電弧和弧光有什么區(qū)別？

  電弧

  電弧當(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.

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.

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,電場強度E很高(E = U/d).當(dāng)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(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動,途中不斷地和中性質(zhì)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(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10000℃以上),氣體中性質(zhì)點的不規(guī)則熱運動速度增加.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.

弧光放電

arc discharge 

  呈現(xiàn)弧狀白光并產(chǎn)生高溫的氣體放電現(xiàn)象.無論在稀薄氣體、金屬蒸氣或大氣中,當(dāng)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(fā)出強烈光輝,產(chǎn)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(chǎn)生弧光放電的方法是使兩電極接觸后隨即分開,因短路發(fā)熱,使陰極表面溫度陡增,產(chǎn)生熱電子發(fā)射 .熱電子發(fā)射使碰撞電離及陰極的二次電子發(fā)射急劇增加,從而使兩極間的氣體具有良好的導(dǎo)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(fā)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(qū)域內(nèi)形成的強電場引起場致發(fā)射,使電流劇增,產(chǎn)生電弧.

弧光放電應(yīng)用廣泛.可用作強光光源,在光譜分析中用作激發(fā)元素光譜的光源,在工業(yè)上用于冶煉、焊接和高熔點金屬的切割,在醫(yī)學(xué)上用作紫外線源（汞弧燈）,等等.但是大電流電路開關(guān)斷開時產(chǎn)生的弧火極其有害,應(yīng)采取滅弧措施