Łuk elektryczny to zjawisko fizyczne występujące w elektryczności, polegające na przepływie prądu elektrycznego przez gaz, zazwyczaj powietrze, pomiędzy dwoma przewodnikami, które są od siebie oddzielone pewną przestrzenią. Prąd przepływa przez zjonizowany gaz, który staje się przewodnikiem elektrycznym. Zjawisko to charakteryzuje się wysoką temperaturą i jasnym światłem.
Charakterystyka
Łuk elektryczny powstaje, gdy napięcie między dwoma punktami przekroczy pewną krytyczną wartość, zwaną napięciem przebicia, co powoduje zjonizowanie otaczającego gazu i stworzenie ścieżki przewodzącej prąd. Temperatura łuku elektrycznego może osiągać od kilku do kilkunastu tysięcy stopni Celsjusza, co sprawia, że może on topić metale i inne materiały.
Mechanizm powstawania
Proces powstawania łuku elektrycznego rozpoczyna się od zjonizowania cząsteczek gazu w wyniku silnego pola elektrycznego, co prowadzi do powstania plazmy. Plazma ta umożliwia przepływ prądu między elektrodami. Następnie, w wyniku przepływu prądu, dochodzi do dalszej jonizacji i zwiększenia przewodnictwa, co umożliwia utrzymanie łuku bez konieczności dalszego zwiększania napięcia.
Zastosowania
Łuk elektryczny ma wiele zastosowań w przemyśle i technice. Wykorzystuje się go w spawalnictwie do topienia metali, w lampach łukowych do oświetlenia dużych przestrzeni, w piecach łukowych do przetapiania stali oraz w niektórych typach wyładowań elektrycznych, takich jak wyładowania atmosferyczne (pioruny).
Zagrożenia
Łuk elektryczny może stanowić zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi, zwłaszcza w przypadku niekontrolowanego wyładowania w instalacjach elektrycznych. Może prowadzić do poważnych oparzeń, pożarów oraz uszkodzeń sprzętu elektrycznego. Dlatego też stosuje się różne środki ochronne, takie jak wyłączniki łukowe, które mają za zadanie szybko przerwać niekontrolowany przepływ prądu.
Badania i rozwój
Łuk elektryczny jest przedmiotem badań naukowych, które mają na celu lepsze zrozumienie jego właściwości i zachowania. Dzięki temu możliwe jest opracowywanie nowych technologii i metod ochrony przed niepożądanymi skutkami jego działania, a także ulepszanie istniejących zastosowań w przemyśle i technice.
