta. Eles também podem produzir luz visível em um tubo de baixa pressão se as paredes internas do tubo são revestidas com um material fluorescente conhecido como um fósforo. O fósforo emite luz visível quando atingido por radiação ultravioleta do mercúrio.