Konstante Gleichstromversorgung und 3-Phasen-Wechselstrom (im Quecksilbergleichrichter) können einen kontinuierlichen Lichtbogen erzeugen. Aber kann einphasiger Wechselstrom auch einen Dauerlichtbogen erzeugen? Weil im Web geschrieben steht, dass der Lichtbogen beim Nulldurchgang erlischt. Außerdem wird Hochspannung benötigt, um einen Lichtbogen zu initiieren. Aber was wird benötigt, um den Lichtbogen aufrechtzuerhalten (hohe Spannung oder hoher Strom)?
tl; dr-Version: Bei Wechselstrom fällt der Lichtbogenstrom auf Null, aber das Plasma bleibt bestehen, sodass der sichtbare Lichtbogeneffekt kontinuierlich ist, auch wenn der Lichtbogenstrom es nicht ist.
Wenn der Lichtbogen zündet, erzeugt er eine Plasmawolke – eine Region aus ionisierten Gasen mit geringerem Widerstand als Luft. Dieses Plasma bleibt auch während des AC-Nulldurchgangsintervalls eine Zeitlang bestehen, wodurch der Lichtbogen bei einer niedrigeren Zündspannung als in normaler Luft erneut springen kann. Daher wird die Nullstromzeit in Gegenwart von Plasma für eine bestimmte Lücke verkürzt - so sehr, dass Ihr Auge sie kaum sehen kann.
Dieses Plasma ist der Grund, warum eine „Jakobsleiter“ mit immer breiter werdenden Elektroden arbeiten kann, selbst bei Einphasen-Wechselstrom: Das erhitzte Plasma wandert nach oben und bildet einen Weg mit der niedrigsten Impedanz für den Lichtbogen.
Hier ist ein Zeitlupenvideo, das eine AC-Bogen-Jakobsleiter zeigt, die deutlich zeigt, wie der Lichtbogen zwischen den Zyklen erlischt und wieder aufleuchtet. Beachten Sie, dass der Lichtbogen die Seiten wechselt, wenn er erneut schlägt, während er der aufsteigenden Plasmawolke folgt. https://www.youtube.com/watch?v=4zxGK0hoqIc
Die Quecksilberdampflampe verwendet einen Plasmabogen, um Licht zu erzeugen, und sie werden fast immer mit einphasigem Wechselstrom betrieben. Der Bogen der Lampe schwankt absolut, aber wie bei der Jakobsleiter ist dies aufgrund der Sehkraft des menschlichen Auges sowie des Leuchtens des noch angeregten Plasmas und nicht zuletzt der verringerten Zündspannung des aktivierten Plasmas nicht sichtbar. Wir sehen also auch bei dieser Art von Lampe kein Flackern, obwohl seine Variation messbar ist.
Ungleichgerichtetes 3-Phasen-Wechselstrom-Lichtbogenverhalten ist das gleiche wie einphasig. Jede Phase hat ein einphasiges AC-Potenzial zum Neutralleiter, zur Erde oder zu einer von zwei Phasen. Lichtbögen Phase-zu-Phase oder Phase-Erde (oder neutral, falls verwendet) haben also auch Intervalle von Nullstrom- und Kreuzplasma-Wiederzündung. Ebenso würde dies eine Entladungslampe tun, die von zwei Zweigen einer 3-Phasen-Einspeisung gespeist wird.
Wenn ein Lichtbogen zum ersten Mal zündet, ionisiert er die Luft und verringert den Widerstand der Luft. Dadurch kann der Lichtbogen leichter aufrechterhalten werden. Der Lichtbogen hält normalerweise an, bis das Metall, das den Lichtbogen verursacht, abbrennt oder die Stromquelle abgeschaltet wird. Die Sinuswelle, die die Nullachse kreuzt, löscht den Lichtbogen nicht. Spannung ist erforderlich, um den Lichtbogen aufzubauen und aufrechtzuerhalten. Strom wird vorhanden sein, aber es ist der Potentialunterschied, der den Lichtbogen verursacht.
TimWescott
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