De aluminio, refinerías de uso de la electricidad para separar el aluminio de los minerales de forma natural se produce en. Esta electricidad normalmente toma la forma de corriente continua de baja tensión ("bajo", que significa 4 a 6 voltios), en corriente muy elevados (del orden de decenas de kiloamps). Esta cantidad de energía plantea una electrocución peligro, pero no entiendo cómo. Si todo el sistema eléctrico se ejecuta en, digamos, 5 voltios, y el cuerpo humano actúa como una resistencia, entonces, ¿cómo podemos suficiente actual realidad lo hacen a través de un cuerpo humano a ser peligroso? Del mismo modo, ¿cómo puede un arco eléctrico a través del aire suceder, si se lleva a cientos de voltios a arco sobre una distancia muy corta?
Respuestas
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La tensión en el Hall–Héroult proceso es incómodo bajo (y el actual es demasiado alto) para el eficiente funcionamiento en paralelo de modo que el uso de un montón de células en serie.
A partir de esta fuente ("Estudios sobre el Hall-Heroult de Aluminio de Electroobtención de Proceso"):
La óptima densidad de corriente es de alrededor de 1 cm-2 con un total de células de corriente de entre 150 y 300 kA y un voltaje de la celda -4.0 a -4.5 V. Una célula típica casa contendrá alrededor de 200 células dispuestas en serie en dos líneas.
Por lo que el voltaje en cada celda con respecto a la tierra puede ser muy alto, y el voltaje a través de una celda si se abre será casi 1kV. Corrientes como el que fácilmente se vaporizan de metal, de modo que puede soportar un muy largo arco si se abre de manera relativamente lenta y no tiene un golpe en un mecanismo de salida (DC es peor que la de CA).
Para entender la eficiencia de la cuestión - considere un simple rectificador de onda completa hecha con 6 rectificadores de silicio. Tendrá una gota de (digamos) 2V en plena corriente por lo que la pérdida será la corriente de salida x 2V. En 150kA que 300kW perdido. Si ejecuta 200 células en paralelo perderías el 60MW. Incluso en los hoteles de los precios de la electricidad que las fundiciones de pago que se suman - de la orden, tal vez entre 25 y 50 millones de dólares al año. En la serie, la pérdida es 'sólo' 300kW. El costo de capital es también mucho menos para hacer 150kA en 800V vs 30MA a 4.5 V debido a que mucho más rectificadores y el hundimiento del calor sería necesario.
El lazo del conductor que transporta la corriente de 10 kA tiene inductancia cero. Eso significa una gran cantidad de energía se almacena en ese lazo como \ $\frac{1}{2}LI^2\$.
Si hay una rotura en el circuito, la inductancia será elevar el voltaje en el descanso para mantener la corriente que fluye, mientras que hay energía almacenada aún está disponible para manejarlo. Esto será suficiente para sostener un arco, y el arco se convierten en bastante tiempo así que es necesario un voltaje alto para sostenerlo, lo suficiente como para electrocutar a una persona.
Más ejemplo de la vida cotidiana de una peligrosos de baja tensión, alta fuente de corriente es una humilde de la batería del coche. Por qué? Aunque el voltaje (12V dar o tomar) no es suficiente para electrocutar o incluso significativamente de choque que, en circunstancias normales, las corrientes de falla posibles son lo suficientemente altas como para causar un calentamiento significativo de cualquier objeto de metal que participan en el fallo, que conduce a graves quemaduras.
Como Sphero puntos-10kA es demasiado incómodo de manejar (imaginar el tamaño de las barras colectoras iba a necesitar!) para la práctica Hall-Heroult aplicaciones conectar un montón de células en serie. Esto significa que los voltajes peligrosos están presentes en todas las células de la cadena como un todo (y a la tierra!) incluso si cada célula sólo opera en unos pocos voltios. Piense en esto como la diferencia entre el RC LiPo y la batería de Li-Ion en un Tesla, ambos pueden producir peligrosas corrientes de falla, pero este último también puede pasarle a usted.
