Oui, un arc électrique peut se produire dans le vide. Ce phénomène est connu sous le nom d'arc sous vide.
Il peut se produire lorsque les surfaces des électrodes métalliques dans un bon vide commencent à émettre des électrons.
Cette émission peut être due à un échauffement (émission thermionique) ou à un champ électrique puissant (émission d'électrons de champ).
5 points clés
1. Mécanisme de formation de l'arc sous vide
Initiation : Le processus commence lorsque des électrodes métalliques placées dans un environnement sous vide émettent des électrons.
Cela peut se produire par le biais de deux mécanismes principaux : l'émission thermionique et l'émission d'électrons de champ.
Maintien : Une fois amorcé, l'arc sous vide peut persister grâce à l'énergie cinétique acquise par les particules libérées du champ électrique.
Ces particules à grande vitesse entrent en collision avec les surfaces métalliques, les chauffent et créent un point cathodique incandescent.
Ce point libère d'autres particules, ce qui entretient l'arc.
À des courants élevés, un point anodique incandescent peut également se former, contribuant ainsi au maintien de l'arc.
2. Applications des arcs à vide
Tubes à vide et interrupteurs à haute tension : La décharge électrique dans le vide est cruciale pour le fonctionnement de certains types de tubes à vide et de commutateurs à vide à haute tension.
Fours à arc sous vide : Ils sont utilisés pour fondre les métaux réfractaires et produire des alliages spéciaux qui résistent à la corrosion et à la chaleur.
L'environnement sous vide permet d'atteindre des températures élevées (jusqu'à 3 700 °C) et de réduire la contamination par l'air extérieur, ce qui améliore la pureté des métaux.
Refonte à l'arc sous vide (VAR) : Ce procédé consiste à refondre en continu une électrode consommable au moyen d'un arc sous vide.
Il est utilisé pour affiner les métaux et les alliages, en réduisant les impuretés et en améliorant leur qualité, en particulier pour les composants à haute résistance et résistants à la température.
3. Arc thermionique sous vide (TVA)
Il s'agit d'un nouveau type de source de plasma qui génère un plasma contenant des ions avec une énergie dirigée.
Les décharges TVA sont allumées dans des conditions de vide poussé entre une cathode chauffée et une anode.
Le faisceau d'électrons accélérés chauffe le matériau de l'anode, ce qui produit une décharge qui peut être utilisée dans diverses applications nécessitant des plasmas à haute énergie.
4. Résumé
Les arcs sous vide sont non seulement possibles, mais ils font également partie intégrante de divers processus et équipements de haute technologie.
Ils exploitent les propriétés uniques des environnements sous vide pour atteindre des objectifs technologiques spécifiques.
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