电弧产生现象原因及特点
电弧
三、带电质点的复合与扩散 电弧的去游离过程包括复合和扩散两种形式。
1. 复合
复合是正、负带电质点相互结合变成不带电质点的现象。 由于弧柱中电子的运动速度很快，约为正离子的1000倍，所以 电子直接与正离子复合的几率很小。一般情况下，先是电子碰 撞中性质点时，被中性质点捕获变成负离子，然后再与质量和
一、电弧的危害和特点 1. 电弧的概念
当开关电器开断电路时，电压和电流达到一定值时，触头 刚刚分离后，触头之间就会产生强烈的白光，称为电弧。 2.电弧的本质 电弧的实质是一种气体放电现象。 3. 电弧放电的特征 （1）电弧温度很高。 （2）电弧是一种自持放电现象。
表面30004000度，弧 心温度可达 10000度
电弧熄灭。
电弧熄灭的条件：
ud (t ) ur (t )
交流电弧的熄灭方法
1、提高触头的分闸速度
熄灭交流电弧的关键在于电弧电流过零后，弧隙的介质强
度的恢复过程能否始终大于弧隙电压的恢复过程。为了加强冷
却，抑制热游离，增强去游离，在开关电器中装设专用的灭弧 装置或使用特殊的灭弧介质，以提高开关的灭弧能力。
动特性。由于弧柱的受热升温或散热降温都有一定过程，跟
不上快速变化的电流，所以电弧温度的变化总滞后于电流的 变化，这种现象称为电弧的热惯性。 经过分析，可见交流电弧在交流电流自然过 零时将自动熄灭，但在下半周随着电压的增 高，电弧又重燃。如果电弧过零后，电弧不 发生重燃，电弧就此熄灭。
u
u h2
4 电弧的产生和熄灭解析
电弧的形成与熄 灭
电弧是电力系统及电能利用工程中常见的物理现象.
例如： 随处可见的电弧焊接、电弧炼钢炉等利用电弧工作的用电设备； 在电力系统中的开关电器，工作时触头间也会产生电弧。
这是我们所不希望的
对电弧的了解、分析，采取有效地措施熄灭电弧，这对电力系统的 正常操作与安全运行有很重要的意义。
成飞弧短路和伤人，或引起事故的扩大。
二、电弧的形成 1、强电场发射 开关电器分闸的瞬间，由于动、静触头的距离很小，触
头间的电场强度就非常大 ，使触头内部的电子在强电场作用
下被拉出来 ，就形成强电场发射。 2、热电子发射 当断路器的动、静触头分离时，触头间的接触压力及接 触面积逐渐缩小，接触电阻增大，使接触部位剧烈发热，导 致阴极表面温度急剧升高而发射电子 ，形成热电子发射。
一、电弧的危害和特点 1. 电弧的概念
当开关电器开断电路时，电压和电流达到一定值时，触头 刚刚分离后，触头之间就会产生强烈的白光，称为电弧。 现象：开关电器开断电路时，触头间产生耀眼的白光。 电弧的存在说明电路中有电流，只有当电弧熄灭，触头 间隙成为绝缘介质时，电路才算断开。
一、电弧的危害和特点
运动速度相当的正离子互相吸引而接近，交换电荷后成为中性
质点。还有一种情况就是电子先被固体介质表面吸附后，再被 正离子捕获成为中性质点。
2. 扩散 扩散是弧柱中的带电质点逸出弧柱以外，进入周围介 质的现象。扩散有三种形式： （1）温度扩散，由于电弧和周围介质间存在很大温差， 使得电弧中的高温带电质点向温度低的周围介质中扩散， 减少了电弧中的带电质点； （2）浓度扩散，这是因为电弧和周围介质存在浓度差， 带电质点就从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，使电弧 中的带电质点减少； （3）利用吹弧扩散，在断路器中采用高速气体吹弧， 带走电弧中的大量带电质点，以加强扩散作用。
4 电弧的产生和熄灭
一、电弧的危害和特点 1. 电弧的概念
