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計量論壇

標題: 關于電弧 [打印本頁]

作者: umec 時間: 2007-8-14 17:07
標題: 關于電弧
電弧當用開關電器斷開電流時，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生電弧。
電弧是高溫高導電率的游離氣體，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。
因此，在了解開關電器的結構和工作情況之前，首先來看看其是如何產生和熄滅的。
電弧的形成是觸頭間中性質子(分子和原子)被游離的過程。開關觸頭分離時，觸頭間距離很小，電場強度E很高(E = U/d)。當電場強度超過3×10---6---V/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：強電場發射。
從陰極表面發射出來的自由電子和觸頭間原有的少數電子，在電場力的作用下向陽極作加速運動，途中不斷地和中性質點相碰撞。只要電子的運動速度v足夠高，電子的動能A = mv2足夠大，就可能從中性質子中打出電子，形成自由電子和正離子。這種現象稱為碰撞游離。新形成的自由電子也向陽極作加速運動，同樣地會與中性質點碰撞而發生游離。碰撞游離連續進行的結果是觸頭間充滿了電子和正離子，具有很大的電導；在外加電壓下，介質被擊穿而產生電弧，電路再次被導通。
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射，形成熱電場發射。同時在高溫的作用下(電弧中心部分維持的溫度可達10000℃以上)，氣體中性質點的不規則熱運動速度增加。當具有足夠動能的中性質點相互碰撞時，將被游離而形成電子和正離子，這種現象稱為熱游離。
隨著觸頭分開的距離增大，觸頭間的電場強度E逐漸減小，這時電弧的燃燒主要是依靠熱游離維持的。
在開關電器的觸頭間，發生游離過程的同時，還發生著使帶電質點減少的去游離過程。

作者: umec 時間: 2007-8-14 17:08
標題: 弧光放電
弧光放電
arc discharge

呈現弧狀白光并產生高溫的氣體放電現象。無論在稀薄氣體、金屬蒸氣或大氣中，當電源功率較大，能提供足夠大的電流（幾安到幾十安），使氣體擊穿，發出強烈光輝，產生高溫（幾千到上萬度），這種氣體自持放電的形式就是弧光放電。通常產生弧光放電的方法是使兩電極接觸后隨即分開，因短路發熱，使陰極表面溫度陡增，產生熱電子發射
。熱電子發射使碰撞電離及陰極的二次電子發射急劇增加，從而使兩極間的氣體具有良好的導電性。弧光放電的特征是電壓不高，電流增大的兩極間電壓反而下降，有強烈光輝。
還有一種弧光放電叫做冷陰極弧光放電，陰極由低熔點材料（如汞）做成。陰極表面蒸發出的蒸氣被電離，在陰極表面附近堆積成空間正電荷層，此電荷層與陰極間極為狹窄區域內形成的強電場引起場致發射，使電流劇增，產生電弧。
弧光放電應用廣泛?？捎米鲝姽夤庠?，在光譜分析中用作激發元素光譜的光源，在工業上用于冶煉、焊接和高熔點金屬的切割，在醫學上用作紫外線源（汞弧燈），等等。但是大電流電路開關斷開時產生的弧火極其有害，應采取滅弧措施

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