arco elèttrico

"Per l'arco elettrico vedi disegno al lemma del 2° volume." "Per l'arco elettrico vedi il disegno a pg. 372 del 2° volume." forma di conduzione stabile nei gas che si verifica fra elettrodi di carbone o metallici, alimentati in corrente continua o alternata, in aria o in particolari gas. Il fenomeno fu osservato e studiato dall'inglese H. Davy (1809), che realizzò pure l'omonima lampada ad arco (vedi anche alle voci conduzione e scarica). Nel caso di arco elettrico alimentato a corrente continua si chiama anodo l'elettrodo a potenziale maggiore, catodo quello a potenziale minore. Nell'arco elettrico si distinguono tre regioni: due molto prossime, rispettivamente, al catodo e all'anodo, in cui si hanno cadute di tensione per l'accumulo di elettroni e ioni; una centrale, che si estende per la maggior parte dell'arco elettrico, in cui si genera il plasma (mescolanza ternaria di elettroni, ioni, particelle neutre). L'arco elettrico è caratterizzato da alta densità di corrente nel plasma (centinaia di A/cm²) e sugli elettrodi (migliaia o milioni di A/cm²); elevata temperatura del plasma (3000-6000 ºC). Si distinguono due tipi di arco elettrico: quello che si verifica tra elettrodi di carbone, platino o altri metalli (arco elettrico a catodo caldo), e quello tra elettrodi di rame, di mercurio o di qualche altro metallo per i quali l'arco elettrico assume temperature relativamente basse (arco elettrico a catodo freddo). L'arco elettrico può svilupparsi in aria libera o in contenitori chiusi e, quasi sempre, deve essere adescato: cioè gli elettrodi devono essere portati inizialmente a contatto così da rendere incandescente il catodo. Nel primo caso, per esempio tra due elettrodi di carbone, distanti pochi millimetri, sono sufficienti poche decine di ampère per dar luogo a un arco elettrico di intensa luminosità; questi tipi di arco elettrico sono utilizzati per esempio nelle lampade per proiettori cinematografici. In questi, per aumentare la luminosità e la stabilità dell'arco elettrico, si pongono anche sali metallici all'interno degli elettrodi. Altri impieghi dell'arco elettrico in aria libera tra elettrodi metallici si hanno nella saldatura elettrica e nei forni elettrici ad arco, nei quali l'arco elettrico si genera tra elettrodi di carbone e metallici. In contenitori chiusi, di vetro, di quarzo o metallici, l'atmosfera gassosa dell'arco elettrico è costituita da vapori del catodo (mercurio o altri tipi di gas rari). Tale tipo di arco elettrico è utilizzato per trasformare la corrente elettrica da alternata in continua (vedi raddrizzatore), oppure per realizzare vari tipi di lampade. L'arco elettrico provoca una sorta di corrosione degli elettrodi che pertanto si consumano rapidamente; inoltre è possibile che si formi tra i contatti delle apparecchiature elettriche destinate all'apertura e chiusura dei circuiti. Dato che risulta dannoso per i contatti stessi si ricorre a diversi accorgimenti per estinguerlo rapidamente e limitarne gli effetti termici (vedi interruttore). Un tempo il fenomeno dell'arco elettrico era utilizzato pure per produrre onde elettromagnetiche per trasmissioni radio.