当开关电器开断电路时，电压和电流达到一定值时，触头 刚刚分离后，触头之间就会产生强烈的白光，称为电弧。 现象：开关电器开断电路时，触头间产生耀眼的白光。 电弧的存在说明电路中有电流，只有当电弧熄灭，触头 间隙成为绝缘介质时，电路才算断开。
一、电弧的危害和特点
3、碰撞游离
从阴极表面发射出的电子在电场力的作用下高速向阳极 运动，在运动过程中不断地与中性质点（原子或分子）发生 碰撞。当高速运动的电子积聚足够大的动能时，就会从中性 质点中打出一个或多个电子，使中性质点游离，这一过程称 为碰撞游离。 4、热游离 弧柱中气体分子在高温作用下产生剧烈热运动，动能很
谢谢
温度较低，亮度明显减弱的部分叫弧焰，电流几乎都从弧柱内
部流过。
4. 电弧的危害
（1）电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间， 加重了电力系统短路故障的危害。 （2）电弧产生的高温，将使触头表面熔化和蒸化，烧坏 绝缘材料。对充油电气设备还可能引起着火、爆炸等危险。
（3）由于电弧在电动力、热力作用下能移动，很容易造
3、吹弧 用新鲜而且低温的介质吹拂电弧时，可以将带电质点吹到 弧隙以外，加强了扩散，由于电弧被拉长变细，使弧隙的电导 下降。吹弧还使电弧的温度下降，热游离减弱，复合加快。按 吹弧气流的产生方法和吹弧方向的不同，吹弧可分为以下几种。 1. 吹弧气流产生的方法有： （1）用油气吹弧 用油气作吹弧介质的断路器称为油断路器。在这种断路器 中，有用专用材料制成的灭弧室，其中充满了绝缘油。当断路 器触头分离产生电弧后，电弧的高温使一部分绝缘油迅速分解 为氢气、乙炔、甲烷、乙烷、二氧化碳等气体，其中氢的灭弧 能力是空气的7.5倍。这些油气体在灭弧室中积蓄能量，一旦 打开吹口，即形成高压气流吹弧。
电弧的产生、理论和物理特性
电离过程是各种电离形式的综合表现。
2. 消电离（去游离）
（1）概念：
电离气体中的带电粒子离开区域，或者失去电荷 变为中性粒子，这种现象叫消电离。 （2）形式：
复合 扩散
复合
两个带有异性电荷的粒子相遇互相作用而消失电荷， 形成中性粒子的现象叫复合。
1）表面复合 2）空间复合 影响复合因素最显著的是温度，冷却作用是加强复合 的决定性因素。
扩散
弧柱中的带电粒子，由于热运动从弧柱中浓度高的区 域移动到弧柱周围浓度较低的区域，叫扩散。
电弧电流恒定时，扩散速率与电弧直径成反比； 电弧电流恒定时，复合速率与电弧直径平方成反比。
气体放电的几个阶段
1. 非自持放电阶段（OD段） 2. 自持放电阶段（从D点起）
阳极表面也存在阳极斑点，它接收从弧柱中过来的电子。弧 柱是由高温、游离了的气体形成的充满了带电粒子的等离子休。
三、电弧的组成部分(续2）
3. 弧柱区——6000k以上高温， 大量气体分子游离，因此具有良 好的导电性。电流越大，弧温越 高。热电离程度越大，电阻越小ห้องสมุดไป่ตู้ 伏安特性是负特性（但真空电弧 是正特性），弧柱内气体全部电 离，正负带电粒子数相等，为等 离子体。
四、电弧发生的途径
（１）电路开断断电弧的发生。为了使电点燃，某一最低电流值 是必需的。 开断电路时电弧的产生过程 触头开始分断—(存在超程实际未分断)—>接触点减小—>极限状 态(仅一点接触)—>接触处金属熔融—>液态金属桥—>金属桥断裂 (爆炸)—(电流瞬时截断)—>产生过电压—(击穿介质)—>电弧—( 各种熄弧因素)—>电弧熄灭—>触头分断
电弧
一．电弧的产生：当断路器开断电路时，只要电路中电压大于10～2OV。
电流大于80～100mA。
动、静触头间就会出现电弧。
