Valokaaren energia

Seuraa 
Viestejä164
Liittynyt15.11.2007

Aloin tässä vasta miettimään erästä asiaa. Otetaan vaikka esimerkiksi puikkohitsi. Kun valokaari syttyy, niin pienen hitsaus ajan jälkeen hitsattu kohde esim. vaikka levy on tuli kuuma ja siihen on tullut lämpöenergiaa valokaaresta. Mutta kysymys kuuluu että miten lämpöä eli energiaa voi vapautua levyyn niin paljon vaikka valokaarenhan resistanssi on tosi pientä luokaa, noin 0.01 ohmia eli vaikka virtaa menee valokaaren läpi paljon, mutta koska resistanssia on niin vähän, miten sitten valokaari vapauttaa niin paljon energiaa? Esim. jos virta on 50A ja resistanssi 0.01 ohmia niin jännitehäviöhän on 0.5V ja tehohäviö on mitättömän pieni, 50A kertaa jännitehäviö 0.5V eli 25W? Missä loput energiat sitten häviää? Toivottavasti saa selvää

Sivut

Kommentit (20)

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005

Taitaa olla niin, että valokaaressa on kuitenkin isompi jännite. Siinähän on epäpuhtautena myös ainevirta. Siis silkkaa metallia.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Ertsu
Seuraa 
Viestejä6541
Liittynyt8.11.2007
Gunner
50A kertaa jännitehäviö 0.5V eli 25W? Missä loput energiat sitten häviää? Toivottavasti saa selvää

Laske 50 A kertaa käytetty jännite (48 V ?), saat tehon = 2400 W. Toivottavasti sain selvää.

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005
tietää
Valokaaren ionikanava toimii johteena kuten salamassakin jonka virta voi olla miljoonia ampereita.



Salamavirta on kymmenissä kiloamppeereissa. Joskus harvoin kymmenkertainen. Eipä taida olla meikäläisissä salamissa miljoonia amppeereita.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Vierailija
Gunner
Esim. jos virta on 50A ja resistanssi 0.01 ohmia niin jännitehäviöhän on 0.5V ja tehohäviö on mitättömän pieni, 50A kertaa jännitehäviö 0.5V eli 25W? Missä loput energiat sitten häviää? Toivottavasti saa selvää

Niin, tehohäviö on tuon verran, mutta lämpötehoa siitä irtoaa jännite kertaa virta, eli mitä nyt hitsausmuuntajissa yleensä tuo jännite on, luokkaa 48V avoimena. Eli tuosta "tehohäviönä" (joka lämmittää kappaletta resistiivisen lämpiämisen johdosta) menee se 0.5V esimerkkisi mukaisesti, loppu sitten lämmittää puikkoa valokaaren muodossa.

Vierailija

Koko virtapiiriä ajatellen siinä valokaaren ja hitsattavan metallin yhtymäkohdassa täytyy olla suurin vastus, koska se kohta lämpenee. Ilmeisesti "valokaari" on hyvin johtava itsessään, mutta sen terävä kärkikö saa sulamisen/kuumuuden aikaan?

Vai onko se kuitenkin se valokaari pelkästään, joka sen resistanssin luo?

Vierailija
Penttinen

Vai onko se kuitenkin se valokaari pelkästään, joka sen resistanssin luo?



Valokaari kytkee kuorman oikoseen, joten eiköhän se siinä itse ole vastuksena. Ilma kuumenee ja siihen höyrystyneet metallit.

Vierailija

Hitsauksessa valokaaren jännitehäviöt jaetaan kolmeen osaan. 1) Anodijännittehäviöön, joka on suurin, ja täten yleensä hitsattavan kappaleen puolella.
2) Katodijännitehäviöön, eli puikon kären jännitehäviö, tämä tehdään materiaalivalinnalla pienemmäksi kuin anodihäviö.
3) Valokaaren jännitehäviöön, joka on pieni, muttei nolla. Ei puhdasta plasmaa vaan osa kulutetusta puikosta säilyy täyteaineena.

Valokaaren magneettikentät saavat aikaan aineen siirtymisen lähes äänen nopeudella, ja valokaaren lämpö muuttaa liikkuvan materiaalin plasmasuihkuksi.

Eli mainittu plasman pieni resistanssi on totta, mutta se jännite valokaaren yli voi olla esim. mainittu 48 volttia. Vaikka virta se on tässäkin se tärkeämpi suure mikä pitää koittaa pitää vakiona.

Vierailija
Penttinen
Koko virtapiiriä ajatellen siinä valokaaren ja hitsattavan metallin yhtymäkohdassa täytyy olla suurin vastus, koska se kohta lämpenee. Ilmeisesti "valokaari" on hyvin johtava itsessään, mutta sen terävä kärkikö saa sulamisen/kuumuuden aikaan?

Vai onko se kuitenkin se valokaari pelkästään, joka sen resistanssin luo?


Ei se kappale/puikko lämpene resistiivisesti sulamispisteeseen, vaan se valokaari sulattaa metallin, samaan tapaan kuin plasmaleikkuussakin.

o_turunen
Seuraa 
Viestejä10607
Liittynyt16.3.2005

Puikkoneissa tyhjäkäyntijännite on luokkaa 80 V, ja kaarijännite n. 20 V. MIG/MAG-koneissa tyhjäkäyntijännite on 20...35 V, ja kaarijännite jonkun voltin pienempi.

