Дуга електрична
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Дуга електрична

Дуга електрична, вольтова дуга, один з видів самостійного дугового розряду в газі, в якому розрядні явища зосереджені у вузькому плазмовому шнурі, що яскраво світиться. При горизонтальному розташуванні електродів цей шнур під дією висхідних потоків нагрітого розрядом газу набуває форми дуги.

  Д. е. в повітрі між двома вугільними електродами ( мал. 1 ) вперше спостерігалася (1802) і була описана (1803) російським вченим Ст Ст Петровим і англійським вченим Р. Деві (1808—09), який назвав її дугою вольта. Розвитку теорії Д. е. і вивченню проблеми її вживання в промисловості були присвячені роботи росіян учених Н. Н. Бенардоса (зварка з вживанням вугільних електродів, 1882, а також зварка на змінному струмі) і Н. Г. Славянова (зварка із застосуванням металевих електродів, 1888—91).

  Д. е. може мати місце в будь-якому газі при тиску від близьких до атмосферного і вище. Температура плазми в шнурі Д. е. при атмосферному тиску і силі струму в декілька а близько 5000 До , при високому тиску і силі струму — до 12000 До , при обдуванні шнура Д. е. потужним потоком газу температура досягає 50000 До . Розподіл температури в різних ділянках Д. е. між вугільними електродами при силі струму 200 а показане на мал. 2 .

  Магнітне поле, утворене струмом Д. е., взаємодіючи із струмом дуги, викликає стискування (стягання) шнура (див. Пінч-ефект ). Із збільшенням тиску в довкіллі сила струму Д. е. зростає, а поперечні розміри її шнура зменшуються. Поблизу електродів шнур Д. е. звужується ще більше, утворюючи на їх поверхні яскраві катодні і анодні плями. Щільність струму в катода Д. е. залежить від матеріалу катода і природи газу і зазвичай складає 10 4 —10 5 а/см 2 , але за особливих умов може досягати 10 7 а/см 2 .

  Вольтамперная характеристика Д. е. — падаюча: збільшення струму супроводиться зменшенням напруги між електродами.

  Д. е. застосовується в електрометалургії для здобуття чистих і тугоплавких металів (див. Дугова вакуумна піч ), в світлотехніці (див. Газорозрядні джерела світла ) і особливо широко в електрозварюванню . У деяких областях техніки (наприклад, в техніці високої напруги) з явищем Д. е. доводиться боротися. Для гасіння Д. е., що виникає при розриві ланцюгів високої напруги, застосовують вимикачі з різними дугогасительнимі пристроями, у тому числі вимикачі масляні, повітря, елегазовиє, з гасінням дуги магнітним полем і ін.

  Літ.: Никітін Ст П., Російська школа в розвитку електричної дугової зварки, «Автогенна справа», 1948 №7; Самервілл Дж. М., Електрична дуга, пер.(переведення) з англ.(англійський), М-кодом.—Л., 1962; Буткевіч Р. Ст, Дугові процеси при комутації електричних ланцюгів, М., 1967, а також при ст. Дуговий розряд .

Мал. 2. Розподіл температури в різних ділянках шнура електричної дуги.

Мал. 1. Електрична дуга між вертикально розташованими вугільними електродами.