Ark Nedir ?

Ark Nedir ?

13 Kasım 2018 Kapalı Yazar: admin

Ark Nedir ?

Bu yazımızda ark nedir sorusunun cevabını sizlere açıklamaya çalışacağız. Yazı içeriğimiz gereği ark nedir sorusunu daha çok kaynak işlemi ile ilişkilendirsek de, ark, aslında kaynak işlemi ile ilgilisi olsun ya da olmasın bütün insanların hayatında tanık olduğu bir hadisedir.

ark nedir nasıl oluşur

ark nedir nasıl oluşur

Yukarıdaki şekilden de görüleceği üzere, ark mavimsi renkte bir elektrik boşalması anlamına gelmektedir. Elektrik akımı normal şartlar altında, iletken bir kablodan akar. Bu akımın kablodan iletilmesi ve akım çevrimi olabilmesi için bir iletken tel ve bir enerji üreteci ( pil ya da akü ) olması gerekmektedir. Elektrik enerjisi üreteci, telin her iki ucunda bir gerilim farkı oluşturur. Yani pilin bir kutubu + diğer kutubu ise – şeklinde yüklüdür ve bu iki kutup arasında bir gerilim farkı yani potansiyel fark vardır. Bu potansiyel fark ne kadar büyük ise, akım da o oranda büyük olacaktır.

V = I x R formulü de bu eşitliği gösterir. Direncin sabit kaldığı varsayımı ile, Akım ( I ) arttırıldığında, gerilim yani potansiyel fark da ( V ) aynı oranda artmaktadır.

Ark Nedir ? Oluşumu Nasıldır ?

Bir önceki paragrafta da bahsettiğimiz üzere, gerilim ne kadar büyük olur ise, akım da o oranda büyük olacaktır. Ancak akımın oluşabilmesi için bir iletken tel gerekmektedir. Normal şartlar altında, bir ucu +, diğer ucu – olan iki teli birbirlerine yaklaştırdığınızda hava iletken olmadığı için, akım akmayacaktır.

Ancak; eğer gerilim yeterince büyük olur ise; havanın iletkenlik direnci aşılacak böylece, hava da iletken hale gelecektir. Yani; ortada bir tel olmadan elektrik akımı bir uçtan diğer uca akacaktır. Bu esnada büyük bir enerji açığa çıkmaktadır. İşte bu görüntü ark adını verdiğimiz oluşumdur. Ark, bir maddenin plazma halidir. Rengi mavimsidir. İnsanların yıldırım diye tabir ettiği olay da aslında bir ” Ark ” tır.

Yıldırım oluşumu ile ilgili aşağıdaki videoyu incelemenizi öneririm.

https://www.youtube.com/watch?v=h-0gNl5f4BU

yıldırım oluşumu

yıldırım oluşumu

 

Endüstriyel Uygulamalarda Elektrik Ark Nedir ?

Endüstriyel uygulamalara baktığımızda, elektrik arkı, kaynak, plazma kesimi, çelik üretiminde kullanılan elektrik ark ocaklarında kullanılmaktadır.


Elektrik ark ocakları ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/elektrik-ark-ocagi/

elektrik ark kaynağı

elektrik ark kaynağı

Yukarıdaki şemada, tipik bir elektrik ark kaynağı örneği görülmektedir. Şema incelenirse eğer, elektrot ile iş parçası ( work ) arasında ” arc ” yazmaktadır. Kaynak makinesi, şase bağlantısı malzemeye yapılmaktadır. Yani, örnek olarak kaynak makinesinden çıkan ( – ) kutup, bir kablo yardımıyla kaynak yapılacak malzemeye bağlanır. Böylece malzeme – yüklenmiş olur. Kaynak elektrodu ise, kaynak makinesinden çıkan + kutuba bağlıdır. Yukarıdaki şemada da görüleceği üzere, elektrot, malzemeye yakınlaştırıldığında hava belli bir gerilim değerinden sonra iyonize olarak elektrik akımını iletmeye başlayacaktır. İşte bu kaynak arkıdır. Oluşan kaynak arkı, yönteme göre, akım ve voltaja göre değişken olup sıcaklığı yaklaşık olarak 3000 °C’dir.

Elektrik ark kaynağında, oluşan bu 3000°C’lik sıcaklık ile malzeme eritilerek kaynak işlemi yapılmaktadır. Arkın keşfedilmesi ve sanayide kullanılması, sanayi devriminin oluşması ve gelişmesinin temeli sayılmaktadır.

Aşağıdaki şekil ark sıcaklığının dağılımını göstermektedir. Arkın oluştuğu tepe noktada sıcaklık ve akım en yoğun olduğu konumdadır. Bu noktada sıcaklık yaklaşık 3900°C ‘lere kadar çıkmaktadır. Kaynak işleminin olduğu yeşil alanda ise, yaklaşık 2900-3000°C bir sıcaklık aralığı vardır ve dikkatli bakılır ise, bu sıcaklık bir sütun gibi yukarıdan aşağıya doğru inmektedir.

