为什么开关中的电弧比直路径更喜欢弯曲路径?


14

最近,我发现这段视频是在负载下打开500伏特高压线路的。

当开关触点被拉开时,电弧可预见地开始。当触头彼此靠近时,电弧沿触头之间的直线路径延伸。然后,随着触点进一步拉开,电弧开始弯曲并变成陡峭的曲线,其长度变成触点之间距离的几倍。然后,最后电弧就消失了。

这对我来说没有意义。如我所见,弧线应采用最小的阻力路径,这显然是一条直线路径,而不是陡峭的曲线。更甚者,如果电弧采用弯曲路径,为什么会突然消失而不是仅采用较小弯曲且阻力较小的路径而继续运行呢?

弧为什么如此行事-首先选择弯曲的路径,然后突然消失呢?


3
这里有很多答案,但是物理学也许可以给出更好的答案。
Kellenjb '02

Answers:


10

这是一条评论,但链接太长。

就像其他人所说的那样-查找“ 磁性爆裂 ”并感到惊奇。DC的功能更多,但不仅如此。磁铁用于偏转电弧,因此会延长电弧并使其失效

甚至安装在非常小的普通开关设备中。许多这些这些

在此处输入图片说明


甚至特斯拉也做到了:-)

在此处输入图片说明

仅利息- 从这里开始

具有高电势和高频率的替代性实验。

尼古拉·特斯拉(NIKOLA TESLA)。

伦敦电气工程师学会前的演讲。
与作者的肖像和传记素描。
纽约:1892年


哇。因此,它不取决于对流,是吗?如果为磁铁供电的电路出现故障怎么办?
sharptooth

2
@sharptooth-如上所述-这是对流。直流使用更多,交流使用也更多。通常在小型开关中使用永磁体。在极高电压的系统中,电弧将始终停止。最终:-)。
罗素·麦克马洪

1
但是视频中没有这样的系统,对吗?
clabacchio

18

有两种组合现象:

  1. 电流总是选择最小的电阻路径,不一定是最短的路径,这很容易被物理电路证明。

  2. 如此高的电压和电流对周围的空气具有电离作用(电子从原子中剥离了),导致其在该电流流动的区域变得更加导电,但同时也变得更热。这种热空气比周围的冷空气轻,因此它开始向上流动,但仍然离开电流继续流动的“传导”路径。

当更多的导电空气的路径变得电阻太大而无法在其中流动足够的电流时,此过程结束,电离的空气上升,被“正常”且导电性较低的空气取代,该空气的导电性不足以产生电弧。电弧很可能是由事件引起的,例如过电压,或者仅仅是视频中的一个,它降低了两个触点之间的电阻。或者,如示例中的视频一样,开关正在打开。当电弧消失时,也是因为此触发事件已停止。


为什么电弧突然消失呢?
sharptooth

我相信它停止了,因为上游站断开了电源。我认为,如果由于阻力增加而消散,它将在较低点重新开始(例如雅各布的梯子)。
W5VO '02

@ W5VO,但如果您查看尼克发布的视频,则梯子会停止直到新事件导致其再次开始。
clabacchio

1
在我看来,到长距离放电熄灭时,打开的触点之间的间隙已经扩大到500kV不能再冲破间隙中的普通空气的程度。
JustJeff 2012年

1
@clabacchio-我必须坚持我的观点。放电路径可能更长,并在间隙上方循环,但路径由热的电离空气组成。即使距离更长,但其电阻也比间隙中直接路径中的冷空气低。如果您使用过高压,例如即使是霓虹灯变压器,也应该知道,总是可以将火花引出的时间比击中电弧所需的间隙更长,一旦火花消失,则必须带上导体使其重新开始。
JustJeff 2012年

4

空气首先电离,形成电弧。空气变得热而上升。

电离的“隧道”空气上升并“破裂”,此时电弧被熄灭。


1
开关实际上是否依靠对流来断开电弧?
sharptooth

@sharptooth在这种情况下,似乎是:)以及理论上,当电弧消失时,触点彼此之间的距离太远,无法形成电弧
clabacchio

2
@sharptooth-一般而言,不。发布的视频是系统故障。通常,开关的设计应使其能够非常快速地打开,并保持足够的距离,以可靠,安全地熄灭(“引出”)电弧。实际上,有一些大功率开关有意在触点之间产生喷气,以在开关断开时更快地停止电弧。
康纳·沃尔夫

3

电弧使空气离子化。空气具有有限的电阻,因此当电流流过时会加热。随着温度的升高,它变得更加浮力并上升。电流仅遵循最小电阻的路径。

Jacob's Ladder是一种视觉效果设备,可根据此原理工作。《科学怪人》电影中的一些实验室场景都使用了它。YouTube上有一些Jacob's Ladder的视频(这是一个)。

编辑:仔细观察OP中实验的开始。您会注意到,弧线开始于在水平直线上燃烧的东西。有一根导体被烧开了,并且已经建立起初始电弧(电离空气的隧道)。


为什么电弧突然消失呢?
sharptooth

@sharptooth OP中的YouTube视频描述说,电弧是从反应堆送入的。我不确定该术语在输电系统中的含义,但我想反应堆会将能量存储为磁场。在实验结束时,存储在反应堆中的能量可能已经消散。机组人员可能还切断了为电弧供电的电源。
尼克·阿列克谢耶夫
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.