此时触头虽已分开，但是电流通过触头间的电弧继续流通，一直到触头分开到足够的距离，电弧熄灭后，电路才开断．因此，电弧是高压断路器开断过程中产生的现象。
开关触头分离时，触头间距离很小，电场强度E很高(E = U/d)。
当电场强度超过3×10---6---V/m 时，阴极表面的电子就会被电场力拉出而形成触头空间的自由电子。
这种游离方式称为：强电场发射。
从阴极表面发射出来的自由电子和触头间原有的少数电子，在电场力的作用下向阳极作加速运动，途中不断地和中性质点相碰撞。
只要电子的运动速度v足够高，电子的动能A = mv2足够大，就可能从中性质子中打出电子，形成自由电子和正离子。
这种现象称为碰撞游离。
新形成的自由电子也向阳极作加速运动，同样地会与中性质点碰撞而发生游离。
碰撞游离连续进行的结果是触头间充满了电子和正离子，具有很大的电导；在外加电压下，介质被击穿而产生电弧，电路再次被导通。
当高压断路器开断高压有载电路时之所以产生电弧，原因在于触头本身及其周围的介质中含有大量可被游离的电子。
当分断的触头间存在足够大的外施电压条件下，电路电流也达到最小生弧电流时，会因强烈的游离而产生电弧。
电弧的形成是触头间中性质子(分子和原子)被游离的过程。
这种有强烈的声、光和热效尖的弧光放电，就是电弧的形成过程。
所以，电弧实质上就是一种能导电的电子、离子流，其中还包括燃烧着的铜分子流。
二．电弧的特性：电孤是一种气体放电现象，电弧放电现象的主要特性如下。
1.电孤是种能量集中、温度高、亮度大的气体放电现象。
如前所述，10kV少油断路器开断20KA时，电弧功率高达一万千瓦已上。
这样大的能量在很短的时间内几乎全部变成热能，造成电弧及其附近区域强烈物理、化学变化。
2.电弧由三部分组成：阴极区、阳级区和弧柱区。
在电弧的阴极和阳极区，温度常超过金属气化点，弧柱是在阳极、阴极之间明亮的光柱，弧柱中心温度可高达七干度，弧柱的直径很小，一般只有几毫米到几个厘米。
电弧产生和熄灭的物理原理
任务二:电弧产生和熄灭的物理原理一、电弧产生的物理过程当触头开断，在触头间隙中有电弧燃烧时，电路仍然导通。
这说明此时触头间隙的气体由绝缘状态变成了导电状态。
气体呈导电状态的原因是由于原来的中性气体分解为电子和离子，即气体被游离，此过程称为气体的游离过程。
气体游离出来的电子和离子在电场作用下各朝对应的极运动，便形成电流，从而造成触头虽然已开断，但电路却并未切断。
但当电弧熄灭之后电路就不再导通了。
这说明此时触头间隙的气体恢复了介质强度，又呈现绝缘状态，即气体已经消除游离而恢复为中性。
那么，气体是怎么游离和消游离的呢？一、开断电路时电弧产生的物理过程当触头开断电路，在间隙中产生电弧时，电路仍然是导通的。
这就说明已分开的触头间的气体由绝缘状态变成了导电状态。
那么，究竟有哪些物理过程在这个气体由不导电的状态变成导电状态过程中起作用了呢?下面就此进行一些分析。
金属材料表面在某些情况下能发射出自由电子，这种现象叫表面发射。
自由电子的产生是由于金属内的电子得到能量，克服内部的吸引力而逸出金属。
一个电子逸出金属所需能量叫逸出功，其单位用电子伏(eV)表示。
不同金属材料逸出功的大小不一样。
从物质原子的结构而言，是由原子核与若干电子构成的。
如果外界加到电子上的能量足够大，能使电子克服原子核的吸引力作用而成为自由电子，这种现象称为游离。
游离所需的能量叫游离能。
不同的物质其游离能不同。
触头开断电路时，产生电弧的原因主要有：阴极热发射电子；阴极冷发射电子；碰撞游离和热游离等。
1.阴极热发射电子触头开断过程中，触头间的接触面积逐渐减小，接触处的电阻越来越大，电流密度也逐渐增大，触头表面的温度剧增，金属内由于热运动急剧活跃的自由电子就克服内部的吸力而从阴极表面发射出来，这种主要是由于热作用所引起的发射称为热发射。
