en elektrisk ljusbåge är en anordning i vilken en elektrisk ström (ett flöde av elektroner) orsakas att flöda mellan två punkter åtskilda av en bensin. De två punkterna kallas elektroder. Den från vilken strömmen härstammar är katoden. Elektroden mot vilken elektroner flyter är anoden., Termen elektrisk båge avser både själva enheten och den elektriska urladdningen som sker inom enheten. Bågar kan använda sig av höga, atmosfäriska eller låga tryck och kan innehålla en mängd olika gaser. De har bred användning som lysande lampor; som ugnar; för uppvärmning, skärning och svetsning; och som verktyg för vissa typer av kemisk analys.
elektrisk ledningsförmåga i gaser
gaser är normalt dåliga ledare av el. De atomer eller molekyler som de består innehåller vanligtvis inga fria elektroner som behövs för en ström att flöda., Detta villkor kan dock ändras. Om tillräcklig energi tillförs gasen, kommer dess atomer eller molekyler att bryta ihop (jonisera) i laddade partiklar. Om en gnista passerar genom en behållare med syregas, till exempel, syremolekyler jonisera för att bilda några positivt laddade syrejoner och några negativt laddade syrejoner. Dessa laddade partiklar gör det sedan möjligt för gasen att bli ledande.
Arc construction
i en elektrisk båge kommer den energi som behövs för att producera jonisering från en extern källa, till exempel en elektrisk generator., En intensiv ström av elektroner strömmar in i katoden och sedan över det gasfyllda gapet till anoden. Eftersom dessa elektroner passerar genom gasen orsakar de jonisering. Joner som bildas i processen gör strömflödet mellan elektroderna ännu enklare. För varje gas behövs en viss minsta mängd energi
)
för att producera jonisering vid en given temperatur och tryck., Den energin kallas gasens nedbrytningspotential.
ett exempel på en elektrisk båge är en blixtbult. I naturen kan två moln fungera som elektroder, eller elektrisk ström kan flöda mellan ett moln och jordens yta. I båda fallen strömmar strömmen genom luften, joniserande molekyler av syre, kväve och andra gaser i atmosfären.
ljuset och ljudet i samband med blixten är bevis på en viktig förändring som uppstår i gasen mellan elektroderna. Flödet av elektrisk ström värmer gasen till höga temperaturer., Ljuset i samband med blixten är bevis på denna förändring. Clap of thunder är ett annat tecken på förändringen—den uppvärmda luften runt blixten expanderar snabbt och producerar en ljudvåg.
den enklaste ljusbågen består av två elektroder av ett ledande material och ligger en kort bit från varandra. Luft är den gas som används i denna båge. Denna typ av elektrisk båge studerades först av engelsk fysiker och kemist Humphry Davy (1778-1829) 1808.,
olika typer av elektriska bågar skiljer sig från varandra i två avseenden: trycket vid vilket de fungerar och de material som de tillverkas av. Elektriska bågar kan inneslutas i glas – eller plastbehållare från vilka luft har pumpats ut (vakuumbågar) eller till vilken luft eller någon annan gas har tillsatts (högtrycksbågar).
ljuset som produceras av en båge beror både på materialet från vilket elektroderna tillverkas och på den gas som skiljer dem. Vissa elektroder har ingen annan funktion än att leda en elektrisk ström in i och ut ur bågen., Andra elektroder väljs eftersom de tenderar att förångas när bågen används, ändra urladdningen som produceras. Olika gaser väljs för användning i elektriska bågar eftersom de också påverkar de utsläpp som produceras. Till exempel producerar varje kemiskt element sin egen karakteristiska färg när den joniseras.
användning av elektriska bågar
många typer av bågar finns, var och en med sina egna applikationer. Till exempel används bågsvetsare för svetsning (där en metall är smält och tillsatt i en fog). I vissa fall är bågens enda funktion att leverera värme., I andra fall kan metallen från en elektrod faktiskt användas för att bilda svetsen. Plasma facklor används för skärning, sprutning och gasuppvärmning. Plasma är en term som används för heta joniserade gaser. Skärning av en metall med en plasmabrännare kan göras med hjälp av en båge som bildas mellan själva metallen och en elektrod från facklan.
elektriska bågar används ofta som lampor på grund av den mängd ljus de producerar. Det ljuset kommer från heta, glödande elektroder (kolbågar) och ibland från uppvärmda gaser (flambågar)., Kolbågen, där två kolstänger fungerar som elektroder, var den första praktiska kommersiella belysningsanordningen. Det är fortfarande en av de ljusaste ljuskällorna och används fortfarande i teaterrörelseprojektorer, stora sökljus och fyrar. Flambågar används i färgfotografering och i fotokemiska processer eftersom de nära approximerar naturligt solsken. Kolet är mättat med kemikalier som kokar av lätt. Dessa kemikalier blir lysande när de avdunstar och värms upp av bågen.,
färgen på flambågar beror på det material som elektroderna tillverkas av. Till exempel ger kalciumbågar en röd glöd, medan bariumbågar ger en grön glöd. I vissa flambågar är strålningen som produceras utanför det synliga området. Kvicksilverbågar vid högt tryck producerar ultraviolett strålning. De kan också producera synligt ljus i ett lågtrycksrör om rörets inre väggar är belagda med ett fluorescerande material som kallas fosfor. Fosforn avger synligt ljus när den träffas av ultraviolett strålning från kvicksilvret.