一 什么是电弧

在电路中的熔断器熔断时,当电压和电流达到一定值时,熔断体刚刚熔化断开,刚刚分开的熔断体之间就会产生拉弧,这就是电弧。它是由于电场过强,气体产生了离子化,使得电流通过了通常状态下是绝缘的介质。利用电弧可以有很多用途,如电焊,炼钢厂的电弧炉等。但如果在非控制状态下产生的电弧就会对输电,配电及电子设备造成损害。所以我们必须了解和控制电弧。二 电弧的组成

2.1 弧柱区

弧柱区呈电中性,它是由分子、原子、受激的原子、正离子、负离子及电子所组成,其中带正电荷的离子与带负电荷的离子几乎相等,所以又称为等离子体。带电的粒子在等离子体定向移动,基本上不消耗能量,所以才能够在低电压条件下,传输大电流。传输电流的主要带电粒子是电子,大约占带电粒子总数的99.9%,其余为正离子。  因为阴极区和阳极区的长度极短,所以可以认为弧柱区长度为电弧长度。弧柱区的电场强度较低,通常只有5～10V/cm。

2.2 阴极区

阴极被认为是电子之源。它向弧柱提供99.9%的带电粒子(电子)。阴极发射电子的能力,对电弧稳定性影响极大。阴极区的长度为10-5～10-6cm,如果阴极压降为10V,则阴极区的电场强度为106～107V/cm。

2.3 阳极区

阳极区主要是接受电子,但还应向弧柱提供0.1%的带电粒子(正离子)。通常阳极区的长度为10-2～10-3cm,则阳极区的电场强度为103～104V/cm。由于阳极材料和焊接电流对阳极区压降影响很大,它可以在0～10V之间变化。例如当电流密度较大,阳极温度很高,使阳极材料发生蒸发时,阳极压降将降低,甚至到0V。三 电弧的特征

3.1 维持电弧稳定燃烧的电弧电压很低,在大气中1cm的直流电弧弧柱的电压只有10～50V。

3.2 在电弧中能通过很大电流,可从几安～几千安。

3.3 电弧具有很高的温度,弧柱温度是不均匀的,中心温度,可达到6000-10000度,而远离中心则温度降低。

3.4 电弧能发出很强的光。电弧的光辐射波长为(1.7～50)×10-7m。它包括红外线,可见光和紫外线3个部分