温度越低、逸出的功越大时，热发射的电流密度越小。
2.阴极冷发射电子在触头刚刚分开发生热发射的同时，由于触头之间的距离很小，线路电压在这很小的间隙内形成很高的电场，此电场将电子从阴极表面拉出，形成强电场发射。
电弧产生的原因
电弧产生的原因电弧产生的原因电弧产生所需要的条件是，电路电压不得低于10——20v，通过电路的电流不得低于80——100ma，一旦开关断开或者接通都会有电弧现象产生。
它的原理是根据电场公式，e=u/d，u电表的是开关两端的电压的值，d指的是开关两端接通电路的两点之间的距离，按照极限的思想，当开关接通或者是断开的瞬间d的值是非常小的，趋于零而不等于零，这就使得e的值很大，当e的值达到3×10ⁿ(n=6)阴极板的电子就会被发射一高速的形式发射出去。
根据动能守恒定理，如果被发射电子的能量足够大，可以与极板之间的中性质子发射碰撞，激发出中性质子的电子，共同向阳极板运动。
极板之间存在电子，质子，导电性能会大大的提高，加上电路两端的电压的作用，电路会在次导通，进行二次通电，电弧的中心温度可以达到10000摄氏度以上。
电弧的产生主要是靠热游离而维持的，温度一热，分子的运动就会加快，当具有足够动能的中性质点相互碰撞时，将被游离而形成电子和正离子，这种现象称为热游离。
电弧产生的危害(1)延缓了电路的及时断开，对电器的危害是相当大的。
(2)电弧产生时温度比较高，容易把绝缘材料烧毁，造成漏电事件。
(3)电弧伤人，飞弧短路和伤人。
如何预防电弧的伤害电弧危害是可以预防或减轻的。
主要措施包括：通过严格规范的电路工程设计，制定严格的操作规程，可降低事故发生的概率，缩短事故发生延续的时间，相对减低了事故的危害程度。
必须制定相应的防护措施：严格执行操作规程，但还是难免在各种环境及心情不佳的情况下，发生误操作等违反规程的事情时有发生，危险仍然存在，最好的办法还是在不带电的情形下工作。
穿戴电弧防护装备，在国外的许多国家已应用较广泛。
对从事此类工作的专业人员配备相应的防护装备，上岗前进行必要的安全知识培训，当事故发生时如何面对或以最好的方式处置，掌握最佳的时机避免或减轻电弧对自身的伤害。
电弧发生的条件1、电路开断时电弧的发生在触头开始分离时.作用在它们之间的接触压力将减少，接触面积也缩小，接触电阻和触头中放出的热量就增加。
电弧
电弧：电压的两电极之间或电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。
所谓气体放电，是指当两电极之间存在电位差时，电荷从一极穿过气体介质到达另一极的导电现象（图1-1）。
但是并不是所有的气体放电现象都是电弧，电弧仅是其中的一种形式。
⏹图1-2是一对电极气体放电的伏安特性曲线，根据气体放电的特性，可以将其分为两个区域，即非自持放电区和自持放电区。
⏹当导电电流大于一定值时，就会产生这种自持放电。
在自持放电区内，当电流数值不同时，导电机构也有差异，可以分为暗放电、辉光放电和电弧放电三种形式。
2.电弧中带电粒子的产生⏹两电极之间要产生气体放电必须具备两个条件，一是必须有带电粒子，二是在两极之间必须有一定强度的电场。
(E = U/d)。
⏹电弧中的带电粒子指的是电子、正离子和负离子。
引燃电弧和维持电弧燃烧的带电粒子是电子和正离子。
这两种带电粒子主要是依靠电弧中气体介质的电离和电极的电子发射两个物理过程产生的。
（1）电离与激励2.电弧中带电粒子的产生⏹两电极之间的气体受到外加能量（如外加电场、光辐射、加热等）作用时，气体分子热运动加剧。
