เหตุใดอาร์คไฟฟ้าในสวิตช์จึงชอบทางโค้งมากกว่าทางตรง


14

เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันพบวิดีโอของบรรทัด 500 กิโลโวลต์นี้ถูกเปิดภายใต้การโหลด

เมื่อหน้าสัมผัสสวิตช์ถูกแยกออกจากกันอาร์คไฟฟ้าจะเริ่มคาดเดาได้ ในขณะที่ผู้ติดต่ออยู่ใกล้กันอาร์คจะวิ่งไปตามเส้นทางตรงระหว่างผู้ติดต่อ จากนั้นเมื่อดึงหน้าสัมผัสออกจากกันส่วนโค้งเริ่มโค้งงอและเปลี่ยนเป็นเส้นโค้งที่สูงชันและความยาวของมันจะเพิ่มขึ้นหลายเท่าจากระยะห่างระหว่างหน้าสัมผัส จากนั้นในที่สุดอาร์คก็จางหายไป

นั่นไม่สมเหตุสมผลสำหรับฉัน อย่างที่ฉันเห็นอาร์คควรใช้เส้นทางต้านทานน้อยที่สุดและนั่นคือเส้นทางที่ตรงไม่ใช่เส้นโค้งที่สูงชัน ยิ่งกว่านั้นหากส่วนโค้งนั้นใช้เส้นทางโค้งทำไมมันจะหายไปในทันทีแทนที่จะเพียงแค่ใช้เส้นทางโค้งน้อยลงที่มีความต้านทานน้อยลงและวิ่งต่อไป

เหตุใดส่วนโค้งจึงมีพฤติกรรมเช่นนี้ - ก่อนชอบเส้นทางโค้งและจากนั้นก็ค่อย ๆ เลือนหายไป?


3
มีคำตอบมากมายที่นี่ แต่ฟิสิกส์อาจให้คำตอบที่ดีกว่าได้
Kellenjb

คำตอบ:


10

นี่เป็นความคิดเห็น แต่ลิงก์ยาวเกินไป

เช่นเดียวกับที่คนอื่นพูด - มองหา "การระเบิดของแม่เหล็ก " และต้องประหลาดใจอย่างเหมาะสม มากขึ้นสำหรับ DC แต่ไม่เพียง แต่แน่นอน แม่เหล็กถูกใช้เพื่อเบี่ยงเบนความโค้งดังนั้นมันจึงยาวขึ้นและล้มเหลว

ติดตั้งในอุปกรณ์สวิตช์ขนาดเล็กและทั่วไป หลายสิ่งเหล่านี้และสิ่งเหล่านี้

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


แม้แต่ Tesla ก็ทำได้ :-)

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ดอกเบี้ยเท่านั้น - จากที่นี่

การทดลองด้วยกระแสทางเลือกที่มีศักยภาพสูงและความถี่สูง

โดย NIKOLA TESLA

มีการนำเสนอเนื้อหาก่อนสถาบันของวิศวกรไฟฟ้าลอนดอน
ด้วยภาพบุคคลและร่างชีวประวัติของผู้แต่ง
นิวยอร์ก: 1892


ว้าว. ดังนั้นมันไม่ได้ขึ้นอยู่กับการพาความร้อน จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเกิดความผิดพลาดในวงจรที่จ่ายกำลังแม่เหล็ก?
sharptooth

2
@sharptooth - ตามที่กล่าวมา - นี่คือการหมุนเวียนที่ดี ใช้ DC ได้มากขึ้น แต่ใช้ AC บ่อยครั้งที่แม่เหล็กถาวรในสวิตช์ขนาดเล็ก ในระบบไฟฟ้าแรงสูงมากอาร์คจะหยุดเสมอ ในที่สุด :-)
รัสเซลแม็คมาฮอน

1
แต่ในวิดีโอมันไม่มีระบบดังกล่าวใช่ไหม
clabacchio

18

มีสองปรากฏการณ์รวมกัน:

  1. กระแสเลือกเส้นทางต้านทานน้อยที่สุดเสมอซึ่งไม่จำเป็นต้องสั้นที่สุดเท่าที่จะสามารถพิสูจน์ได้โดยวงจรทางกายภาพ

  2. แรงดันไฟฟ้าและกระแสสูงดังกล่าวมีผลกระทบต่อการไอออไนเซชั่นกับอากาศรอบ ๆ (ทำให้อิเล็กตรอนถูกดึงออกจากอะตอม) ซึ่งจะทำให้เกิดการนำไฟฟ้าขึ้นในพื้นที่ที่กระแสนี้ไหล แต่ในเวลาเดียวกันก็ร้อนขึ้น อากาศร้อนนี้เบากว่าอากาศที่เย็นกว่าโดยรอบดังนั้นมันจึงเริ่มขึ้นไป แต่ยังคงปล่อยให้เส้นทาง "นำไฟฟ้า" ที่กระแสยังคงไหลต่อไป

กระบวนการนี้จะสิ้นสุดลงเมื่อเส้นทางของอากาศที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามากเกินความต้านทานสำหรับกระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้ามามากเกินไปและอากาศที่แตกตัวเป็นไอออนจะเพิ่มขึ้นแทนที่ด้วย "ปกติ" และอากาศที่นำไฟฟ้าน้อยซึ่งไม่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามากพอ อาจเกิดจากส่วนโค้งเกิดจากเหตุการณ์เช่นแรงดันไฟฟ้าเกินหรือเพียงแค่ในวิดีโอหนึ่งวัตถุที่ลดความต้านทานระหว่างผู้ติดต่อสองราย หรือเช่นวิดีโอในตัวอย่างสวิตช์ที่กำลังเปิดอยู่ เมื่ออาร์คจางหายไปก็เป็นเพราะเหตุการณ์ที่เรียกนี้หยุด


