Sé que los arcos eléctricos son peligrosos [etc]. Sin embargo, estoy un poco confundido de por qué.
Un arco crea el cuarto estado de la materia: un plasma. El plasma en el aire es muy caliente; puede llegar a ser más de 2500°C de hecho. Por esta razón en sí misma, es un gran peligro de incendio ya que casi nada puede sobrevivir esas temperaturas. Incluso un arco pequeño (como dentro de un conector suelto) con el tiempo, corroerá el material y causará un mal funcionamiento o incendio. Un arco no intencionado nunca "mejorará" y solo empeorará la conexión.
Un conductor como un cable, a diferencia de un arco, es mucho más conductivo, por lo que tiene una pérdida mucho menor. Es difícil hacer que la mayoría de los conductores en el aire se derritan, y mucho menos duplicar esa temperatura. Una vez que se sobrecarga un conductor y se calienta, se derretirá y se romperá, lo que provocará un arco. El arco tiene propiedades físicas completamente diferentes a las de un cable caliente.
¿La capacidad calorífica específica del aire de plasma, es lo suficientemente baja como para calentarse extremadamente bajo el flujo de corriente normal, y luego calienta rápidamente los alrededores?
Sí y no, es una combinación de factores. Un arco pequeño, con un pequeño flujo de corriente, disipará una pequeña cantidad de energía, creando una fuente de calor (muy) pequeña. Mientras que un arco grande, con una corriente alta, disipa mucha más energía, creando un arco mucho más caliente. Es más fácil para el arco grande fundir metal, por lo que parece más peligroso, pero la temperatura del arco pequeño sigue siendo muy caliente; simplemente es tan pequeño que no puede causar tanto daño rápidamente. Sí, el aire se calienta mucho, pero el aire no es un buen conductor térmico, por lo que el calor se localiza en el área dentro del canal del arco. La transferencia ocurre principalmente en los puntos de contacto eléctrico. Para los arcos pequeños, no se transfiere suficiente calor para fundir el metal (se conduce térmicamente más rápido de lo que puede acumularse). Para producir arcos "grandes" y fundir metal, se necesita un alto voltaje, lo que añade otra faceta de peligro.
La corriente juega un papel en la temperatura de los arcos. Aunque desagradable, es posible tocar una bobina Tesla de 2MV pequeña sin (gran) molestia. Allí, la corriente es muy baja y la frecuencia muy alta, por lo que tiende a viajar por encima de la piel en lugar de penetrar en ella.
La frecuencia (AC oscilante) más baja, más peligrosa es, siendo DC la más peligrosa para los seres vivos. Los arcos de DC también son más difíciles de extinguir y requieren métodos más exóticos que AC, ya que AC naturalmente invierte la corriente dos veces en cada ciclo, lo que tiende a ayudar a extinguir los arcos.
Los arcos de subestaciones de energía son especialmente malos, ya que emplean baja frecuencia (60Hz), alto voltaje y alta corriente. Al final, se pueden ver metales fundidos (>900°C al menos) goteando desde lo que el arco tocó.
A veces el arco es capaz de extinguirse al contaminar los conductores con materiales vaporizados o al quitar suficiente material para crear una distancia lo suficientemente grande como para sofocar el arco. A veces no, y resulta en que un transformador lleno de aceite se ventile en una bola de fuego. Pero en todos los casos, los arcos (no deseados) son dañinos y no deseados.
