Лестница Иакова (электричество)
В Лестница Иакова имеет форму рога молниеотвода или роговой разрядник (электрический искровой промежуток ) и используется в физических экспериментах шоу и тому подобные. а. чтобы проиллюстрировать, как они работают.
При использовании лестницы Иакова дуга (электрический разряд) зажигается внизу между двумя электродами, которые расходятся вверху из-за наименьшего расстояния между ними. В основном из-за плавучести , но также из-за магнитных сил, нос затем перемещается вверх и исчезает. Рупорные разрядники для защиты от перенапряжения на изоляторах работают аналогично, но при более высоких токах . Б. Молния в ВЛ. Переключающие контакты с риском возникновения дуги также имеют такую форму. В них преобладает магнитная сила из-за больших токов.
Именуется Лестница Иакова к библейской лестнице Иакова , от Иакова в Бытие 1 снится.
Причина движения
Дуга лестницы Иакова движется вверх:
- потому что тепловая энергия (восходящий поток), создаваемая нагреванием воздуха, тянет его вверх
- поскольку магнитные силы имеют тенденцию увеличивать площадь, образованную дугой и электродами
В пузыре Якобса преобладает тепловая составляющая из-за относительно низкой силы тока.
Рупорные разрядники также заставляют переключатели, такие как контакторы или автоматические выключатели и ОПН, перемещаться и удлинять дугу или переключающую дугу , так что они гаснут. Тушение поддерживается камерами искрогасителя, движение может быть ускорено с помощью катушек, установленных сбоку.
Типовые параметры
Показанные напротив устройства питаются от источника переменного напряжения с ограничением по току с напряжением холостого хода 8 кВ ( трансформатор поля рассеяния , балласт для люминесцентных ламп ). После зажигания дуги напряжение падает до нескольких 100 В.
Поток разряда составляет лишь около 0,1 А . Электроды остаются относительно холодными, поэтому типичные побочные эффекты электрической дуги - образование пара металла из-за испаряющихся электродов и тлеющего излучения - здесь не приводятся. Электроды должны быть гладкими, чтобы не образовывались « горячие точки », где в противном случае осталась бы дуга из-за излучения тлеющего разряда. Дуга всегда снова зажигается внизу, когда она прерывается вверху, и в результате напряжение возрастает до такой степени, что возникает электрический пробой на электродах, расположенных близко друг к другу внизу ( видео ).
Электроды в этом примере имеют длину около 300 мм, но возможны и более длинные электроды.
- Предупреждение об опасности
Эксперимент опасен из-за воздействия высокого напряжения. Из-за высокой температуры дуги существует опасность ожога и возгорания. При работе на воздухе также образуется очень токсичный газообразный диоксид азота , который можно узнать по его коричневому цвету под прозрачным куполом уже через несколько минут работы.
литература
- Kronjäger, Jochen: Великолепное руководство по экспериментам с высоким напряжением и высокой частотой . Францис, 2005, ISBN 978-3772359071 , страницы 94 и 97