Caracteristicile arcului electric de curent continuu

Caracteristicile arcului electric de curent continuu

In Fig.1.5a sunt reprezentate caracteristicile volt-amper statice ale unui arc electric de curent continuu, obtinute pentru diferite lungimi constante ale coloanei. Alura curbelor se explica prin faptul ca, la cresterea intensitatii curentului, se inregistreaza o crestere a temperaturii in coloana arcului, determinand o crestere importanta a conductivitatii gazului, avand drept efect scaderea tensiunii de arc.

Caracteristicile volt-amper dinamice se obtin pentru lungimi constante ale coloanei, dar pentru viteze nenule de variatie a intensitatii curentului care traverseaza arcul. In Fig.1.5b sunt reprezentate caracteristicile volt-amper dinamice ale unui arc electric de curent continuu, obtinute pentru diferite viteze, di/dt, de variatie a intensitatii curentului. Arcul electric se amorseaza la tensiunea us. Valorile tensiunii de stingere, ust, sunt cu atat mai departate de us, cu cat este mai mare viteza de variatie a curentului. Fenomenul de histerezis, propriu acestor caracteristici, se explica prin inertia termica a coloanei. Aproximarea analitica a caracteristicilor arcului electric de curent continuu ofera posibilitatea modelarii matematice a acestui proces, avand drept rezultat obtinerea unor relatii de calcul utile in tehnica echipamentelor de comutatie. In acest sens, este cunoscuta functia de aproximare data de Herta Ayrton, avand expresia:

fiind constante, iar l-lungimea coloanei arcului electric. Conform relatiilor (1.11), (1.12), functia de aproximare Ayrton evidentiaza o variatie liniara a tensiunii de arc ua, in raport cu lungimea l a coloanei, pentru aceeasi intensitate a curentului. Utilizata in calcule este si functia de aproximare propusa de Nottingham:

unde a, b, c, d sunt constante, iar l-lungimea coloanei arcului electric.

Exponentul n se calculeaza cu relatia:

T fiind temperatura de vaporizare a anodului, in grade absolute.

Independenta caderilor de tensiune la electrozi in raport cu lungimea l a coloanei arcului este considerata in functia lui Rieder, care are expresia:

fiind constante, iar l-lungimea coloanei arcului electric.