电弧是一种 气体放电现象,其形成是由于电场过强导致气体发生电离,从而持续形成等离子体,使得电流能够通过通常状态下的绝缘介质(例如空气)产生瞬间火花。电弧是一种自持的气体导电现象,其中大多数载流子是由一次电子发射所产生的电子。触头金属表面因一次电子发射、热离子发射、场致发射或光电发射导致电子逸出,间隙中的气体原子或分子会因电离而产生电子和离子。此外,电子或离子轰击发射表面会引发二次电子发射,当间隙中离子浓度足够大时,间隙被电击穿,从而产生电弧。
电弧的特点包括高温、高亮光和强烈的辐射热能。电弧的持续时间通常少于1秒,但温度可高达29400度,足以引起激烈的气爆和电烧伤。在无明火的情况下,电弧能够瞬间点燃或熔化日常衣物甚至金属。
电弧常见于焊接、电弧炉、电弧灯等电器设备中。当用开关电器断开电流时,如果电路电压大于10—20伏,电流大于80~100毫安,电器的触头间便会产生电弧。电弧发生的原因还包括操作人员使用了不良性能的导电体、绝缘材料的损坏(包括炭化导电)。
电弧有多种类型,可以根据电流的种类进行分类,包括交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。电弧的应用非常广泛,例如在焊接过程中用于熔化金属,在电弧炉中用于高温加热,在电弧灯中用于发光等。