Sim, pode ocorrer um arco no vácuo. Este fenómeno, conhecido como arco de vácuo, pode surgir quando as superfícies dos eléctrodos metálicos em contacto com um bom vácuo começam a emitir electrões através de aquecimento (emissão termiónica) ou num campo elétrico suficientemente forte para causar emissão de electrões de campo.
Mecanismo de formação de um arco de vácuo:
- Iniciação: O processo começa quando os eléctrodos metálicos num ambiente de vácuo emitem electrões. Isto pode acontecer através de dois mecanismos principais: emissão termiónica, em que o aquecimento dos eléctrodos provoca a emissão de electrões, e emissão de electrões de campo, em que um forte campo elétrico na superfície do elétrodo provoca a emissão de electrões.
- Manutenção: Uma vez iniciado, o arco de vácuo pode persistir devido à energia cinética ganha pelas partículas libertadas pelo campo elétrico. Estas partículas de alta velocidade colidem com as superfícies metálicas, aquecendo-as e criando um ponto incandescente no cátodo. Este ponto liberta ainda mais partículas, mantendo o arco. Com correntes elevadas, pode também formar-se um ponto anódico incandescente, contribuindo para a manutenção do arco.
Aplicações dos arcos de vácuo:
- Tubos de vácuo e interruptores de alta tensão: A descarga eléctrica no vácuo é crucial para o funcionamento de certos tipos de tubos de vácuo e interruptores de vácuo de alta tensão, onde a formação controlada e a gestão de arcos de vácuo são essenciais.
- Fornos de arco de vácuo: Estes são utilizados para fundir metais refractários e produzir ligas especiais que são resistentes à corrosão e ao calor. O ambiente de vácuo permite temperaturas elevadas (até 3700 °C) e reduz a contaminação pelo ar exterior, melhorando a pureza dos metais.
- Refusão por arco em vácuo (VAR): Este processo envolve a refusão contínua de um elétrodo consumível por meio de um arco sob vácuo. É utilizado para refinar metais e ligas, reduzindo as impurezas e melhorando a sua qualidade, especialmente para componentes de alta resistência e resistentes à temperatura.
Arco de vácuo termiónico (TVA):
Este é um tipo mais recente de fonte de plasma que gera um plasma contendo iões com energia dirigida. As descargas TVA são inflamadas em condições de alto vácuo entre um cátodo aquecido e um ânodo. O feixe de electrões acelerado aquece o material do ânodo, dando origem a uma descarga que pode ser utilizada em várias aplicações que requerem plasmas de alta energia.
Em resumo, os arcos de vácuo não só são possíveis, como também são parte integrante de vários processos e equipamentos de alta tecnologia, aproveitando as propriedades únicas dos ambientes de vácuo para atingir objectivos tecnológicos específicos.