Yleensä arvioidaan, että puikko- ja MIG/MAG-prosessin terminen hyötysuhde on ehkä jotain 60 %. Jauhekaarihitsauksessa päästään huomattavasti parempaankin.

Jos hitsausvirta on 100 A ja kaarijännite 20 V, niin kokonaisteho on 2 kW. Tuosta puolet katoaa johtumalla ja lämpö- yms. säteilynä hukkaan, eli 1 kW teho kohdistuu sylinterimäiseen tilaan, jonka pituus ja halkaisija ovat n. 3 mm.

Tuota voisi verrata saunan kiukaaseen, jossa vastaava teho mellastaa tilassa, joka on joka suunnassa satakertainen. Ei liene vaikeata kuvitella, että lämpötila valokaaressa on tuhansia asteita, jos sama teho lämmittää kiukaan vastukset satojen asteiden lämpötilaan.

No joka tapauksessa puikko ja työkappale sulavat, kun kuuma ionisoitunut kaasu niitä lämmittää ja virran synnyttämä magneettikenttä kiihdyttää sulat pisarat puikosta hitsattavaan kohteeseen.

Valokaaren resistanssi on tuossa 0,2 Ω. Puikon ja perusmateriaalin resistanssi on niin pieni, että resistiivisillä häviöillä tuskin on vaikutusta.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi.
Korant: Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

Vierailija
SShadow
Hitsauksessa valokaaren jännitehäviöt jaetaan kolmeen osaan. 1) Anodijännittehäviöön, joka on suurin, ja täten yleensä hitsattavan kappaleen puolella.
2) Katodijännitehäviöön, eli puikon kären jännitehäviö, tämä tehdään materiaalivalinnalla pienemmäksi kuin anodihäviö.
3) Valokaaren jännitehäviöön, joka on pieni, muttei nolla. Ei puhdasta plasmaa vaan osa kulutetusta puikosta säilyy täyteaineena.

Valokaaren magneettikentät saavat aikaan aineen siirtymisen lähes äänen nopeudella, ja valokaaren lämpö muuttaa liikkuvan materiaalin plasmasuihkuksi.

Eli mainittu plasman pieni resistanssi on totta, mutta se jännite valokaaren yli voi olla esim. mainittu 48 volttia. Vaikka virta se on tässäkin se tärkeämpi suure mikä pitää koittaa pitää vakiona.



Ai jännite plasman yli on pieni koska plasman vastus on pieni.

Ja vastus on suuri siinä kappaleessa mitä hitsataan. (koska sen vastus on suuri ilmeisestikin)

Mistäs se jouhtuu että luetun ymmärrys on teillä insinööreillä kovin huono?

Vierailija
jartsa
Ai jännite plasman yli on pieni koska plasman vastus on pieni.

Ja vastus on suuri siinä kappaleessa mitä hitsataan. (koska sen vastus on suuri ilmeisestikin)

Mistäs se jouhtuu että luetun ymmärrys on teillä insinööreillä kovin huono?




Eka aivan oikein, jännite on virta kertaa resistanssi.

Toka: En ainakaan tarkoituksella kirjoittanut niin että anodijännitettä voisi kuvitella esiintyvän hitsattavan kappaleen sisällä. Kirjoitin valokaaren jännitehäviöistä, ja tämä anodijännitteen osuus on se kappaleen puoleinen pieni pätkä valokaarta. Siltä osin oikeassa että tämän valokaaren kappaleen puoleinen pääty omaa suuremman resistanssin, ja jännite edelleen virta kertaa resistanssi.

Kolmas: Insinööriaivot vaan toimivat hiukan eri tavalla, ymmärrys lienee vaikeata puolin jos toisin.

Gunner
Esim. jos virta on 50A ja resistanssi 0.01 ohmia niin jännitehäviöhän on 0.5V ja tehohäviö on mitättömän pieni, 50A kertaa jännitehäviö 0.5V eli 25W? Missä loput energiat sitten häviää?

Penttinen
Koko virtapiiriä ajatellen siinä valokaaren ja hitsattavan metallin yhtymäkohdassa täytyy olla suurin vastus, koska se kohta lämpenee. Ilmeisesti "valokaari" on hyvin johtava itsessään, mutta sen terävä kärkikö saa sulamisen/kuumuuden aikaan?



Noihin siis oli täsmennyksenä minun ensimmäinen viestini, mikäli viestin tarkoitus jäi epäselväksi. Olisin tietty voinut vastata Penttisen kysymykseen yksinkertaisesti "kyllä", niin olisi ainakin ollut selkeä vastaus?=)

editoitu:
Siis nimenomaan se "valokaaren kärki" saa kuumuuden aikaan. Ja aika tylppä se se taitaa olla, valokaari on muistaakseni lähes tiimalasin muotoinen.

Vierailija

empä oo hyppy sähköä tavannu hitsin jännitteillä. hitsatessa lanka/puikko koskee metalliin eikä virta kulje valokaaren kautta pätkääkään. välillä saa oikeen naputtaa lankaa rautaa vastan että yhdistää.

o_turunen
Seuraa 
Viestejä10607
Liittynyt16.3.2005

Mikä on valokaaren kärki?

Kysyy nimim. "Mulla on hitsaajan luokka ja paperit".

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi.
Korant: Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat