CHƯƠNG 5
HỒ QUANG ĐIỆN

Chương 5: HỒ QUANG ĐIỆN
5.1. Khái niệm chung về HQĐ.
5.2. Quá trính phát sinh và dập tắt hồ quang điện.
5.3. Hồ quang điện một chiều.
5.4. Hồ quang điện xoay chiều.
5.5. Các biện pháp và trang bị dập hồ quang.

5.1. KHI NIM CHUNG
B n chất của hồ quang iện l hiện t ợng phóng iện trong ả đ à đ
chất khí với mật ộ dòng iện rất lớn ( tới kho ng 10đ đ ả
2
ến 10đ
3

A/mm
2
) có nhiệt ộ rất cao (tới kho ng 5000 ến 6000đ ả đ
0
C) v th à
ờng kèm theo hiện t ợng phát sáng.
Hồ quang iện có ích :đ
Hồ quang iện thực sự có ích khi ợc sử đ đ
dụng trong c c lĩnh vực nh h n iện, luyện thép, những lúc n y á à đ à
hồ quang cần ợc duy trì ch y ổn ịnh.đ á đ

5.1. KHI NIM CHUNG
Hồ quang điện có hại : Khi đóng cắt các thiết bị điện nh

I
hq
[m]
H×nh 5.1: §Æc tÝnh hå quang ®iÖn
5.1. KHÁI NIỆM CHUNG
Muốn tìm hiểu kỹ HQĐ, ta phải khảo sát
nguyên nhân phát sinh và dập tắt hồ quang:
đó là quá trình ion hóa và quá trình phản ion
trong vùng hồ quang.5.2. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH VÀ
DẬP TẮT HỒ QUANG ĐIỆN.

5.2. QU TRèNH PHT SINH H QUANG
Hồ quang iện ph t sinh l do m i tr ờng giữa c c iện cực đ á à ô á đ
(hoặc giữa c c cặp tiếp iểm) á đ bị ion hóa (
xuất hiện c c h t dẫn á ạ
iệnđ
).
Khi cỏc phn t trung hũa trong mụi trng khớ (khụng
dn in) b phõn tớch thnh cỏc in t t do, ion dng, ion
õm thỡ nú s dn in. V quỏ trỡnh ny gi l quỏ trỡnh ion húa.
Ion hóa có thể x y ra b ng c c con ờng kh c nhau duới ả ằ á đ á
t c dụng của nh s ng, nhiệt ộ, iện tr ờng m nh, á á á đ đ ạ

5.2. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG

2) S PHT X IN T
Khi tiếp iểm hay iện cực vừa mở ra lúc ầu kho ng c ch đ đ đ ả á
còn rất bé.
Nếu có một iện tr ờng ủ lớn ặt l n iện cực (nhất l vùng cực đ đ đ ê đ à
m có kho ng c ch nhỏ có thể tới h ng triệu V/cm), với c ờng ộ â ả á à đ
iện tr ờng lớn ở cực m c c iện tử tự do ợc cung cấp th m n ng l ợng sẽ đ â á đ đ ê ă
bị kéo bật ra khỏi bề mặt catốt ể trở th nh c c iện tử tự do. đ à á đ
Qu trình n y phụ thuộc v o c ờng ộ iện tr ờng E v vật á à à đ đ à
liệu l m iện cực. à đ

5.2. QU TRèNH PHT SINH H QUANG
3) ION HểA DO VA CHM
Sau khi tiếp iểm mở ra, d ới t c dụng của nhiệt ộ cao hoặc của đ á đ
iện tr ờng lớn (m th ng th ờng l c hai) thì c c iện tử tự do sẽ đ à ô à ả á đ
ph t sinh chuyển ộng từ cực d ng sang cực m. á đ ơ â
Do iện tr ờng rất lớn n n c c iện tử chuyển ộng với tốc ộ rất đ ê á đ đ đ
cao. Tr n ờng i c c iện tử n y va ch m với c c nguy n tử v ê đ đ á đ à ạ á ê à
ph n tử khí sẽ l m bật ra c c iện tử v c c ion d ng. â à á đ à á ơ

5.2. QU TRèNH PHT SINH H QUANG
3) ION HểA DO VA CHM
Các phần tử mang điện này lại tiếp tục tham gia chuyển động
và va chạm để làm xuất hiện các phần tử mang điện khác.
Do vậy mà số l ợng các phần tử mang điện tăng lên không
ngừng, làm mật độ điện tích trong khoảng không gian giữa các
tiếp điểm rất lớn.
Quá trình này phụ thuộc vào c ờng độ điện tr ờng, mật độ các
phần tử trong vùng điện cực, lực liên kết phân tử, khối l ợng của
phân tử



5.2. QU TRèNH DP TT H QUANG
1) HIN TNG TI HP
Trong quá trình chuyển động các hạt mang điện trái dấu va
chạm nhau, tạo thành các hạt trung hòa.
Trong lí thuyết đã chứng minh tốc độ tái hợp :

Tỉ lệ nghịch với bình ph ơng đ ờng kính HQ

Hồ quang tiếp xúc với môi tr ờng điện môi thì hiện t ợng tái
hợp sẽ tăng lên.

Nhiệt độ hồ quang càng thấp tốc độ tái hợp càng tăng.

5.2. QUÁ TRÌNH DẬP TẮT HỒ QUANG
1) HIỆN TƯỢNG TÁI HỢP
- Mức độ tái hợp có thể biểu diễn bằng công thức:
Trong đó: là tốc độ suy giảm các ion do tái hợp.

α : hệ số tái hợp (є vào đặc tính của chất khí, áp suất, nđộ);
n là số lượng các ion cùng dấu trong vùng thân hồ quang (ở
chế độ xác lập )
2
α.n
dt
dn
=
r
r
dt

bình của nó tăng.
2
r
2.D.n
dt
dn
=
d
d
dt
dn
(5.2)

5.3. HỒ QUANG ĐIỆN MỘT
CHIỀU

Trích đoạn 5)Dập hồ quang trong chđn khụng.

---