L'arco elettrico si verifica quando si verifica una scarica di corrente elettrica attraverso una fessura in un circuito, in genere a causa di una rottura dell'isolamento o di una situazione di alta tensione. Il verificarsi di un arco può essere influenzato da diversi fattori, tra cui la purezza del materiale di destinazione, la struttura superficiale, la presenza di particelle dielettriche e il punto di fusione dei materiali di rivestimento.
I materiali con punti di fusione elevati, come Ti, Cr e Ta, hanno una minore tendenza all'arco rispetto ai materiali con punti di fusione più bassi, come Al e Cu. Questo perché i materiali con punti di fusione più bassi sono più suscettibili agli effetti del calore generato dal campo elettrico, che può farli fondere e creare un percorso conduttivo per l'arco.
L'arco può essere innescato anche attraverso l'emissione termoionica o l'emissione di elettroni di campo, quando gli elettrodi metallici nel vuoto iniziano a emettere elettroni. Una volta innescato, un arco nel vuoto può persistere poiché le particelle liberate acquisiscono energia cinetica dal campo elettrico, portando a collisioni di particelle ad alta velocità che riscaldano le superfici metalliche e sostengono l'arco.
Oltre a questi fattori, anche la pressione del gas nella zona dell'arco, la presenza di una bobina di stabilizzazione dell'arco e il rapporto tra tensione e lunghezza dell'arco possono influenzare la stabilità dell'arco. Ad esempio, l'arco è più stabile a pressioni di gas più elevate e l'uso di una bobina di stabilizzazione dell'arco può contribuire a mantenere una scarica normale comprimendo la colonna d'arco e impedendone la dispersione.
Inoltre, la lunghezza dell'arco gioca un ruolo fondamentale nella sua stabilità. Una lunghezza d'arco minore comporta una variazione più significativa della tensione e della corrente d'arco, mentre una lunghezza d'arco maggiore può portare all'instabilità o alla dispersione dell'arco. Pertanto, il controllo della lunghezza d'arco attraverso la tensione d'arco è essenziale per stabilizzare l'arco.
In sintesi, l'arco elettrico si verifica a causa di una rottura dell'isolamento o di una situazione di alta tensione e il suo verificarsi può essere influenzato da fattori quali la purezza del materiale di destinazione, la struttura superficiale, la presenza di particelle dielettriche, il punto di fusione dei materiali di rivestimento del bersaglio, la pressione del gas nella zona dell'arco, la presenza di una bobina di stabilizzazione dell'arco e la relazione tra tensione e lunghezza dell'arco.
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