当能量足够大时，由多原子构成的气体分子就会分解为原子状态，这个过程称为解离。
⏹在外加能量的作用下，使中性气体分子或原子分离成为正离子和电子的现象称为电离。
电离时，中性气体分子或原子吸收了足够的能量，使得其中的电子脱离原子核的束缚而成为自由电子，同时使原子成为正离子。
⏹使中性气体粒子失去第一个电子所需要的最低外加能量称为第一电离能，生成的正离子称为一价正离子，所发生的电离称为一次电离。
电离与激励电离能通常以电子伏（eV）为单位，1电子伏就是1个电子通过1V电位差的空间所获得的能量，其数值为1.6×10-19J。
为了便于计算，常把以电子伏为单位的能量转换为数值上相等的电压来处理，单位为伏（V），此电压称为电离电压。
电弧气氛中常见气体的电离电压如表1-1所示。
气体电离电压的大小说明电子脱离原子或分子所需要外加能量的大小，也说明某种气体电离的难易程度。
电弧的放电过程与等离子体特性
电弧的放电过程与等离子体特性电弧，作为一种短路现象，是电能释放的一种重要形式，具有强大的燃烧能力和导电能力。
电弧的放电过程是一个复杂的物理过程，涉及到等离子体特性和能量转换的相关知识。
一、电弧的形成和放电过程电弧是在一定条件下，电流通过气体或液体等介质时产生的放电形式。
当两个导体之间存在电压差，并且之间存在一个将电流限制在很小范围内的介质时，电弧就会形成。
电弧的放电过程主要分为形成、维持和熄灭三个阶段。
1. 形成阶段：电弧的形成需要一定的电压和电流，以克服介质的绝缘能力，并开始突破介质的限制。
当电压达到一定值时，介质内的电离现象加剧，会形成带正负离子的导电通道，从而形成电弧。
2. 维持阶段：在形成电弧后，电流会沿着电弧通道流动，同时伴随着高温和强烈的辐射。
电弧通道内的气体会继续电离，产生新的电离粒子，使得电弧能够维持稳定的放电状态。
3. 熄灭阶段：当电弧通道的电离程度达到饱和状态时，电弧会逐渐熄灭。
这是因为电流随着电离程度的提高而减小，无法维持电弧的放电过程。
在熄灭过程中，电弧通道内的温度逐渐降低，直到回到介质的初始状态。
二、等离子体特性电弧是一种等离子体的形式。
等离子体指的是电子和离子以及中性粒子组成的高度电离的气体。
等离子体具有以下几个特性。
1. 强烈的辐射：电弧释放出的能量转化成了强烈的辐射，包括可见光、紫外线和各种电磁波。
这种辐射现象使得电弧在焊接、切割和照明等各个领域得到了广泛的应用。
2. 高温：电弧通道内的温度可达几千度甚至上万度。
这种高温使得电弧具有强烈的燃烧能力，可以将金属材料熔化连接，并产生高能量的热量，用于焊接和切割等工艺。
3. 密度和速度：等离子体中电子和离子的密度相对较高，并且具有很高的运动速度。
这使得电弧具有很好的导电性能和高速冲击能力，能够产生强大的电磁力和机械冲击。
4. 等离子体流动性：等离子体可以通过外部的电磁场或气流等力场的作用下发生流动。
这种流动性使得等离子体在等离子体激光和推进器等领域得到了广泛应用。
电弧的产生
电弧的形成是触头间中性质子(分子和原子)被游离的过程。
开关触头分离时，触头间距离很小，电场强度E很高(E = U/d)。
当电场强度超过3×10^6V/m时，阴极表面的电子就会被电场力拉出而形成触头空间的自由电子。
这种游离方式称为：强电场发射。
从阴极表面发射出来的自由电子和触头间原有的少数电子，在电场力的作用下向阳极作加速运动，途中不断地和中性质点相碰撞。
只要电子的运动速度v足够高，电子的动能A=1/2mv^2足够大，就可能从中性质子中打出电子，形成自由电子和正离子。
这种现象称为碰撞游离。
新形成的自由电子也向阳极作加速运动，同样地会与中性质点碰撞而发生游离。
