Voltaic Arc

Electrical insulators, when subjected to a high enough voltage, undergo an electrical breakdown. When Electrical Breakdown occurs the electric current starts flowing through the insulator and what was the insulator then becomes an electricity conducting substance after electrical breakdown.
In other words, Voltaic arc or plasma is the electrical discharge which occurs in the insulating substance during an electrical breakdown, and this happens at a specific voltage and specific conditions in an insulator.
The electrical spark can take place in an electrical insulator ( be it plastic, SF6, mineral oil, and even air or a vacuum). A dramatic electrical arc, with which we are all familiar with, is lightening, where the insulator is the air.
This natural phenomenon of arcing or sparking was first scientifically described by Sir Humphry Davy, in an 1801 paper published in William Nicholson’s Journal of Natural Philosophy, Chemistry, and the Arts.
Today this natural phenomenon is very well understood and has a vast variety of applications. Many technologies using plasma have been developed over the last 200 years to help us in everyday life.

Let us look at some of the applications of electric arcs, they are used in:

→ Welding, for industrial applications

→ Industrial cutting, for manufacturing

→ Electric or Plasma arc furnaces, for melting

→ Electrical discharge machining (EDM), also referred to as spark machining, spark eroding, burning, die sinking, wire burning or wire erosion, is a manufacturing process whereby a desired shape is obtained using electrical sparks.

→ Arcing is also used in modern domestic and industrial light bulbs, Spotlights, Theater lighting, metal halite lamps, high-frequency lamps and many other types of light bulbs.

→ Spark plugs are used in the internal combustion engines of vehicles to initiate the combustion of the fuel in a timed fashion.

→ Arcing is used in movie projectors.

→ Electrical Arcing devices have been used extensively for timed detonators (in a controlled demolition).

→ They are used to ignite our gas in domestic hobs.

→ Electrical arcing in being studied for Electrically powered spacecraft propulsion.

→ In Medicine electrical arcing has been in use since early 1900 for electrocoagulation, destruction of tumors and more…

→ In Aesthetics electrical arcing is used for tattoo removal, skin tightening, benign mole removal etc.

All those applications and more, take advantage of the simple and well-known phenomenon of electric arcing.
The few applications we have seen are those in which the properties of electrical arcs have been harnessed to our advantage.

Sometimes, voltaic arcs are not desired physical phenomena. In electric circuit breakers, entire technologies have been developed thanks to the requirement to control and extinguish the arc. Electrical arcs are also unwanted and suppressed in electrical motors, and in oil filled powered transformers, in which a spark (or arc) could have catastrophic consequences and even explosions.

So we have seen, how plasma or voltaic arc have been used for many years and has many different applications in everyday life and it is applied in a vast variety of modern technologies, machines, and various devices.

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Los aislantes eléctricos, cuando se someten a un voltaje suficientemente alto, sufren una avería eléctrica. Cuando ocurre una ruptura eléctrica, la corriente eléctrica comienza a fluir a través del aislador y lo que era el aislante se convierte en una sustancia conductora de electricidad después de una falla eléctrica.
En otras palabras, el arco o plasma voltaico es la descarga eléctrica que se produce en la sustancia aislante durante una falla eléctrica, y esto ocurre a una tensión específica y condiciones específicas en un aislante.
La chispa eléctrica puede tener lugar en un aislante eléctrico (ya sea plástico, SF6, aceite mineral e incluso aire o vacío). Un arco eléctrico espectacular, con el que todos estamos familiarizados, se está iluminando, donde el aislante es el aire.
Este fenómeno natural de formación de arcos o chispas fue descrito científicamente por primera vez por Sir Humphry Davy, en un artículo de 1801 publicado en el Diario de Filosofía Natural, Química y las Artes de William Nicholson.
Hoy en día, este fenómeno natural se entiende muy bien y tiene una gran variedad de aplicaciones. Muchas tecnologías que utilizan plasma se han desarrollado en los últimos 200 años para ayudarnos en la vida cotidiana.

Veamos algunas de las aplicaciones de los arcos eléctricos, se utilizan en:

→ Soldadura, para aplicaciones industriales.

→ Corte industrial, para la fabricación.

→ Hornos de arco eléctrico o de plasma para fundir.

→ El mecanizado por descarga eléctrica (EDM), también conocido como mecanizado por chispa, erosión de chispas, quemado, hundido, quemado de alambre o erosión de alambre, es un proceso de fabricación mediante el cual se obtiene una forma deseada utilizando chispas eléctricas.

→ El arco eléctrico también se utiliza en las bombillas domésticas e industriales modernas, focos, iluminación de teatros, lámparas de halita de metal, lámparas de alta frecuencia y muchos otros tipos de bombillas.

→ Las bujías se utilizan en los motores de combustión interna de los vehículos para iniciar la combustión del combustible en forma cronometrada.

→ El arco eléctrico se utiliza en proyectores de películas.

→ Los dispositivos de arco eléctrico se han utilizado ampliamente para detonadores temporizados (en una demolición controlada).

→ Se utilizan para encender nuestro gas en las placas domésticas.

→ El arco eléctrico en estudio para propulsión de naves de propulsión eléctrica.

→ En Medicina, el arco eléctrico ha estado en uso desde principios de 1900 para la electrocoagulación, destrucción de tumores y más …

→ En Estética, el arco eléctrico se utiliza para eliminar tatuajes, estirar la piel, eliminar lunares benignos, etc.

Todas esas aplicaciones y más, aprovechan el fenómeno simple y conocido como arco eléctrico.
Las pocas aplicaciones que hemos visto son aquellas en las que las propiedades de los arcos eléctricos se han aprovechado para nuestro beneficio.

A veces, los arcos voltaicos no son fenómenos físicos deseados. En los disyuntores eléctricos, se han desarrollado tecnologías completas gracias al requisito de controlar y extinguir el arco. Los arcos eléctricos tampoco son deseados y se suprimen en los motores eléctricos y en los transformadores de potencia llenos de aceite, en los cuales una chispa (o arco) podría tener consecuencias catastróficas e incluso explosiones.

Así que hemos visto, cómo se ha utilizado el arco con plasma o voltaico durante muchos años y tiene muchas aplicaciones diferentes en la vida cotidiana y se aplica en una gran variedad de tecnologías modernas, máquinas y en diversos dispositivos.

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