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2021 年 12 月 16 日 星期 放大 缩小 默认  
科普中国
导致张同学插线板被烧的
电弧现象

  近日,用小视频记录乡村单身汉日常生活的张同学突然“火”了。在他的视频中,一个插线板贴了好几段胶布,插孔处还明显被烧黑了。而张同学还在继续用它烧水、用它做饭、用它给刮胡刀充电,并且还常年不拔……直到消防员上门,为他更换了一个新的插线板。导致这种家用插座被烧坏的“罪魁祸首”之一,就是电弧。

  电弧与电弧现象

  从物理学的角度讲,电弧是一种气体放电现象,表现为电流通过某些绝缘介质(例如空气)时所产生的瞬间火花。

  通俗地说,生活中所使用的插头、插座(或插线板),是靠金属触头来开断电路电流的。如果触头金属表面有电子逸出,间隙中气体原子或分子就会因电离而产生电子和离子。当间隙中离子浓度足够大时,本来应该是绝缘介质的空气间隙就会被电击穿而产生电弧。在大气中开断电路时,只要电压超过12~20V,被开断的电流超过0.25~1A,就会达成触头金属中电子逸出的条件,在触头间隙(也称弧隙)中产生一团温度极高、发出强光且能够导电的近似圆柱形电弧。电弧是一种气体放电现象,也是一种自持放电现象。它不依赖外界电离条件,仅由外施电压作用即可维持。

  在插头的金属触头与插孔刚刚分离的一瞬,间隙距离较小,非常容易产生电弧。

  危险的电弧现象

  人们利用电弧放电的特性,做了许多有益的工作。比如,利用电弧的高温、高能量密度等特点,将其用于焊接、冶炼、照明、喷涂等。利用电弧稳定放电和易控制等特点,将其用于电子产品,如等离子电视机、等离子显示器等。电弧可作为强光源如弧光灯,紫外线源如太阳灯,强热源如电弧炉。某些大型舞台的灯光师还利用电弧放电原理,制造七彩斑斓的电弧花,以满足舞台表演效果。

  但如果使用不当,电弧也非常危险。电弧是强功率的放电现象,在开断数十千安短路电流时,以焦耳热形式发出的功率可达1万千瓦。与此同时,电弧可具有上万摄氏度或更高的温度(表面3000~4000℃,弧心10000℃)及强辐射,在电弧区的任何固体、液体或气体在电弧作用下都会产生强烈的物理及化学变化。在有的开关中,电弧燃烧时间比正常情况仅仅多出一二十毫秒,就会出现严重烧损甚至爆炸。在某些情况下,用劣质的不合格插线板开断负荷电路时,电弧可能使操作者大面积烧伤,产生安全事故。

  如何将危险的电弧控制在安全范围内,也是检验插线板质量是否合格的要素之一。

  日常安全无小事

  张同学的插线板,其中一个插孔已经被电弧烧黑,并且还融化成了焦糊的洞。说明在电弧打火的瞬间,塑料插线板的插孔已被烧坏。不仅如此,高温还会导致电器电源插头的金属触头表面形成氧化层,容易产生接触不良,使用时温度会逐渐升高,高温会导致内部变形,接触情况进一步恶化。如再继续使用,不但很可能导致电器损坏,引发火灾,甚至还可能导致触电事故。所以消防部门看到后立即上门为他更换了一个符合3C认证的新插线板,同时借此机会,向广大群众进行了一次安全用电的科普宣传。

  不仅是张同学,其他人也要注意日常生活中别犯类似的错误。比如给手机充电的时候,千万要把插头插牢固,别让充电插头与插座之间留有较大的间隙,导致电弧的产生。一旦发现插座变黑,必须马上更换,最好连插座和插头一起更换。同时检查电器是否已出现故障。(本报综合)

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