碰撞游离连续进行的结果是触头间充满了电子和正离子，具有很大的电导；在外加电压下，介质被击穿而产生电弧，电路再次被导通。
触头间电弧燃烧的间隙称为弧隙。
电弧形成后，弧隙间的高温使阴极表面的电子获得足够的能量而向外发射，形成热电场发射。
同时在高温的作用下(电弧中心部分维持的温度可达10000℃以上)，气体中性质点的不规则热运动速度增加。
当具有足够动能的中性质点相互碰撞时，将被游离而形成电子和正离子，这种现象称为热游离。
在掌握非自动控制电器的使用的前提下，灭弧的方法有以下几种：①利用触头回路本身电动力的简单灭弧法。
电弧受到电动缸的作用而拉长，且电弧在移动的过程中迅速冷却，从而使电弧熄灭。
②多断口灭弧法。
双断口即桥式触头将整个电弧分成两段，并利用了上述电动力吹弧，因而效果较好。
有时还在触头上加个灭弧罩，此罩是用石棉水泥或陶瓷材料制成的，用来隔弧，防止电弧在极间飞跃而造成短路。
注意，使用时不要将灭弧罩取下。
③磁吹灭弧。
磁吹灭弧装置中在触头回路(主电路)中串接吹弧线圈(较粗的几匝导线，其间穿以铁芯增加导磁性)，通电流后产生较大的磁通。
触头分开的瞬间所产生的电弧就是载流体，它在磁通的作用下产生电磁力，把电弧拉长与冷却而灭弧。
电弧电流越大，吹弧的能力也越大。
电弧是怎样产生原理
电弧是怎样产生原理
电弧是由于电流在中断或阻断的情况下，通过两电极之间的空气形成的一种放电现象。
具体的产生原理如下：
1. 电介质击穿：当电压升高到一定程度时，电压将足以击穿空气中的电介质分子，使其电离。
这个过程会形成一个电导通道，使电流能够流经该通道。
2. 离子和电子的移动：电介质击穿后，空气中的分子将电离形成离子和电子。
电子由于负电荷的作用被吸引到阳极，而正离子则被吸引到阴极。
3. 空气的加热：电流通过离子和电子的碰撞，将能量传递给空气分子，使空气分子发生震动和旋转，导致空气的加热。
4. 电流弧光：由于空气被加热，电弧形成，并放出明亮的光。
电弧通常呈现出蓝白色或紫色。
总的来说，电弧产生的原理是通过电压升高击穿空气形成导电路径，离子和电子在电流作用下移动并产生加热效应，最终形成明亮的电弧。
拉闸时有电弧是什么原因电感
拉闸时有电弧是什么原因电感
拉闸时出现电弧的原因通常与电感有关。
电感是指电流通过导
体时产生的磁场所导致的现象。
当拉闸时，电流突然中断会导致磁
场崩溃，从而产生电感电动势。
这种突然中断电流产生的电感电动
势会引起电弧的产生。
电弧是在电流中断时产生的一种放电现象，它会产生明亮的火
花和高温。
电弧的产生会导致设备损坏、能量损失以及安全隐患。
电弧产生的原因可以包括电流中断时的电感电动势、设备老化、设
备故障、操作不当等因素。
在拉闸时，由于电感的存在，电流中断会导致电感电动势产生，从而引起电弧。
为了减少电弧的产生，可以采取一些措施，例如使
用专门设计的电弧灭弧装置、合理设计电路以减小电感电动势的影响、定期检查设备以确保设备正常运行等。
总之，电感是导致拉闸时产生电弧的一个重要原因，了解电感
的作用并采取相应的措施可以有效减少电弧的产生，确保设备的安
全运行。
电弧产生过程
电弧产生过程电弧是一种高强度的电流放电现象，其产生的过程包括电弧的起始、发展和终止三个阶段。
电弧是一种非常重要的现象，广泛应用于电力、照明、焊接、切割等领域。
本文将详细介绍电弧产生的过程。
一、电弧起始阶段电弧起始阶段是电弧产生的第一阶段。
当两个电极之间的电势差达到一定值时，电场强度会足够大，使空气分子发生电离，形成等离子体。
等离子体是一种由带正电和带负电的离子和自由电子组成的气体，具有很高的电导率和导电性。
