Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. Trên thực tế, nó là một dạng plasma tạo ra qua sự trao đổi điện tích liên tục. Nó thường đi kèm theo tỏa sáng và tỏa nhiệt mạnh.

1. Khái quát về hồ quang điện

Dòng điện chạy qua khí giữa 2 cực chủ yếu là dòng electron (và cả ion âm) đi từ cathode đến anode nhưng cũng có một phần là dòng ion dương đi theo chiều ngược lại. Các ion âm và electron tới va chạm vào anot, làm anot nóng lên, nhiệt độ có thể lên đến 3500 độ C.

Do đó, anot phát sáng mạnh; tại hầu hết vật liệu bị nóng chảy và thậm chí bay hơi, nên anot bị lõm vào, làm cho mạch điện bị nối tắt. Còn các ion dương khi tới đập vào catot thì cũng làm cho catot duy trì được trạng thái nóng đỏ ban đầu và phát ra các electron (phát xạ nhiệt e). Chất khí giữa 2 cực ở nhiệt độ cao nên bị ion hoá và dẫn điện tốt, nhờ đó mà điện trở của khí trong hồ quang điện rất nhỏ. Cường độ dòng điện trong mạch có thể khá lớn, đạt hàng chục ampe, hiệu điện thế thấp.

Xem thêm: Hiệu ứng quang điện

2. Ứng dụng của hồ quang điện

Nó có rất nhiều ứng dụng trong kĩ thuật. Nhờ nhiệt độ cao của các cặp điện cực, người ta dùng hồ quang điện trong việc hàn điện: một cực của hồ quang là tấm kim loại cần hàn, còn cực kia là que hàn. Do nhiệt độ cao giữa hai cực, que hàn nóng chảy và lấp chỗ cần hàn lên tấm kim loại.

Tia hồ quang điện có sức mạnh rất lớn. khi chúng ta nhìn vào thì tia hồ quang làm chết các tế bào niêm mạc mắt, dẫn tới đau mắt hàn. Nếu một ai đó không trang bị bảo hộ mặt trong quá trình hàn thì có thể làm bong da mặt nguyên nhân do chết hết tế bào bên ngoài.

Ứng dụng của hồ quang điện bao gồm những gì?

Ức chế hồ quang điện là một phương pháp cố gắng giảm hoặc loại bỏ hồ quang điện. Có một số lĩnh vực có thể sử dụng các phương pháp triệt tiêu hồ quang, trong đó có lắng đọng và phun màng kim loại, bảo vệ đèn flash hồ quang, quy trình tĩnh điện nơi không muốn sử dụng hồ quang điện như sơn bột, lọc không khí, poling màn PVDF,…

Một phần năng lượng của hồ quang điện tạo thành các hợp chất hóa học mới từ không khí xung quanh hồ quang: chúng bao gồm các oxit của nito và ozon. Những hóa chất này có thể được sản xuất bởi các tiếp điểm công suất cao trong rơle và cổ góp động cơ, chúng ăn mòn bề mặt kim loại gần đó. Arcing cũng làm xói mòn bề mặt của các tiếp điểm, làm mòn và tạo ra khả năng tiếp xúc cao khi đóng.

Đọc thêm: Arc lamp