Come è la scintilla prodotta da una candela in un motore a combustione interna?
Balasore, Orissa
Una candela è un dispositivo elettrico che si inserisce nella testa del cilindro di alcuni motori a combustione interna e accende combustibili compressi come aerosol, benzina, etanolo e gas di petrolio liquefatto per mezzo di una scintilla elettrica.
Le candele hanno un elettrodo centrale isolato che è collegato da un filo fortemente isolato a una bobina di accensione o a un circuito magnetico all’esterno, formando, con un terminale messo a terra sulla base della spina, una fessura di accensione all’interno del cilindro.
Le candele non producono alta tensione fanno solo scintille con alta tensione.
Una bobina di accensione è una bobina di induzione nel sistema di accensione di un’automobile che trasforma i 12 volt della batteria alle migliaia di volt (da 20 a 30 mila volt o più) necessari per accendere le candele. Il filo che va dalla bobina di accensione al distributore ei fili che vanno dal distributore a ciascuna delle candele sono chiamati fili di candela.
Questa forma specifica dell’autotrasformatore, insieme all’interruttore a contatto e ad un condensatore, converte la bassa tensione da una batteria all’alta tensione richiesta dalle candele in un motore a combustione interna.
Quando l’interruttore di contatto si chiude, consente di accumulare una corrente dalla batteria nell’avvolgimento primario della bobina di accensione.
Una volta che la corrente ha costruito fino al suo livello completo, l’interruttore di contatto si apre. Poiché ha un condensatore collegato attraverso di esso, l’avvolgimento primario e il condensatore formano un circuito sintonizzato, e come l’energia immagazzinata oscilla tra l’induttore formato dalla bobina e il condensatore, il campo magnetico mutevole nel nucleo della bobina induce una tensione molto più grande nel secondario della bobina.
Mentre gli elettroni fluiscono dalla bobina, si sviluppa una differenza di tensione tra l’elettrodo centrale e l’elettrodo laterale. Nessuna corrente può fluire perché il carburante e l’aria nello spazio sono un isolante, ma man mano che la tensione aumenta ulteriormente, inizia a cambiare la struttura dei gas tra gli elettrodi.
Una volta che la tensione supera la rigidità dielettrica dei gas, i gas diventano ionizzati. Il gas ionizzato diventa un conduttore e consente agli elettroni di fluire attraverso il divario. Le candele di solito richiedono una tensione di 12.000-25.000 volt o più per “sparare” correttamente, anche se può arrivare fino a 45.000 volt.
Forniscono corrente più elevata durante il processo di scarica con conseguente scintilla più calda e più lunga durata.
Mentre la corrente degli elettroni attraversa il divario, aumenta la temperatura del canale della scintilla a 60.000 K. Il calore intenso nel canale della scintilla fa sì che il gas ionizzato si espanda molto rapidamente, come una piccola esplosione.
S. S. UJWAL
(Membro della Società Americana di Ingegneri meccanici)
Ingegneria meccanica
Andhra University
Visakhapatnam
Andhra Pradesh