当等离子体形成后，电流就开始流动，电极之间的电势差也开始下降，电弧开始形成。
电弧起始阶段通常需要一个较高的电势差，一般在几百伏以上。
此外，电极的材料、形状、距离等因素也会影响电弧的起始。
例如，电极的形状越尖锐，电势差越小，电弧起始的容易；电极之间的距离越小，电弧起始的容易。
二、电弧发展阶段电弧发展阶段是电弧产生的第二阶段。
当电弧起始后，电流会不断增加，电弧的温度也会不断上升，形成高温等离子体。
等离子体的温度可以达到几千度甚至更高，产生强烈的光和热辐射，同时也会产生强烈的电磁场和电子束流。
电弧发展阶段的过程中，等离子体会不断向外扩散，形成电弧火焰。
电弧火焰的形态取决于电弧的工作条件和环境因素。
例如，在空气中工作的电弧火焰呈现为蓝色，而在氩气等惰性气体中工作的电弧火焰呈现为紫色。
三、电弧终止阶段电弧终止阶段是电弧产生的最后阶段。
当电弧工作条件变化或者电弧能量消耗殆尽时，电弧就会终止。
电弧终止的过程包括电弧的熄灭和等离子体的消散。
电弧的熄灭是指电弧火焰消失的过程。
电弧熄灭时，电弧火焰会逐渐变暗，直到消失。
电弧熄灭的原因包括电弧能量消耗殆尽、电极间距离增大、电流减小等因素。
等离子体的消散是指等离子体吸收能量后逐渐消失的过程。
等离子体消散的速度取决于等离子体的密度和温度。
当电弧终止后，等离子体会逐渐消散，直到完全消失。
总之，电弧产生的过程是一个复杂的物理过程，包括电弧的起始、发展和终止三个阶段。
电弧的产生和控制对于电力、照明、焊接、切割等领域具有非常重要的意义。
电弧闪光的原理
电弧闪光的原理电弧闪光的原理是利用电流通过空气或其他介质时，产生的气体离子化和电子碰撞激发的现象。
电弧闪光通常伴随着火花和强烈的光亮，具有高温和高能量。
要了解电弧闪光的原理，首先需要了解电流和电弧的概念。
电流是电荷通过导体单位时间内的流动，而电弧则是电流通过非导体空气或其他介质时所产生的放电现象。
当电流通过空气时，由于电流的作用，空气被离子化，即原本中性的分子和原子获得电荷变成正负离子。
电流产生的离子在电弧中以高速运动，与空气分子碰撞，使得空气分子激发和激化。
激发态和激化态的分子通过自发辐射，发射出短波长的紫外线光子，紫外线光子再通过吸收或碰撞，将原本处于低能态的分子和原子激发到高能态。
当足够多的分子和原子达到高能态时，它们会同时向低能态跃迁，释放出能量。
这些能量以光的形式传播出来，形成看得见的闪光。
由于高能态的分子和原子数量很大，释放的能量非常多，因此闪光非常明亮，并能够照亮周围环境。
电弧闪光的颜色主要取决于被激发物质的性质。
当电流通过空气时，由于空气中氮气和氧气含量较高，氮氧分子和氮原子是主要的激发和激化物质。
氮气激发产生的光谱主要在紫外和可见光区域，显示为闪耀的紫白光。
氧气激发产生的光谱主要在绿色和红外区域，但由于氧气的浓度较低，所以主要显示为暗红色。
此外，电弧闪光也会产生辐射热量。
当电流通过空气时，电弧温度可达数千至数万摄氏度，甚至可以高于太阳表面温度。
这种高温能够将周围的物体加热并产生灼伤和熔融。
因此，在处理高能量电流时，必须采取适当的安全措施，以保护人员和设备。
总结起来，电弧闪光是电流通过空气或其他介质时产生的放电现象，其原理是通过电流离子化气体和电子碰撞激发分子和原子，从而产生高能态物质和释放能量的过程。
这些能量以光和热的形式表现出来，形成闪光和高温现象。
通过了解电弧闪光的原理，我们可以更好地理解电弧现象，并在实际应用中采取适当的防护措施。
电弧燃烧得以维持的原因
电弧燃烧得以维持的原因
电弧是一种持续的电流放电现象,它能够在气体中自行维持,其燃烧的原因主要有以下几个方面:
