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Concept
Arc électrique
Résumé
Un arc électrique est un courant électrique visible dans un milieu isolant (gaz, air). La découverte des principes régissant ce phénomène est attribuée au chimiste et physicien anglais Humphry Davy en 1813. Son explication fait appel à une physique très complexe.
En langage courant, un arc électrique de faible ampleur est une « étincelle » parfois lié à un court-circuit temporaire (Voir image à droite).
vignette|Arcs électriques sur les rails du métro de Londres
vignette|Arc électrique de sur un disjoncteur à courant continu.
L'arc se crée par une ionisation du milieu isolant (généralement l'air), cette ionisation a lieu d'autant plus facilement que les surfaces conductrices sont proches.
Une fois ionisé, le gaz crée un canal conducteur qui entraîne le reste de la charge présente sur la surface de départ. L'arc continue alors, même si les surfaces s'écartent l'une de l'autre et pour autant que la différence de potentiel reste suffisante, mais plusieurs ordres de grandeurs sous le champ électrique critique sont nécessaires pour ioniser l'air.
L'arc électrique ainsi créé est conducteur, mais il reste électriquement neutre.
Le champ disruptif de l'air est évalué à pour de l'air sec à la pression atmosphérique ; il peut descendre à dans un air saturé en humidité.
La position d'un arc électrique est instable : une fois qu'il a trouvé le chemin le moins résistif, il le suit même si celui-ci se déforme entre autres à cause de l'échauffement de l'air. En effet, l'énergie nécessaire à l'arc y est plus faible qu'en suivant n'importe quel autre chemin. Dans l'arc, contrairement au milieu environnant, l'air est ionisé. Quand ce canal d'air ionisé se déforme, le courant d'arc suit son cheminement. L’échauffement du canal ionisé entraîne une courbure de celui-ci vers le haut, il n'est donc plus le chemin le plus court entre le point d'entrée et celui de sortie, mais étant le moins résistif il reste parcouru par le courant de l'arc.
Un courant traversant un arc électrique est généralement intense et variable.
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