کوره های قوس الکتریکی

تاریخچه قوس الکتریکی

در سال ۱۸۰۲ پتروف کشف کرد که اگر دو تکه ذغال چوب را به قطب های باتری بزرگی وصل کنیم و آنها را به هم تماس دهیم و سپس کمی از هم جدا کنیم شعله روشنی بین دو تکه ذغال دیده می شود، و انتهای آنها که از شدت گرما سفید شده است نور خیره کننده ای گسیل می دارد. هفت سال بعد دیوی فیزیکدان انگلیسی این پدیده را مشاهده نمود و پیشنهاد کرد که این پدیده به احترام ولتا قوس ولتا نامیده شود.

۱- یک آزمایش ساده برای ایجاد قوس الکتریکی

اگر بخواهیم در یک روش ساده ایجاد قوس الکتریکی را نشان دهیم باید دو تکه کربن را روی گیره قابل تنظیم سوار نمود (بهتر است که به جای ذغال چوب معمولی میله خاصی که از کربن قوس ساخته می شود و با فشار داادن مخلوط گرافیت، کربن سیاه و مواد چسبنده به وجود می آیند استفاده شود)
چشمه جریان می تواند برق شهر هم باشد برای اجتناب از اینکه در لحظه در تماس تکه های کربن مدار کوتاه ایجاد شود باید رئوستایی به طور متوالی به قوس وصل شود. معمولا برق شهر با جریان متناوب تغذیه می شود. ولی در صورتی که جریان مستقیم از آن عبور کند قوس پایدارتر است به طوری که یکی از الکترودها همیشه مثبت (آند) و دیگری همیشه منفی (کاتد) است.

۲- ماهیت قوس الکتریکی

در قوس الکتریکی الکترودها در اثر حرارت سفید رنگ می شوند و ستونی از گاز ملتهب رسانای خوب الکتریکی بین الکترودها وجود دارد. در قوس معمولی این ستون نوری بسیار کمتر از نور تکه های کربن سفید شده از آزمایش های مربوط به گرما گسیل می کنند. چون الکترود مثبت دمایش از الکترود منفی بیشتر است زودتر از بین می رود. در نتیجه تصعید شدید کربن صورت گرفته و در آن الکترود (الکترود مثبت) فرورفتگی به وجود می آید که به دهانه مثبت معروف است و داغ تریم الکترودهاست. دمای دهانه در هوا و در فشار جو به ۴۰۰۰ درجه سانتیگراد می رسد. در لامپ های قوسی ساز و کارهای منظم و خودکار خاصی برای نزدیک کردن تکه های کربن با سرعت یکنواخت وقتی با سوختن از بین می روند، مورد استفاده قرار می گیرند. برای اینکه سایش و خوردگی الکترود مثبت به خاطر دمای بالایش بیشتر است، برای همین همیشه الکترود کربن مثبت کلفت تر از الکترود منفی اختیار می شود.

۳- دماهای بالا در قوس الکتریکی

قوس الکتریکی می تواند بین الکترودهای فلزی ساخته شده از آهن، مس و غیره نیز انجام بگیرد. در این حالت الکترودها به میزان زیادی ذوب و تبخیر می شوند و این عمل به مقدار زیادی گرما احتیاج دارد. به این دلیل دمای مرکز الکترود فلزی معمولا کمتر از دمای الکترود کربنی است (۲۰۰۰ تا ۲۵۰۰ درجه سانتیگراد). قوسی که بین الکترودهای کربن در گاز فشرده ای قرار می گیرد حدود ۲۰ اتمسفر (بالا رفتن دمای مرکز مثبت تا ۵۹۰۰ درجه سانتی گراد) یعنی دما روی سطح خورشید را ممکن ساخته است. معلوم شده است که کربن در این حالت ذوب می شود. دمای باز هم بالاتری را می توان در ستونی از گاز و بخاری که از آن تخلیه الکتریکی می گذرد، به دست آورد.

بمباران شدید این گاز و بخار با الکترون ها و یوین هایی که با میدان الکتریکی قوس شتاب گرفته اند دمای ستون گاز را ۶۰۰۰ تا ۷۰۰۰ درجه سانتی گراد می رساند. به این دلیل تقریبا تمام شناخته شده در ستون قوس الکتریکی ذوب و تبخیر می شوند. و بسیاری از وواکنش های شیمیایی که در دماهای پایین انجام شدن نیستند، با قوس الکتریکی امکان پذیر می شوند. مثلا میلهخ های چینی دیر گداز در شعله قوس به سهولت ذوب می شود.

کاربران گرامی برای دریافت کامل فایل « کوره های قوس الکتریکی » به بخش دانلود مراجعه نمایید…