スイッチの電気アークが直線経路よりも曲線経路を好むのはなぜですか?


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最近、私は500キロボルトの送電線が負荷の下で開かれているこのビデオを見つけました。

スイッチの接点が引き離されると、アークが予想どおりに開始されます。接点が互いに近接している間、アークは接点間の直線経路に沿って走ります。次に、接点がさらに引き離されると、アークが曲がり始めて急な曲線に変わり、その長さが接点間の距離の数倍になります。最後に、アークがフェードアウトします。

それは私には意味がありません。私が見るように、アークは最小の抵抗経路を取る必要があり、それは明らかに急な曲線ではなく、まっすぐな経路です。さらに、アークが曲線状の経路をとる場合、抵抗の少ない曲線状の経路をたどって走り続けるのではなく、なぜ突然弧を消すのでしょうか?

なぜアークはこのように振る舞います-最初に曲線の経路を好み、次に突然消えますか?


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ここにはたくさんの答えがありますが、物理学はより良い答えを与えることができるかもしれません。
ケレンブ

回答:


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これはコメントでしたが、リンクが長すぎました。

他の人が言ったことと同様に-「磁気ブローアウトを調べる」を、適切に驚かれること。DCの場合はそれだけではありません。磁石を使用してアークを偏向させるため、磁石が長くなり故障します

非常に小さく一般的なスイッチングデバイスにも装備されています。これらの多くとこれら

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テスラでさえそれをやった:-)

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興味のみ- ここから

高電位および高周波数の代替電流を使用した実験。

ニコラ・テスラ

ロンドンの電気技師の機関の前に提供された講義。
著者の肖像と伝記スケッチ付き。
ニューヨーク:1892


ワオ。それは対流に依存しないのですか?磁石に電力を供給する回路に障害があるとどうなりますか?
sharptooth

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@sharptooth-上記のように-これは対流と同様です。DCの使用が多いがACも使用。多くの場合、小さなスイッチの永久磁石。非常に高電圧のシステムでは、アークは常に停止します。最終的に:-)。
ラッセルマクマホン

1
しかし、ビデオにはそのようなシステムはありませんよね?
クラバッキオ

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組み合わされた2つの現象があります。

  1. 物理回路で簡単に証明できるように、電流は常に最小の抵抗経路を選択します。これは必ずしも最短ではありません。

  2. このような高電圧と電流は、周囲の空気にイオン化効果があり(電子は原子から取り除かれます)、この電流が流れている領域でより導電性になりますが、同時により高温になります。この熱い空気は周囲の冷たい空気よりも軽いので、上向きに動き始めますが、電流が流れ続けるこの「導電性」経路を残します。

このプロセスは、より多くの導電性空気の経路が十分な電流を流せないほど抵抗が大きくなり、イオン化された空気が上昇し、アークを生成するのに十分な導電性のない「通常の」導電性の低い空気に置き換えられると終了します。おそらく、アークは過電圧などのイベント、または単純に、ビデオの1つにあるように、2つの接点間の抵抗を低下させた物体によって引き起こされたものです。または、例のビデオのように、開いているスイッチ。弧が消えるのも、このトリガーイベントが終了したためです。


なぜアークは突然フェードアウトするのですか?
sharptooth

上流のステーションが電源を切断したために停止したと思います。もし抵抗が増えて消散したなら、それはより低い地点(ジャコブのはしごのような)で再開したでしょう。
-W5VO

@ W5VOしかし、ニックが投稿したビデオを見ると、新しいイベントが再び開始するまではしごは停止します。
クラバッキオ

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長い経路の放電が消える頃には、オープン接点間のギャップは、500kVがギャップ内の通常の空気を打ち抜くことができなくなるほどに広がっているように見えました。
-JustJeff

1
@clabacchio-私は私の点で固執する必要があります。放電の経路は長くなる場合があり、ギャップの上でループますが、その経路は熱いイオン化空気で構成されます。たとえ距離が長くても、ギャップ内の直接経路の冷気よりも抵抗が低くなります。ネオンサイン変圧器などの高電圧で遊んだことがある場合、アークを打つために必要なギャップよりも長い火花をいつでも引き出す​​ことができることを知っておく必要があります。再び開始するために近づきます。
ジャストジェフ

4

空気は最初にイオン化し、アークが形成されます。空気であり、暑くて上昇します。

イオン化された「トンネル」空気が上昇し、「破壊」されて、アークが消滅します。


1
実際、スイッチはアークを遮断するために対流に依存していますか?
sharptooth

@sharptoothこの場合、:)および理論的には、アークがフェードすると、接点が互いに離れすぎてアークを作成できないという事実
clabacchio

2
@sharptooth-一般的ではありません。投稿されたビデオはシステム障害でした。一般に、スイッチは非常に高速で開き、アークを確実かつ安全に消す(「出す」)のに十分な距離まで開くように設計されています。実際には、接点間にエアジェットを意図的に作成して、スイッチが開いたときにアークをより迅速に停止する高出力スイッチがいくつかあります。
コナーウルフ

3

アークは空気をイオン化します。空気の抵抗は有限であるため、空気が流れると加熱されます。加熱すると、浮力が上がり、上昇します。電流は単純に抵抗が最小の経路をたどります。

Jacob's Ladderは視覚効果デバイスであり、この原理で動作します。フランケンシュタイン映画の一部のラボシーンには、この機能が含まれています。YouTubeにジェイコブのはしごのビデオがいくつかあります(ここに1つあります)。

編集: OPの実験の最初を注意深く見てください。アークは、まっすぐな水平線で燃えているものから始まることに気付くでしょう。燃え尽きて、最初のアーク(イオン化された空気のトンネル)を確立した導体がありました。


なぜアークは突然フェードアウトするのですか?
sharptooth

@sharptooth OPのYouTubeビデオの説明では、アークはリアクターから供給されたと書かれています。送電システムでこの用語が何を意味するのかわかりませんが、原子炉はエネルギーを磁場として保存していると思います。実験の終わりに、原子炉に蓄積されたエネルギーが散逸した可能性があります。乗組員は、アークに給電した電源も切断した可能性があります。
ニックアレキセフ
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