Βολταϊκό τόξο
From Wikipedia, the free encyclopedia
Ηλεκτρικό τόξο ή βολταϊκό τόξο είναι μια εκφόρτιση μεταξύ στερεών ηλεκτρικών αγωγών ή ηλεκτροδίων μέσω αερίου, που παρουσιάζει μικρή πτώση τάσης αλλά ιδιαίτερα υψηλή πυκνότητα ρεύματος. Το αέριο στον χώρο μεταξύ των ηλεκτροδίων μετατρέπεται σε έναν ηλεκτρικό αγωγό καθώς έχει ιοντιστεί από το ηλεκτρικό ρεύμα.
Το λήμμα παραθέτει τις πηγές του αόριστα, χωρίς παραπομπές. |
Πρόκειται για ένα εκτυφλωτικό ηλεκτρικό φαινόμενο που σχηματίζεται μεταξύ των άκρων δύο εγγύτατα ευρισκομένων τεμαχίων άνθρακος που διαρρέονται με ηλεκτρικό ρεύμα. Η ονομασία του φαινομένου αυτού δόθηκε το 1808 από τον Άγγλο Βαρώνο χημικό και εφευρέτη Σερ Χάμφρεϊ Ντέιβυ (Humphry Davy). Σε ευρύτερη εφαρμογή χρησιμοποιείται στους λεγόμενους λαμπτήρες βολταϊκού τόξου, ειδικότερα στους προβολείς σάρωσης και συνεννόησης των πλοίων, παλαιότερα στους κινηματογράφους κ.λπ.
Συγκεκριμένα τα μόρια του αέρα χάνουν τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής τους στιβάδας, τα οποία μετά κινούνται λόγω της διαφοράς δυναμικού ανάμεσα στα ηλεκτρόδια. Αποτέλεσμα αυτής της κίνησης μεγάλων φορτίων μέσω του αέρα είναι η θερμοκρασία να αυξάνεται απότομα και να φτάνει αρκετές χιλιάδες βαθμούς. Η ύλη επομένως δεν μπορεί πλέον να θεωρηθεί ως αέριο, έχει μετατραπεί σε πλάσμα, δηλαδή στην τέταρτη κατάσταση της ύλης κατά την οποία τα άτομα έχουν χάσει όλα τα ηλεκτρόνιά τους. Η κατάσταση πλάσματος, στην οποία θα αναφερθούμε παρακάτω, παρουσιάζει ιδιαίτερο επιστημονικό ενδιαφέρον αλλά έχει και πολυάριθμες τεχνολογικές εφαρμογές. Οι πιο γνωστοί τομείς πλάσματος είναι αυτοί που έχουν να κάνουν με το διάστημα και την ελεγχόμενη θερμοπυρηνική σύντηξη, εμείς όμως θα ασχοληθούμε με τις πιο διαδεδομένες πρακτικές εφαρμογές του, εστιάζοντας στο ηλεκτρικό τόξο.
Για την δημιουργία του βολταϊκού τόξου φέρονται σε επαφή και στη συνέχεια απομακρύνονται δύο ηλεκτρόδια ράβδοι από γραφίτη που συνδέονται με ηλεκτρική πηγή συνεχούς ρεύματος. Με αυτό τον τρόπο δημιουργείται μεταξύ των άκρων των δύο ράβδων ένας συντηρούμενος ηλεκτρικός σπινθήρας με μεγάλη λαμπρότητα.
Το φως αυτών των λαμπτήρων εκπέμπεται βασικά από τη ράβδο του θετικού πόλου που όμως φθείρεται περισσότερο σχηματίζοντας ένα φωτεινό κρατήρα, και ακριβώς επειδή φθείρεται είναι μεγαλύτερου πάχους από την άλλη ράβδο του αρνητικού πόλου. Για τη σωστή απόσταση καθώς και για την αρχική επαφή των δύο παραπάνω ράβδων φροντίζει ειδικός μηχανισμός αυτοματισμού που ξεκινάει το τόξο, αν τυχόν διακοπεί η λειτουργία του.
Το ηλεκτρικό τόξο χρησιμοποιείται επίσης σε συστήματα απόσμησης στη βιομηχανία. Γενικώς η χρήση ηλεκτρικών τόξων αποφεύγεται γιατί συνήθως παράγονται μεγάλες ποσότητες όζοντος.