Hồ Quang Điện: Hiểu Nguyên Nhân, Tác Hại và Ứng Dụng

Khi đi ngang qua các cửa hàng cơ khí hoặc xem những người thợ hàn làm việc, chúng ta thường thấy các tia lửa phát ra từ quá trình hàn vật liệu. Đây chính là hiện tượng gọi là hồ quang điện. Nhưng bạn có biết hồ quang điện là gì và tại sao nó lại vừa có lợi vừa có hại? Hãy cùng tôi tìm hiểu câu trả lời ngay sau đây!

Hồ Quang Điện là gì?

Hồ quang điện được định nghĩa là quá trình phóng điện tự lực giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn, xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hay thấp. Hiện tượng này được xem là một dạng đặc biệt của plasma, tạo ra nhờ sự trao đổi điện tích. Hồ quang điện thường phát ra nhiệt lượng lớn và tạo ra tia sáng mạnh có thể quan sát được.

  • Dòng điện chạy qua chất khí giữa hai cực là dòng electron và ion âm. Khi chúng đập vào cực dương, chúng nóng lên ở mức nhiệt độ rất cao và phát ra sáng. Điều này dẫn đến việc các vật liệu bị nóng chảy và anode bị lõm, gây nối tắt mạch điện.

  • Tại cực dương, ion dương làm cho cực này duy trì trạng thái nóng đỏ ban đầu và phát xạ nhiệt. Khi cả hai cực đều có nhiệt độ cao, chất khí trở nên dẫn điện tốt và có cường độ dòng điện đạt hàng chục ampe.

Nguyên Nhân Gây Ra Hiện Tượng Hồ Quang Điện

Nguyên nhân chính gây ra hiện tượng hồ quang điện là khi các dây dẫn điện được đặt gần nhau, quá trình ion hóa không khí xảy ra và dòng điện được cho phép chạy qua khe hở không khí giữa các dây dẫn.

Một số nguyên nhân khác có thể gây ra hiện tượng hồ quang điện bao gồm sử dụng các thiết bị điện bị hư hỏng, tai nạn, sử dụng công cụ không đúng, cài đặt sai, hư hỏng cách điện, có mảnh vụn và ăn mòn trên dây dẫn, bảo dưỡng hệ thống điện không đúng cách, và các bộ phận tiếp xúc bị kết nối lỏng lẻo hoặc ăn mòn.

Ứng Dụng Của Hồ Quang Điện

Ngày nay, hiện tượng hồ quang điện được ứng dụng nhiều trong kỹ thuật cơ khí như hàn điện và luyện thép. Với công nghệ hàn điện, nhờ các điện cực có nhiệt độ cao, que hàn sẽ bị nóng chảy và lấp vào chỗ trống trên vật liệu cần hàn.

Tuy nhiên, đối với các thiết bị điện, hồ quang điện lại gây hại và cần tránh. Hồ quang điện có thể phá hủy các thiết bị điện thông qua thay đổi điện áp đột ngột, ngắn mạch hệ thống, bào mòn các tiếp điểm và gây hỏng do nhiệt độ cao. Ngoài ra, nó cũng có thể gây cháy nổ, hoả hoạn và ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

Cách Phòng Ngừa Tai Nạn Do Hồ Quang Điện

Đối với những người làm việc trực tiếp với máy hàn hoặc luyện thép, cần được trang bị đồ bảo hộ và sử dụng thêm quạt thông gió để giảm thiểu độc hại khí độc gây ra. Ngoài ra, cần loại bỏ năng lượng trên thiết bị làm việc và tránh làm việc với các thiết bị điện năng lượng. Sử dụng công nghệ giá đỡ từ xa để vận hành các bộ ngắt mạch và tích hợp các cảm biến cảnh báo hoạt động độc lập trong các thiết bị đóng cắt, buồng hạ thế hồ quang điện. Đối với thiết bị điện, cần cải tiến công nghệ để cho ra đời sản phẩm có tuổi thọ cao hơn.

Quá Trình Tạo Ra và Dập Tắt Hồ Quang Điện

1. Quá Trình Tạo Ra Hồ Quang Điện

Tiếp điểm có dòng điện nhỏ và khoảng cách ban đầu ngắn sẽ tạo ra điện trường cường độ lớn trong không gian đó và gây hiện tượng phát xạ tự động điện tử. Số lượng điện tử ngày càng nhiều, gây ion hóa không khí và tạo ra hồ quang điện.

Đối với tiếp điểm có dòng điện lớn, quá trình tạo ra hồ quang điện sẽ phức tạp hơn. Ban đầu, khi các tiếp điểm được mở, số lượng tiếp điểm tiếp xúc để dòng điện chạy qua sẽ ít. Sau đó, mật độ dòng điện tăng lên đáng kể, làm tăng nhiệt độ tại các tiếp điểm. Cuối cùng, hiện tượng hồ quang điện sẽ xuất hiện trong không gian giữa hai tiếp điểm.

2. Quá Trình Dập Tắt Hồ Quang Điện

Quá trình dập tắt hồ quang điện đòi hỏi điều kiện ngược lại với quá trình tạo ra hồ quang điện. Các phương pháp bao gồm giảm nhiệt độ bằng hơi khí hoặc dầu làm nguội, sử dụng vách ngăn chia thành nhiều phần nhỏ và dùng khí thổi tắt, sử dụng năng lượng hồ quang hoặc năng lượng bên ngoài để dập tắt, và sử dụng điện trở Shunt để tiêu thụ năng lượng hồ quang.

Công Nghệ Hàn Hồ Quang Điện

Hàn hồ quang điện là một công nghệ phổ biến trong đời sống, được sử dụng để kết nối các chi tiết bằng nguồn nhiệt. Với công nghệ này, hồ quang tập trung tại điểm muốn hàn. Nhiệt lượng sẽ làm cho vật hàn nhanh chóng chảy nhưng không lan rộng ra các vùng khác.

Thao tác hàn hồ quang điện khá khó, đòi hỏi sự tập trung và kinh nghiệm của người thợ để đảm bảo độ chính xác cao.

Thông qua bài viết này, hy vọng bạn đã hiểu được hiện tượng hồ quang điện là gì cũng như những kiến thức liên quan cần thiết để phòng tránh tác hại của nó trong đời sống. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết và đừng quên đón đọc những bài viết mới trong thời gian tới!

FEATURED TOPIC