§ 30. Электрическая дуга

Если взять концы двух проводников, присоединенных к полюсам источника электрического напряжения, и сблизить их почти вплотную, то между концами проводников образуется искра. Вследствие плохого контакта концы проводников будут нагреваться, и если теперь развести их, то искра переходит в дугу (рис. 60).

Рис. 60. Электрическая дуга

Электрическая дуга была впервые получена русским академиком В. В. Петровым в 1802 г. В качестве проводников для получения дуги обычно берут угли, которые не плавятся при высокой температуре, развиваемой дугой. Температура электрической дуги может достигать 3500° и в ее пламени плавится большинство самых тугоплавких веществ.

При питании электрической дуги постоянным током положительный уголь разрушается быстрее отрицательного, причем середина положительного угля, быстро сгорая, образует углубление (кратер). Поэтому при постоянном токе положительный уголь обычно берут в два раза толще отрицательного. При переменном токе, поскольку каждый из углей поочередно становится то положительным, то отрицательным, толщина углей берется одинаковой. Если внутрь углей поместить стержни из солей некоторых металлов, то окраску света дуги можно изменить.

При работе дуги концы углей обгорают и расстояние между ними увеличивается. Чтобы дуга не погасла, угли нужно постоянно сближать. Практически сближение углей производят или ручным регулятором (проекционные фонари), или автоматическим регулятором (прожекторы).

Первые автоматические регуляторы для электрической дуги были построены русским изобретателем В. Н. Чиколевым (1845-1898).

Для горения дуги необходимы напряжение 30-50 в и токи от нескольких десятков до нескольких сотен ампер. Если источник напряжения, питающий электрическую дугу, имеет напряжение большее, чем нужно для дуги, то излишек напряжения поглощается в добавочном сопротивлении, включаемом последовательно с дуговой установкой.

Пример 4. Определить величину добавочного сопротивления к дуговой установке, которая требует напряжения 50 в и тока 12 а. Напряжение генератора 110 в (рис. 61).

Рис. 61. К примеру 4

Падение напряжения в добавочном сопротивлении будет

Падение напряжения 60 в в добавочном сопротивлении при токе 12 а может быть тогда, когда сопротивление

Электрическую дугу для целей освещения впервые применил известный русский ученый П. Н. Яблочков (1847-1894), создав "электрическую свечу".

Павел Николаевич Яблочков родился в 1847 г. в Саратовской губ. В 1836 г. окончил Николаевское инженерное училище в Петербурге. Занимался разработкой и распространением своей "свечи", предложил новую систему распределения электрического тока при помощи индукционных катушек. П. Н. Яблочков - основоположник применения переменного тока в практической электротехнике, изобретатель трансформатора и создатель термоэлектрического элемента. Он является также одним из основателей журнала "Электричество". П. Н. Яблочков долгое время жил за границей. Вернулся в Россию в 1893 г., а в 1894 г. умер в Саратове.

П. Н. Яблочков

Благодаря сильной яркости и большой силе света электрическая дуга нашла применение в прожекторах, необходимых для освещения предметов, удаленных иногда на несколько километров.

Тепло, создаваемое электрической дугой, используют в дуговых печах. В этих печах удается расплавить большинство тугоплавких веществ. Дуговые электропечи применяются для выплавки качественных сталей и фасонного стального литья, а также для выплавки меди, медных сплавов и высокосортного чугуна. Дуговые трехфазные сталеплавильные печи выпускаются емкостью от 0,5 до 80 т с механизированной загрузкой.