ทำไมส่วนโค้งจึงจางหายไปในเวลานั้น?
sharptooth

ฉันเชื่อว่ามันหยุดเพราะสถานีต้นน้ำตัดการเชื่อมต่อพลังงาน ฉันคิดว่าถ้ามันกระจายไปเนื่องจากการต่อต้านที่เพิ่มขึ้นมันจะเริ่มต้นใหม่ที่จุดต่ำกว่า (เช่นบันไดของจาคอบ)
W5VO

@ W5VO แต่ถ้าคุณดูวิดีโอที่โพสต์โดย Nick บันไดจะหยุดจนกว่าจะมีเหตุการณ์ใหม่ทำให้เริ่มอีกครั้ง
clabacchio

1
สำหรับฉันแล้วเมื่อถึงเวลาที่การปลดปล่อยทางไกลดับลงช่องว่างระหว่างผู้ติดต่อที่เปิดอยู่ได้กว้างขึ้นจนถึงจุดที่ 500kV ไม่สามารถเพียงแค่ทะลุผ่านอากาศธรรมดาในช่องว่างอีกต่อไป
JustJeff

1
@clabacchio - ฉันต้องติดตามจุดของฉัน เส้นทางของการปล่อยอาจจะนาน, บ่วงเหนือช่องว่างมันไม่ แต่ที่เส้นทางประกอบด้วยร้อนเครื่องไอออน; แม้ว่าจะอยู่ในระยะทางไกล แต่ก็มีความต้านทานต่ำกว่าอากาศเย็นในเส้นทางตรงในช่องว่าง หากคุณเล่นด้วยไฟฟ้าแรงสูงเช่นแม้แต่หม้อแปลงไฟนีออนคุณควรรู้ว่าคุณสามารถดึงประกายออกมาได้นานกว่าช่องว่างที่ต้องใช้ในการปะทะอาร์คและเมื่อประกายหายไปคุณจะต้องนำตัวนำ เข้ามาใกล้เพื่อเริ่มต้นใหม่อีกครั้ง
JustJeff

4

อากาศไอออไนซ์เริ่มแรกและเป็นส่วนโค้ง อากาศและความร้อนมันเพิ่มขึ้น

อากาศ "อุโมงค์" ที่แตกตัวเป็นไอออนจะเพิ่มขึ้นและ "หยุด" ที่จุดอาร์คดับ


1
สวิตช์ในความเป็นจริงนั้นขึ้นอยู่กับการพาความร้อนเพื่อทำลายส่วนโค้ง
sharptooth

@sharptooth ในกรณีนี้ดูเหมือนว่า :) และความจริงที่ว่าในทางทฤษฎีเมื่ออาร์คจางหายไปผู้ติดต่อนั้นอยู่ไกลเกินกว่าจะสร้างอาร์คได้
clabacchio

2
@sharptooth - ไม่โดยทั่วไปไม่ วิดีโอที่โพสต์เป็นความล้มเหลวของระบบ โดยทั่วไปสวิทช์ได้รับการออกแบบเพื่อให้สามารถเปิดได้อย่างรวดเร็วและในระยะทางที่กว้างพอที่จะดับได้อย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้ ("ดับ") อาร์ค จริงๆแล้วมีสวิทช์กำลังสูงบางตัวที่ตั้งใจสร้างไอพ่นอากาศระหว่างหน้าสัมผัสเพื่อหยุดอาร์กอย่างรวดเร็วยิ่งขึ้นเมื่อสวิตช์เปิดขึ้น
Connor Wolf

3

ส่วนโค้งของอากาศ อากาศมีความต้านทาน จำกัด ดังนั้นจึงร้อนเมื่อกระแสไหลผ่าน เมื่อมันร้อนขึ้นมันจะลอยตัวและยกขึ้น ปัจจุบันเพียงตามเส้นทางของความต้านทานน้อยที่สุด

บันไดของจาค็อบเป็นอุปกรณ์วิชวลเอฟเฟกต์ซึ่งทำงานบนหลักการนี้ บางฉากของแล็บในภาพยนตร์แฟรงเกนสไตน์นำเสนอ มีวิดีโอบางส่วนเกี่ยวกับบันไดของ Jacob บน YouTube ( นี่คือวิดีโอเดียว )

แก้ไข:ดูอย่างระมัดระวังที่จุดเริ่มต้นของการทดสอบใน OP คุณจะสังเกตเห็นว่าส่วนโค้งเริ่มต้นด้วยบางสิ่งที่ไหม้เป็นเส้นตรงในแนวนอน มีตัวนำที่ถูกแยกออกจากกันและมันได้สร้างส่วนโค้งเริ่มต้น (อุโมงค์ของอากาศที่แตกตัวเป็นไอออน)


ทำไมส่วนโค้งจึงจางหายไปในเวลานั้น?
sharptooth

@sharptooth คำอธิบายของวิดีโอ YouTube ใน OP ของคุณบอกว่าส่วนโค้งถูกป้อนจากเครื่องปฏิกรณ์ ฉันไม่แน่ใจว่าคำนี้หมายถึงอะไรในระบบส่งกำลัง แต่ฉันเดาว่าเครื่องปฏิกรณ์เก็บพลังงานไว้เป็นสนามแม่เหล็ก ในตอนท้ายของการทดลองพลังงานที่เก็บไว้ในเครื่องปฏิกรณ์อาจกระจายไป ลูกเรืออาจตัดไฟที่เลี้ยงอาร์คด้วย
Nick Alexeev
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.