電弧是一種氣體放電現(xiàn)象,，電流通過某些絕緣介質(zhì)(例如空氣)所產(chǎn)生的瞬間火花。

分類分類

〈1〉按電流種類可分為：交流電弧,、直流電弧和脈沖電弧,。

〈2〉按電弧的狀態(tài)可分為：自由電弧和壓縮電弧（如等離子弧）,。

〈3〉按電極材料可分為：熔化極電弧和不熔化極電弧,。

作用作用

電弧是高溫高導(dǎo)電率的游離氣體,，它不僅對觸頭有很大的破壞作用,，而且使斷開電路的時間延長。

產(chǎn)生

當(dāng)用開關(guān)電器斷開電流時,，如果電路電壓不低于10—20伏,，電流不小于80~100mA，電器的觸頭間便會產(chǎn)生電弧,。

　　因此,，在了解開關(guān)電器的結(jié)構(gòu)和工作情況之前，首先來看看其是如何產(chǎn)生和熄滅的,。

　　電弧的形成是觸頭間中性質(zhì)子(分子和原子)被游離的過程,。開關(guān)觸頭分離時，觸頭間距離很小,，電場強(qiáng)度E很高(E = U/d),。當(dāng)電場強(qiáng)度超過3×10^6V/m時，陰極表面的電子就會被電場力拉出而形成觸頭空間的自由電子。這種游離方式稱為：強(qiáng)電場發(fā)射,。

　　從陰極表面發(fā)射出來的自由電子和觸頭間原有的少數(shù)電子,，在電場力的作用下向陽極作加速運(yùn)動，途中不斷地和中性質(zhì)點相碰撞,。只要電子的運(yùn)動速度v足夠高,，電子的動能A=1/2mv^2足夠大，就可能從中性質(zhì)子中打出電子,，形成自由電子和正離子,。這種現(xiàn)象稱為碰撞游離。新形成的自由電子也向陽極作加速運(yùn)動,，同樣地會與中性質(zhì)點碰撞而發(fā)生游離,。碰撞游離連續(xù)進(jìn)行的結(jié)果是觸頭間充滿了電子和正離子，具有很大的電導(dǎo),；在外加電壓下,，介質(zhì)被擊穿而產(chǎn)生電弧，電路再次被導(dǎo)通,。

　　觸頭間電弧燃燒的間隙稱為弧隙,。電弧形成后，弧隙間的高溫使陰極表面的電子獲得足夠的能量而向外發(fā)射,，形成熱電場發(fā)射,。同時在高溫的作用下(電弧中心部分維持的溫度可達(dá)10000℃以上)，氣體中性質(zhì)點的不規(guī)則熱運(yùn)動速度增加,。當(dāng)具有足夠動能的中性質(zhì)點相互碰撞時,，將被游離而形成電子和正離子，這種現(xiàn)象稱為熱游離,。

　　隨著觸頭分開的距離增大,，觸頭間的電場強(qiáng)度E逐漸減小，這時電弧的燃燒主要是依靠熱游離維持的,。

在開關(guān)電器的觸頭間,，發(fā)生游離過程的同時，還發(fā)生著使帶電質(zhì)點減少的去游離過程,。

特點及用途

導(dǎo)電性強(qiáng),、能量集中、溫度高,、亮度大,、質(zhì)量輕、易變性等,。

　　電弧可作為強(qiáng)光源如弧光燈,，紫外線源如太陽燈或強(qiáng)熱源如電弧爐。

電弧具有熱效應(yīng)。

電弧放電

兩個電極在一定電壓下由氣態(tài)帶電粒子,，如電子或離子,，維持導(dǎo)電的現(xiàn)象。激發(fā)試樣產(chǎn)生光譜,。電弧放電主要發(fā)射原子譜線,，是發(fā)射光譜分析常用的激發(fā)光源。通常分為直流電弧放電和交流電弧放電兩種,。

　　氣體放電中最強(qiáng)烈的一種自持放電,。當(dāng)電源提供較大功率的電能時，若極間電壓不高（約幾十伏）,，兩極間氣體或金屬蒸氣中可持續(xù)通過較強(qiáng)的電流（幾安至幾十安）,并發(fā)出強(qiáng)烈的光輝,產(chǎn)生高溫（幾千至上萬度）,，這就是電弧放電。電弧是一種常見的熱等離子體（見等離子體應(yīng)用）,。

　　電弧放電最顯著的外觀特征是明亮的弧光柱和電極斑點,。電弧的重要特點是電流增大時,極間電壓下降,弧柱電位梯度也低，每厘米長電弧電壓降通常不過幾百伏,，有時在1伏以下,。弧柱的電流密度很高,每平方厘米可達(dá)幾千安,，極斑上的電流密度更高,。

　　電弧放電可分為 3個區(qū)域：陰極區(qū)、弧柱和陽極區(qū),。其導(dǎo)電的機(jī)理是：陰極依靠場致電子發(fā)射和熱電子發(fā)射效應(yīng)發(fā)射電子,；弧柱依靠其中粒子熱運(yùn)動相互碰撞產(chǎn)生自由電子及正離子，呈現(xiàn)導(dǎo)電性,，這種電離過程稱為熱電離,；陽極起收集電子等作用，對電弧過程影響常較小,。在弧柱中,，與熱電離作用相反，電子與正離子會因復(fù)合而成為中性粒子或擴(kuò)散到弧柱外,，這一現(xiàn)象稱為去電離。在穩(wěn)定電弧放電中,，電離速度與去電離速度相同,，形成電離平衡。此時弧柱中的平衡狀態(tài)可用薩哈公式描述,。

　　能量平衡是描述電弧放電現(xiàn)象的又一重要定律,。能量的產(chǎn)生是電弧的焦耳熱，能量的發(fā)散則通過輻射、對流和傳導(dǎo)三種途徑,。改變散熱條件可使電弧參數(shù)改變,，并影響放電的穩(wěn)定性。

　　電弧通?？煞譃殚L弧和短弧兩類,。長弧中弧柱起重要作用。短弧長度在幾毫米以下,，陰極區(qū)和陽極區(qū)起主要作用,。

　　根據(jù)電弧所處的介質(zhì)不同又分為氣中電弧和真空電弧兩種。液體(油或水)中的電弧實際在氣泡中放電,，也屬于氣中電弧,。真空電弧實際是在稀薄的電極材料蒸氣中放電。這二種電弧的特性有較大差別,。

　　電弧是一束高溫電離氣體,， 在外力作用下， 如氣流,，外界磁場甚至電弧本身產(chǎn)生的磁場作用下會迅速移動（每秒可達(dá)幾百米）,，拉長、卷曲形成十分復(fù)雜的形狀,。電弧在電極上的孳生點也會快速移動或跳動,。

　　在電力系統(tǒng)中，開關(guān)分?jǐn)嚯娐窌r會出現(xiàn)電弧放電,。由于電弧弧柱的電位梯度小,，如大氣中幾百安以上電弧電位梯度只有15伏/厘米左右。在大氣中開關(guān)分?jǐn)?SPAN lang=EN-US>100千伏5安電路時,，電弧長度超過7米,。電流再大，電弧長度可達(dá)30米,。因此要求高壓開關(guān)能夠迅速地在很小的封閉容器內(nèi)使電弧熄滅,，為此，專門設(shè)計出各種各樣的滅弧室,。滅弧室的基本類型有：①采用六氟化硫,、真空和油等介質(zhì)；②采用氣吹,、磁吹等方式快速從電弧中導(dǎo)出能量,；③迅速拉長電弧等。直流電弧要比交流電弧難以熄滅,。