Hồ quang điện là gì? Nguyên nhân, tác hại và ứng dụng

Khi đi ngang qua các cửa hàng cơ khí hay làm sản phẩm từ sắt, nhôm, bạn thường thấy trong quá trình người thợ hàn vật liệu có các tia lửa phát ra. Đó được gọi là hồ quang điện. Vậy bạn đã biết hồ quang điện là gì? Tại sao nó được tạo ra và có lợi hay hại chưa? Cùng dailycadivi.com tìm hiểu đáp án ngay sau đây!

Hồ quang điện là gì?

Hồ quang điện được định nghĩa là quá trình phóng điện tự lực giữa 2 điện cực có hiệu điện thế không lớn, xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hay thấp. Được xem là một dạng đặc biệt của plasma, tạo ra nhờ sự trao đổi điện tích, hiện tượng hồ quang điện thường phát ra nhiệt lượng lớn và tia sáng mạnh có thể quan sát được. 

• – Dòng điện đi qua chất khí giữa 2 cực là dòng electron (và cả ion âm) theo chiều từ cathode đến anode, ngược lại cũng có một phần ion dương đi từ anode đến cathone. Khi đó, các electron và ion âm đập vào anode và chúng nóng lên ở mức nhiệt độ rất cao (có thể lên đến 3500 độ C) và phát sáng. Do đó, các vật liệu bị nóng chảy nên anode bị lõm vào trong dẫn đến mạch điện bị nối tắt.

•  

• – Còn ở cathone, các ion dương cũng làm cho cathone duy trì trạng thái nóng đỏ ban đầu và phát xạ nhiệt. Lúc này, chất khí cả 2 cực đều có nhiệt độ cao nên bị ion hóa và trở nên dẫn điện tốt khiến điện trở khí trong hồ quang điện rất nhỏ, cường độ dòng điện có thể đạt hàng chục ampe.

•  

Nguyên nhân gây ra hiện tượng hồ quang điện

Nguyên nhân chính: Trong thực tế, hiện tượng hồ quang điện thường xảy ra khi các dây dẫn điện được đặt gần nhau khiến cho 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:

• – Sử dụng các thiết bị điện bị hư hỏng

• – Bất cẩn, tai nạn, sử dụng công cụ không phù hợp, kỹ thuật cài đặt sai cách

• – Hư hỏng cách điện

• – Có các mảnh vụn và ăn mòn trên dây dẫn

• – Bảo dưỡng hệ thống điện không đúng cách

• – Các bộ phần tiếp xúc bị kết nối lỏng lẻo, ăn mòn…

​

Ứng dụng của hồ quang điện là gì?

Ngày nay, hiện tượng hồ quang điện được ứng dụng nhiều nhất trong kỹ thuật cơ khí như hàn điện, luyện thép,… Với hàn điện, nhờ các cặp điện cực có nhiệt độ cao, trong đó, một cực chính là tấm kim loại cần hàn, cực còn lại là que hàn sẽ làm cho que hàn bị nóng chảy và lấp vào chỗ trống trên tấm kim loại.

Tuy nhiên, đối với các thiết bị điện thì hồ quang điện lại là yếu tố có hại và cần tránh. Vậy tác hại của hồ quang điện đối với thiết bị điện là gì, theo dõi ngay sau đây!

Tác hại của hồ quang điện 

1. Đối với các thiết bị điện

Hồ quang điện sẽ phá hủy các thiết bị điện thông qua cơ chế thay đổi điện áp một cách đột ngột, ngắn mạch hệ thống cục bộ, các tiếp điểm bị bào mòn, hư hỏng do nhiệt độ cao. Do đó, khi hiện tượng hồ quang điện thường xuyên xảy ra, người ta phải thay thiết bị hằng năm gây khó khăn về vấn đề kinh tế.

2. Đối với sức khỏe con người

Do ảnh hưởng trực tiếp đến các thiết bị điện nên hồ quang điện có thể gây cháy nổ, hoả hoạn, ảnh hưởng đến tài sản, tính mạng của con người.

Ngoài ra, các tia lửa điện phát ra trong quá trình hàn hồ quang điện có thể gây giảm thị lực và mù lòa do phát hủy các tế bào niêm mạc của mắt. Vì vậy, trong quá trình làm việc, người thợ hàn bắt buộc phải đeo kính bảo hộ để bảo đảm an toàn.

Cách phòng ngừa tai nạn do hiện tượng hồ quang điện gây ra

• – Đầu tiên, đối với những người làm việc trực tiếp với máy hàn, luyện thép,… cần được trang bị đồ bảo hộ và sử dụng thêm quạt thông gió để giảm thiểu độc hại do khí độc gây ra.

• – 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.

• – Tích hợp các module cảm biến cảnh báo hoạt động độc lập trong các thiết bị đóng cắt, buồng dập hạ thế hồ quang điện.

• – Đối với thiết bị điện, cải tiến công nghệ để cho ra đời những sản phẩm có tuổi thọ cao hơn.

Quá trình tạo ra, dập tắt hồ quang điện

1. Quá trình phát sinh hồ quang điện

Tiếp điểm có dòng điện nhỏ, khoảng cách ban đầu ngắn, trong khi đó điện áp đặt vào có giá trị nhất định sẽ sinh ra điện trường cường độ lớn trong khoảng không gian này và điện tử ở cathone được bật lên. Hiện tượng này được gọi là phát xạ tự động điện tử. Số điện tử ngày càng nhiều, dưới tác động của điện trường sẽ làm ion hóa không khí gây nên hồ quang điện.

Với những tiếp điểm có dòng điện lớn, quá trình tạo ra hồ quang điện sẽ phức tạp hơn. Đầu tiên, khi các tiếp điểm được mở, lực ép giữa chúng khá nhỏ nên số tiếp điểm tiếp xúc để dòng điện chạy qua ít. Về sau, sự tăng lên đáng kể của mật độ dòng điện làm nhiệt độ cầu chất lỏng tăng lên liên tục tại các tiếp điểm, sau đó bốc hơi và xuất hiện hiện tượng hồ quang điện trong không gian giữa 2 tiếp điểm.

2. Quá trình dập tắt hồ quang điện

Quá trình dập tắt hồ quang điện cần những điều kiện ngược lại với quá trình tạo ra hồ quang điện, cụ thể như sau:

• – Hạ thấp nhiệt độ hồ quang bằng hơi khí hoặc dầu làm nguội

• – Sử dụng vách ngăn chia thành nhiều phần nhỏ rồi dùng khí thổi tắt

• – Có thể dùng chính năng lượng hồ quang hay năng lượng bên ngoài để dập tắt

• – Mắc thêm điện trở Shunt để tiêu thụ năng lượng hồ quang

​

Công nghệ hàn hồ quang điện 

Hàn hồ quang điện được xem là công nghệ cực kỳ phổ biến trong đời sống để kết nối các chi tiết bằng nguồn nhiệt. Với công nghệ này, hồ quang tập trung tại điểm mà bạn muốn hàn. Nhiệt lượng sẽ làm vật hàn bị nóng chảy nhanh chóng nhưng không lan rộng ra các vùng khác làm biếng dạng như hàn khí.

Thao tác hàn hồ quang điện tương đối khó nên cần sự tập trung cũng như kinh nghiệm làm việc của người thợ thực hiện để đảm bảo độ chuẩn xác cao nhất.

Qua bài viết này, chúng tôi hy vọng rằng 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 dailycadivi.com và đừng quên đón đọc những bài viết mới trong thời gian tới nhé!
 

>>> Tham khảo ngay: Bảng giá dây cáp điện cadivi

Chia sẻ: