A tensão de um arco de vácuo pode variar significativamente, dependendo da aplicação e das condições específicas.
Geralmente, envolve configurações de alta tensão para iniciar e manter o arco.
No contexto dos fornos de tratamento térmico a vácuo, a tensão de funcionamento dos elementos de aquecimento elétrico é normalmente mantida abaixo dos 80-100 volts.
Isto ajuda a evitar descargas de arco elétrico graves, que podem danificar componentes e provocar acidentes.
Em aplicações mais especializadas, como os arcos de vácuo termiónicos (TVA), a tensão necessária para provocar a descarga entre os eléctrodos pode ser mais elevada.
Isto é especialmente verdade quando se utiliza um cátodo aquecido e um ânodo em condições de alto vácuo.
Além disso, em processos como a refusão por arco de vácuo (VAR), que utiliza uma fonte de alimentação de corrente contínua para gerar um arco, a tensão e a corrente podem ser bastante elevadas.
Por exemplo, as correntes de refusão podem atingir até 48 kA em condições de vácuo.
1. Tensão e início do arco
A tensão nos arcos de vácuo é crítica porque influencia diretamente a iniciação e a estabilidade do arco.
Nos fornos de tratamento térmico em vácuo, a manutenção de uma tensão mais baixa ajuda a evitar a descarga incandescente ou a descarga do arco, que podem ser destrutivas.
O espaçamento entre eléctrodos é também crucial para evitar estas descargas.
2. Aplicações especializadas
Em contraste, nos processos TVA e VAR, são necessárias tensões mais elevadas para atingir o aquecimento e a fusão de materiais necessários.
O TVA, por exemplo, requer uma tensão suficientemente elevada para desencadear uma descarga brilhante entre o cátodo aquecido e o ânodo.
Isto gera então um plasma contendo iões com energia dirigida.
Do mesmo modo, no VAR, a alta tensão e a corrente são utilizadas para fundir o elétrodo em condições de vácuo.
Isto facilita a formação de uma poça de fusão e a subsequente solidificação num lingote.
3. Ambientes críticos para a segurança
Em geral, a tensão de um arco de vácuo é adaptada aos requisitos específicos da aplicação.
Varia desde valores relativamente baixos em ambientes críticos para a segurança, como fornos de tratamento térmico a vácuo.
A valores muito mais elevados em processos especializados como TVA e VAR.
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