Re: arco elettrico

From: Angelo Rossi <angelo__rossi_at_alice.it>
Date: Fri, 29 Dec 2006 18:35:05 +0100

orsetto wrote:

> Da piccolo mi piaceva giocare con l'elettricit�.
>
> Utilizzando come carico resistivo una stufetta
> elettrica messa in serie tra la rete elettrica e
> due elettrodi, riuscivo ad ottenere degli archi elettrici:
> di alcuni centimetri con elettrodi di grafite o carbonella
> di legna (che poi finivano per incendiarsi)
> Lo stesso giochetto non mi riusciva utilizzando
> dei pezzi metallici (rame o ferro): in quel caso
> ottenevo solo scintille di un millimetro al massimo.
>
> Qualcuno saprebbe dirmi perch� ?
>
> Nel vuoto cosa succederebbe ?
>
> ciao.
>
>

La formazione ed il mantenimento dell'arco elettrico dipendono notevolmente
dal mezzo nel quale esso si sviluppa ed in secondo luogo anche dal
materiale che costituisce gli elettrodi. La ionizzazione del mezzo � quasi
completamente termica durante la fase di conduzione di corrente, la
temperatura dell'arco e delle zone limitrofe all'arco � molto elevata
(all'interno dell'arco si possono avere temperature dell'ordine dei
20000-30000�C). L'arco di fatto possiede esso stesso una resistenza R e
dissipa una parte consistente di energia per effetto Joule (vedi
l'equazione di Mayr). Un fenomeno di ionizzazione secondaria si presenta in
prossimit� dello zero di corrente (se si tratta di arco elettrico
alimentato da una corrente sinusoidale) dove questo fenomeno avviene ad
opera degli elettroni che vengono accelerati dal campo elettrico fino a
raggiungere una velocit� sufficiente a provocare la ionizzazione per urto.
Inoltre l'arco viene alimentato dagli ioni dovuti alla sublimazione del
materiale costituente i due contatti/elettrodi a causa delle elevate
temperature e pressioni che si manifestano alle due radici dell'arco stesso
che costituiscono zone a forte densit� di corrente, ecco perch� vi � una
differenza tra contatti di carbone e quelli di ferro. Nel vuoto, mancando
il mezzo gassoso, non avverrebbe la ionizzazione (termica e per urto) del
gas e di conseguenza l'arco � alimentato solamente dal materiale asportato
dai contatti e dagli elettroni che vengono "strappati" dal campo elettrico.
Per quanto riguarda gli elettrodi, anche la loro forma � importante: questa
determina una "maggiore" o "minore" disuniformit� del campo elettrico (vedi
coppie di elettrodi punta-piano, sfera-sfera o punta-punta) con valori del
gradiente pi� o meno elevati. Il fenomeno dell'arco � di importanza vitale
nella progettazione e realizzazione poi degli "interruttori" per alte
tensioni. Questi dispositivi utilizzano vari metodi per sopprimere l'arco
quando si manifesta agendo, in genere, sull'energia prodotta dall'arco
stesso. Contrariamente a quanto si pu� pensare l'arco elettrico non � un
fenomeno completamente negativo bens� un "male necessario" soprattutto
nell'evoluzione dei fenomeni correlati all'interruzione di circuiti
elettrici.

Angelo Rossi
Received on Fri Dec 29 2006 - 18:35:05 CET