قوس الکتریکی چیست؟ چه کاربرد و خطراتی دارد

قوس الکتریکی چیست؟

حالتی است از تخلیه الکتریکی در هوا یا محیط های دیگر  که معمولاً نارسانا هستند. زمانی ایجاد می شود که هوای بین دو جسم رسانا که مستقیماً با هم در تماس نیستند، باعث انتقال جریان الکتریکی شود. قوس الکتریکی به ولتاژ، هدایت الکتریکی محیط و فاصله بین دو رسانا بستگی دارد.

تاریخچه قوس الکتریکی

در سال ۱۸۰۲ دانشمندی روسی به نام واسیلی ولادیمیروویچ پتروف کشف کرد که اگر دو تکه زغال چوب را به قطب‌های باتری بزرگی متصل شوند و آن‌ها را به هم تماس دهیم و سپس کمی از هم جدا کنیم شعله ای بین آنها دیده می‌شود.سپس در سال ۱۸۰۹ فیزیکدان انگلیسی به نام دیوی این پدیده را مشاهده و پیشنهاد کرد که به احترام ولادیمیروویچ این پدیده قوس ولتا نام گذاری شود.

قوس الکتریکی اولین بار در سال ۱۸۷۵ توسط یابلوخکوف مهندس و مخترع روسی برای روشنایی مورد استفاده قرار گرفت و به همین دلیل این نوع روشنایی به نور روسی یا نور شمالی معروف شد.

کاربرد قوس الکتریکی

چشمه نوری: به دلیل دمای بالای الکترودها نور خیره کننده ای ساتع می شود. تابانی ستون قوس ضعیفتر است زیرا توان گسیلندگی گاز کمتر است. قوس الکتریکی به عنوان یکی از بهترین چشمه های نوری مورد استفاده قرار می گیرد.

لامپ های ساخته شده با قوس الکتریکی: گرچه بعد ها لامپ های التهابی جایگزین لامپ های قوسی شدند، اما همچنان هر زمان نیاز به چشمه های قدرتمند و روشن نور باشد از آنها استفاده می شود. از جمله از دستگاه هایی کهاز قوس الکتریکی استفاده می کنند، می توان به پروژکتور ها ، نور پردازهای سینمایی و … نام برد.

همچنین به ازای هر شمع فقط ۰٫۳ ولت توان مصرف می کند و از این رو از بهترین لامپ های التهابی اقتصادی تر است.

جوشکاری الکتریکی: از قوس الکتریکی جهت جوش دادن قطعات فلزی استفاده فراوانی می شود. این روش جوشکاری توسط پتروف روسی کشف و برای اولین بار توسط بنادروس در سال ۱۸۸۵ و همچنین در سال ۱۸۹۰ توسط اسلاویانوف مخترعی روسی تکمیل شد.

در این روش قطعاتی که باید جوش داده شوند به عنوان الکترود مثبت می باشند. پس از تماس دادن آنها با الکترود کربن که به قطب منفی چشمه جریان متصل است قوس الکتریکی زده ، و فلز ذوب شده و قطعات بهیکدیگر جوش می خورند. در حین جوشکاری با این روش باید جلو صورت و به خصوص چشم ها با شیشه ظخیم گرفته شود زیرا اشعه فرا بنفش نامرئی که به مقدار زیاد توسط قوس الکتریکی ساتع می شود، برای چشم ها و پوست بسیار مضر است. شیشه مانع تابش نور فرابنفش می شود.

کوره های الکتریکی: درحال حاضر از قوس الکتریکی بصورت گسترده در کوره های الکتریکی صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. امروزه بیش از ۹۰% ابزار فولادی و تقریبا همه فولادهای خاص در کوره های الکتریکی ذوب می شوند.

لامپ کوارتز: که شامل قوس الکتریکی جیوه در لوله کوارتز است، نور زیادی ساتع می کند. در این لامپ ها تخلیه الکتریکی نه در هوا بلکه در بخار جیوه اتفاق می افتد.

لامپ های جیوه ای به دلیل داشتن تابش های فرابنفش و اثرات شیمیایی برای محیط زیست شناختی بسیار مضرمی باشند که به همین دلیل این نوع لامپ را از کوارتز گداخته می سازند. از لامپ جیوه برای درمان بیماری های گوناگون (نور آفتاب مصنوعی) و همچنین در پژوهش های علمی به عنوان چشمه توانمندی از تابش فرابنفش به استفاده می شود. نور لامپ جیوه برای چشم ها بسیار مضر است.

خطرات قوس الکتریکی:

هر ساله بیش از ۲۰۰۰ نفر کارگر بر اثر قوس الکتریکی دچار جراحت شده‌ و در مراکز سوختگی تحت درمان قرار می گیرند که آثار جراحت سخت آن براب ماه ها و سالها یا حتی تمام عمر بر روی بدن باقی می ماند.

اشعه ماوراء بنفش ناشی از قوس الکتریکی باعث ایجاد جراحتی شبیه به آفتاب سوختگی می شود. این اشعه همچنین می تواند باعث حساسیت پوستی و حساسیت چشم ها شود.

خطرات قوس الکتریکی می تواند با تمهیدات ایمنی و استفاده از تجهیزات حفاظت فردی مخصوص کاهش یابد.

مکانهای دارای خطرات قوس الکتریکی:

قوس الکتریکی می تواند یک اتصال کوتاه در هوا باشد. دراین صورت، مقدار زیادی انرژی متمرکز ناشی ازانفجار تجهیزات الکتریکی ایجاد می‌شود. در این انفجار، فشار امواج ناشی از آن می توانند به گوش، درخشندگی زیاد به چشم آسیب می رساند و علاوه بر اینها حرارت ناشی از گاز متصاعد شده، می تواند فلزات را ذوب و باعث ایجاد سوختگی در بدن فرد شود.

اپراتورها، تکنسین‌ها و افرادی که با تجهیزات دارای برق ولتاژ قوی کار می‌کنند از جمله افرادی هستند که همواره در معرض آسیب قرار دارند.

در زیر به برخی از مکانهایی که دارای پتانسیل این حوادث هستند اشاره می کنیم:

• هر مکانی که احتمال خطای عملکرد تجهیزات الکتریکی در آن وجود داشته باشد
• تابلوهای برق
• ترانسفورماتورها
• راه ‌اندازهای موتور و محفظه فلزی آنها
• بدنه سلول کلیدهای قطع کننده
• جداکننده های فیوز

اسلوموشن قوس الکتریکی در آب
 

قوس الکتریکی در نیروگاه برق