1. 热电离作用
电弧燃烧时会产生大量的热量,使周围的气体分子电离,形成导电的等离子体。
这种等离子体能够持续传导电流,从而维持电弧的存在。
2. 电子发射
在电弧燃烧过程中,阴极表面会发射出大量的热电子。
这些热电子在电场的作用下,被加速朝向阳极运动,与气体分子发生碰撞电离,产生新的电子和离子,形成电离层,使电弧得以持续燃烧。
3. 正离子对流
电弧柱中正离子在电场的作用下,会向阴极方向运动。
在靠近阴极时,正离子获得足够的能量,能够从阴极表面逐出电子,产生次级电子发射,为电弧提供新的载流粒子。
4. 电弧等离子体的高温
电弧等离子体温度可达数万至几十万摄氏度,非常有利于气体分子电离和原子电离,从而产生大量的电子和离子,维持着电弧的燃烧。
电弧燃烧的持续是由于热电离、电子发射、正离子对流和高温等离子体的共同作用,这些因素相互促进、相互影响,使得电弧得以自我维持。
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电弧产生现象原因及特点
电弧产生现象原因及特点
在有触点电器中，触头接通和分断电流的过程中往往伴随着气体放电现象---电弧的产生及熄灭，电弧对电器具有一定的危害。
电弧属于气体放电的一种形式。
气体放电分为自持放电与非自持放电两类，电弧属于气体自持放电中的弧光放电。
试验证明，当在大气中开断或闭合电压超过10V、电流超过100MA的电路时，在触头间隙（或称弧隙）中会产生一团温度极高、亮度极强并能导电的气体，称为电弧。
由于电弧的高温及强光，它可以广泛应用于焊接、熔炼、化学合成、强光源及空间技术等方面。
对于有触点电器而言，由于电弧主要产生于触头断开电路时，高温将烧损触头及绝缘，严重情况下甚至引起相间短路、电器爆炸，酿成火灾，危及人员及设备的安全。
所以从电器的角度来研究电弧，目的在于了解它的基本规律，找出相应的办法，让电弧在电器中尽快熄灭。
我们借助一定的仪器仔细观察电弧，可以发现，除两个极（触头）外，明显的分为3个区域，即近阴极区、近阳极区及弧柱区。
近阴极区的长度约等于电子的平均自由行程。
在电场力的作用下正离子向阴极运动，造成此区域内聚集着大量的正离子而形成正的空间电荷层，使阴极附近形成高电场强度。
正的空间电荷层形成阴极压降，其数值随阴极材料和气体介质的不同而有所变化，但变化不大，约在10－20V之间。
近阳极区的长度约等于近阴极区的几倍。
在电场力的作用下自由电子向阳极运动，它们聚集在阳极附近而且不断被阳极吸收而形成电流。
在此区域内聚集着大量的电子形成负的空间电荷层，产生阳极压降，其值也随阳极材料而异、但变化不大，稍小于阴极压降。
由于近阳极区的长度比近阴极区的长，故其电场强度较小。
阴极压降与阳极压降的数值几乎与电流大小无关，在材料及介质确定后可以认为是常数。
弧柱区的长度几乎与电极间的距离相同。
是电弧中温度最高、亮度最强的区域。
因在自由状态下近似圆柱形，故称弧柱区。
在此区中正、负电粒子数相同，称等离子区。
由于不存在空间电荷，整个弧区的特性类似于一金属导体。
每单位弧柱长度电压降相等。
其电位梯度E。
也为一常数，电位梯度与电极材料、电流大小、气体介质种类和气压等因素有关。
电弧按其外形分为长弧与短弧。
长短之别一般取决于弧长与弧径之比。
把弧长大大超过弧径的称为长弧。
长弧的电压是近极压降（阴极压降与阳极压降）与弧柱压降之和。
若弧长小于弧径，两极距离极短（如几毫米）的电弧称为短弧。
此时两极的热作用强烈，近极区的过程起主要作用。
电弧的压降以近极压降为主，几乎不随电流变化。
电弧还可按其电流的性质分为直流电弧和交流电弧。