스위치의 전기 아크가 직선 경로보다 곡선 경로를 선호하는 이유는 무엇입니까?


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최근 에 500 킬로 볼트 라인의 비디오 가로드 상태에서 열리고 있음을 발견 했습니다 .

스위치 접점이 분리되면 전기 아크가 예상대로 시작됩니다. 접점이 서로 가까이있는 동안 아크는 접점 사이의 직선 경로를 따라 흐릅니다. 그런 다음 접점이 더 멀리 떨어지면 아크가 구부러지고 가파른 곡선으로 바뀌고 길이가 접점 사이의 거리보다 몇 배 더 커집니다. 그런 다음 마침내 아크가 사라집니다.

그건 말이되지 않습니다. 보시다시피, 아크는 가장 낮은 저항 경로를 가져야하며 가파른 곡선이 아닌 직선 경로입니다. 더구나, 아크가 구부러진 경로를 취하면 왜 저항이 적은 구부러진 경로를 취하는 대신 갑자기 사라지는가?

호는 왜 이런 식으로 동작합니까? 먼저 곡선 경로를 선호하고 갑자기 사라집니다?


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여기에는 많은 답변이 있지만 물리학이 더 나은 답변을 줄 수 있습니다.
— Kellenjb

답변:


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이것은 주석이지만 링크가 너무 깁니다.

다른 사람들이 말한 것뿐만 아니라 " 자기 폭발 "을 찾아보고 놀랍 도록 놀라십시오. DC에만 해당되는 것은 아니지만 확실합니다. 자석을 사용하여 아크를 편향시켜 길이가 길거나 끊어짐

매우 작고 일반적인 스위칭 장치를 갖추고 있습니다. 많은 이들 과 이

여기에 이미지 설명을 입력하십시오


테슬라조차도 :-)

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관심사 만- 여기에서

잠재력이 높고 빈도가 높은 대체 전류를 사용한 실험.

니콜라 테슬라

런던 전기 기술자 협회가 설립하기 전에 제공 한 강의.
작가의 초상화와 전기 스케치.
뉴욕 : 1892


와. 대류에 의존하지 않습니까? 자석에 전원을 공급하는 회로에 고장이 발생하면 어떻게됩니까?
— sharptooth

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@sharptooth-위와 같이-이것은 그대로 대류입니다. DC 사용은 더 많지만 AC도 더 많습니다. 작은 스위치에는 종종 영구 자석이 있습니다. 초 고전압 시스템에서 아크는 항상 정지합니다. 결국 :-).
— Russell McMahon

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그러나 비디오에는 그러한 시스템이 없습니다.
— clabacchio

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두 가지 결합 된 현상이 있습니다.

  1. 전류는 항상 가장 저항이 적은 경로를 선택합니다. 즉, 물리적 회로로 쉽게 확인할 수있는 것처럼 가장 짧지는 않습니다.

  2. 이러한 고전압 및 전류는 주변 공기에 이온화 효과를 가지며 (전자가 원자에서 제거됨)이 전류가 흐르는 영역에서 더 전도성을 갖지만 동시에 더 뜨겁습니다. 이 뜨거운 공기는 주변의 차가운 공기보다 가벼워 위쪽으로 올라 가기 시작하지만 전류가 계속 흐르는이 "전도성"경로를 남겨 둡니다.

이 과정은 더 많은 전도성 공기의 경로가 충분한 전류가 흐르기에는 너무 저항성이되고 이온화 된 공기가 올라가서 "정상"이고 덜 전도성 인 공기로 대체되어 아크를 생성 할만큼 전도성이없는 경우에 종료됩니다. 아마도 아크는 과전압 또는 단순히 비디오 중 하나에서와 같이 두 접점 사이의 저항을 낮추는 물체로 인해 발생했습니다. 또는 예제의 비디오와 같이 열려있는 스위치입니다. 아크가 사라지면이 트리거링 이벤트가 중지 되었기 때문입니다.


그러면 아크가 갑자기 사라지는 이유는 무엇입니까?
— sharptooth

나는 업스트림 스테이션이 전원을 차단했기 때문에 중단되었다고 생각합니다. 저항이 높아져서 사라 졌다면 더 낮은 지점 (제이콥의 사다리처럼)에서 다시 시작했을 것입니다.
— W5VO

@ W5VO이지만 Nick이 게시 한 비디오를 보면 새 이벤트로 인해 다시 시작될 때까지 사다리가 멈 춥니 다.
— clabacchio

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장거리 방전이 소멸 될 때, 개방 접점 사이의 갭이 500kV가 더 이상 갭의 일반 공기를 뚫을 수없는 지점까지 넓어 졌다는 것을 나에게 보았다.
— JustJeff

1
@ clabacchio-내 요점을 고수해야합니다. 방전 경로는 더 길어질 수 있고, 갭 위로 루프가 반복 될 수 있지만, 그 경로는 고온의 이온화 된 공기로 구성된다; 거리가 더 길더라도 갭의 직접 경로에서 차가운 공기보다 저항이 낮습니다. 네온 사인 변압기와 같이 고전압으로 연주 한 경우 아크를 칠하는 데 필요한 간격보다 불꽃을 항상 더 오래 끌 수 있으며 불꽃이 끊어지면 도체를 가져와야합니다. 다시 시작하기 위해 가까이에.
— JustJeff

4

처음에는 공기가 이온화되고 아크가 형성됩니다. 공기가 있고 뜨거워지면 상승합니다.

이온화 된 "터널"공기가 상승하고 아크가 꺼지는 지점에서 "파손"됩니다.


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실제로 스위치는 아크를 끊기 위해 대류에 의존합니까?
— sharptooth

@sharptooth이 경우 :) 그리고 이론적으로, 호가 희미
— 해질

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@sharptooth-일반적으로 아닙니다. 게시 된 비디오는 시스템 오류입니다. 일반적으로 스위치는 매우 빠르게 열리고 아크를 안정적이고 안전하게 (칭 ( "출력")하기에 충분한 거리로 열리도록 설계되었습니다. 실제로 스위치가 열릴 때 아크를보다 빨리 멈추기 위해 접점 사이에 에어 제트를 의도적으로 생성하는 고출력 스위치가 있습니다.
— 코너 울프

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아크는 공기를 이온화합니다. 공기는 유한 저항을 가지므로 전류가 흐르면서 가열됩니다. 가열되면 더 부력이 생겨납니다. 전류는 단순히 최소 저항 경로를 따릅니다.

Jacob 's Ladder는이 원리에 따라 작동하는 시각 효과 장치입니다. 프랑켄슈타인 영화의 일부 랩 장면이 특징입니다. YouTube에는 Jacob 's Ladder의 비디오가 몇 개 있습니다 ( 여기 있습니다 ).

편집 : OP의 실험 시작 부분을주의 깊게 살펴보십시오. 호는 직선으로 타는 것으로 시작합니다. 타 버린 도체가 있었고 초기 아크 (이온화 된 공기의 터널)를 확립했습니다.


그러면 아크가 갑자기 사라지는 이유는 무엇입니까?
— sharptooth

@sharptooth OP의 YouTube 비디오에 대한 설명은 아크가 원자로에서 공급되었다고 말합니다. 전력 전송 시스템에서이 용어의 의미를 잘 모르겠지만 원자로는 에너지를 자기장으로 저장한다고 생각합니다. 실험이 끝나면 반응기에 저장된 에너지가 소진되었을 수 있습니다. 승무원도 아크를 공급 한 전원 공급 장치를 차단했을 수 있습니다.
— Nick Alexeev
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