ısı modeli

ısı modeli

Elektrik arkı, yukarıdan aşağıya doğru bir elektrik akımı geçişidir. Ancak burada akım taşıyan madde gazdır. Manyetiklik özelliklerinden dolayı, içerisinden akım geçen bir tel etrafında bir manyetik alan oluşturmaktadır. Buradan çıkarılacak sonuç, elektrik arkı çevresinde bir manyetik alan oluşturmaktadır. Ark üflemesi yazımızda da bahsettiğimiz üzere, oluşan elektrik arkı etrafında manyetik alan var ise, oluşan ark stabil olmayacak arkın durumuna göre düzensizleşecektir. Karasız bir hale gelecektir. Bu durum eğer kaynak yapılıyor ise, kaynağın düzgün olmamasına, kaynak hatalarına neden olacaktır.


Ark üflemesi ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/ark-uflemesi-ve-nedenleri/

Pinch Etkisi

ark nedir pinch etkisi

ark nedir pinch etkisi

Yukarıdaki şekle bakacak olursanız, ark içerisinde gözle görülmeyen yukarıdan aşağıya doğru elektrik akımı şema olarak gösterilmektedir. Birbirleriyle paralel olarak aşağıya doğru akan akımlar, manyetik etki ile, birbirlerini çekmektedir. Bu çekim kuvvetine pinch etkisi ” Pinch Effect ” denilmektedir. Ark içerisinde bu oluşum meydana gelir. Bu etki ile, kaynak metali damlalar halinde koparak, kaynak banyosuna düşer.

pinch effect

pinch effect

Yukarıdaki şekilde, kaynak elektrodunun aşağı kısmında ark meydana gelmesi gösterilmektedir. Ark içerisinde aynı yönde akım oluşması ile birlikte, pinch effect ile, sağdan ve soldan eriyen elektroda kuvvet etki etmesi ile ( P ), eriyen elektrodun damlalar halinde koparak aşağıya, kaynak banyosuna düşmesi gösterilmektedir.

Diğer Sektörler ve Ark Kullanımı

Sinema Sektöründe Ark Nedir ?


ark nedir - imax

ark nedir – imax

Eskiden karbon ark lambaları kullanılan sinema sektöründe, bir çoğumuzun yakından tanıdığı ” IMAX ” teknolojisi de yeni bir ark teknolojisi kullanmaktadır. Yukarıdaki şekilde xenon ark lambası görülmektedir. Bu lamba çok güçlü ve yoğun bir beyaz ışık elde edilmesini sağlar ve modern sinema salonlarında kullanılmaktadır. Özellikle görüntü kalitesinin önemli olduğu bu IMAX teknolojisinde kullanılmaktadır.

Aydınlatma Sektöründe Ark Nedir ?

Aydınlatma sektöründe ark ışını, bir çoğumuzun yakından bildiği bir yerde daha kullanılmaktadır. Ark oluşumu, voltaj ve kullanılan renk değiştirmektedir. Xenon gazı ile oluşan ışınlar, günümüzde bir çok otomobilde kullanılan sarı – beyaz ışık olarak gözümüze çarpmaktadır. Xenon ışıklarda da, yukarıda anlatılanlara benzer bir şekilde yüksek bir voltaj – gerilim xenon gazını iyonize ederek ark oluşturur. Bu güçlü ışıma da, günümüzde araçların yolları aydınlatmasında kullanılmaktadır.

xenon far

xenon far

Xenon ışıklara ek olarak, neon ışıklar, floresan lambalar da gaz boşalması ile oluşan ışıklardır. Yıldırım ve kaynak arkı kadar olmasa da, benzer mantıkla oluşmaktadırlar.

Floresan lambalarda daha düşük basınç ve gerilimle ışık elde edilmektedir. Bu lambaların içerisinde cıva buharı vardır ve gerilimle birlikte  iyonlaşma meydana gelerek ışıma oluşur. Bu tip lambalar konvensiyonel akkor telli lambalara göre çok daha verimlidirler ve yapılan araştırmalara göre, floresan lambaların kullanım oranı Dünya’da her yıl artmaktadır.

Ark Işınları ve Korunma

Kaynak işlemi sırasında oluşan ark, kızılötesi, morötesi ve görünen parlak ışınlar olmak üzere çalışanlar üzerinde zararlı etkileri olan ışınlar yaymaktadır. Bu ışınların çalışanlara en çok zarar verdiği yer gözlerdir. Bu nedenle kaynak işlemi sırasında bu ışınlardan korunmak için kaynak maskesi kullanılması büyük önem arz etmektedir.

kaynak maskesi

kaynak maskesi

Bu ışınlar göze temas ettiklerinde, retinayı direkt olarak etkiledikleri için, uzun vadede görme kaybına neden olmaktadır.

Ark ışınları sadece, göze değil aynı zamanda kaynak sırasında vücudun açık deri kısımlarına da sağlık açısından kötü etki etmektedir. Bunun önlenmesi için özel kaynakçı kıyafetleri giyilmesi gerekmektedir. Bu ışınlar vucüdun boyun, kol gibi kısımlarına uzun süre etki ettiklerinde, vucut bir miktar radyasyona maruz kalır ve kızarıklığa neden olur. Aşağıdaki resimde görülen özel koruyucu kıyafetler giyilmez ise, uzun vadede cilt kanserine varan hastalıklara neden olabilmektedir.

kaynakçı kıyafetleri

kaynakçı kıyafetleri

 

 

 

 

Please follow and like us:
error