電弧電壓
維持電極間電弧需要一定的供電電壓和外加適當的電阻。
直流電弧實驗電路,電源電壓為L7,極間電弧電壓為UA,電路(電弧除外)電 阻為尺,燃弧時,維持電弧所需的電壓
u A= us + Uk+ Uc (4-3)
其中,R為陽極壓降,L/k為陰極壓降,Uc為弧柱電壓。
Ua與取決于電極材料的電子逸出電位和氣體的電離電位。電極材料和極間氣體 給定時,其和一定,即
Ua + (/k = const = a 不隨電弧電流變化。而弧柱電阻。和弧柱壓降可以認為是隨電流變化。
要注意,電弧的電導率7。與電弧截面A。都隨電流變化。電流大而且溫度高時電離度 大,因此yt.增大,不過其增率隨電流增大而減小,因為高溫時散熱多,溫升緩慢。電流小時, 電極只有局部起弧,小于電極端面;電流到某一值時,A。值最大,其值趨近電極端面積; 電流再大,由于受電流電磁力的壓縮作用,又要縮小。因此,只是隨電流變化阻值的電 阻,而且是隨電流增加阻值減少的電阻,即是非線性負特性電阻。但是電流超過一定限度 后,隨著電流增加,A增大而Ac縮小,yeAe趨向穩(wěn)定,因此趨向穩(wěn)定。所以在煉鋼電弧 爐,在熔化初期爐溫較低,弧阻不穩(wěn);而在精煉期爐溫較高,弧阻趨近穩(wěn)定。
由圖4-2可知,電流流過輸電導體也有壓降f/R,故所需電源電壓(V)
Ua + Uk + Uc + UR = a + I(RC+ R) (4-4)
電路電阻R消耗電能,是其不利作用,應盡量減小。但是R也有有利作用,并非越小 越好:一個有利作用是限流。電弧爐中,可能發(fā)生電極短接,這時短路電流就取決于電路電 阻,不至于無限大。另一有利作用是穩(wěn)定電弧的工作點,使電弧功率穩(wěn)定,這在后文中討論。