什么是電弧放電？它具有哪些特點(diǎn)及應(yīng)用？

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一、電弧放電及電弧放電特點(diǎn)

兩個(gè)電極在一定電壓下由氣態(tài)帶電粒子，如電子或離子，維持導(dǎo)電的現(xiàn)象。激發(fā)試樣產(chǎn)生光譜。電弧放電主要發(fā)射原子譜線(xiàn)，是發(fā)射光譜分析常用的激發(fā)光源。通常分為直流電弧放電和交流電弧放電兩種。 電弧放電是氣體放電中最強(qiáng)烈的一種自持放電。當(dāng)電源提供較大功率的電能時(shí)，極間電壓不需要太高(約幾十伏)，兩極間氣體或金屬蒸氣中可持續(xù)通過(guò)較強(qiáng)的電流(幾安至幾十安)，并發(fā)出強(qiáng)烈的光輝，產(chǎn)生高溫(幾千至上萬(wàn)度)，這就是電弧放電。

電弧是一束高溫電離氣體， 在外力作用下， 如氣流，外界磁場(chǎng)甚至電弧本身產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下會(huì)迅速移動(dòng)，拉長(zhǎng)、卷曲形成十分復(fù)雜的形狀。電弧在電極上的孳生點(diǎn)也會(huì)快速移動(dòng)或跳動(dòng)。直流電弧要比交流電弧難以熄滅。電弧的形成是由于介質(zhì)的游離而發(fā)生的。

電弧放電的主要特點(diǎn)包括5點(diǎn)，這5點(diǎn)分別是：

(1)起弧電壓、電流數(shù)值低

(2)電弧能量集中，溫度很高

(3)電弧是一束質(zhì)量很輕的游離態(tài)氣體，在外力作用下，很易彎曲、變形。

(4)電弧有良好的導(dǎo)電性能、具有很高的電導(dǎo)：

(5)電弧有陰極區(qū)(包括陰極斑點(diǎn))、弧柱區(qū)(包括弧柱、弧焰)、陽(yáng)極區(qū)(包括陽(yáng)極斑點(diǎn))三部分組成。

產(chǎn)生電弧和電火花的主要原因包括：

(1)高壓擊穿，導(dǎo)線(xiàn)短路，絕緣導(dǎo)線(xiàn)外絕緣層損壞，開(kāi)斷感應(yīng)電路產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象。

(2)大電流將熔斷器熔體熔斷。

(3)燈光搖動(dòng)爆炸，導(dǎo)線(xiàn)連接處松動(dòng)等原因造成的。

電火花放電和電弧放電的區(qū)別詳解

電弧放電是由于電極間消電離不充分，放電點(diǎn)不分散，多次連續(xù)在同一處放電而形成，它是穩(wěn)定的放電過(guò)程，放電時(shí)，爆炸力小，蝕除量低。而火花放電是非穩(wěn)定的放電過(guò)程，具有明顯的脈沖特性，放電時(shí)爆炸力大，蝕除量高。

電弧放電的伏安特性曲線(xiàn)為正值(即隨著極間電壓的減小，通過(guò)介質(zhì)的電流減小)，而火花放電的伏安特性曲線(xiàn)為負(fù)值(即隨著極間電壓的減小，通過(guò)介質(zhì)的電流卻增加)。

電弧放電通道形狀顯圓錐形，陽(yáng)極與陰極斑點(diǎn)大小不同，陽(yáng)極斑點(diǎn)小，而陰極斑點(diǎn)大，因此，其電流密度也不相同，陽(yáng)極的電流密度約為2800 A/ cm2 ，陰極電流密度為300 A/ cm2。

火花放電通常為鼓形陽(yáng)極與陰極斑點(diǎn)大小相等。因此兩極上的電流密度相同而且很高，可達(dá)105～106 A/ cm2

電弧放電通道和電極上的溫度約為7000～8000℃，而火花放電通道和電極上的溫度約為10000～12000℃。

電弧放電的擊穿電壓低，而火花放電的擊穿電壓高。

電弧放電中蝕除量較低，而陰極腐蝕比陽(yáng)極多，而在電火花放電中，大多數(shù)情況下是陽(yáng)極腐蝕比陰極多，為此，電火花加工時(shí)工件接脈沖電源正極。

二、電弧放電應(yīng)用

電弧放電在以下7個(gè)不同領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用：

·電焊：通過(guò)控制電弧熔化金屬表面，使各部分合并成一個(gè)整體。

·燈泡：利用電弧使燈絲加熱發(fā)光。

·放電燈：用于照明、消毒等應(yīng)用。

·閃電：大氣中發(fā)生的電弧放電現(xiàn)象。

·分析化學(xué)：利用電弧放電將樣品轉(zhuǎn)化成氣態(tài)，進(jìn)行分析。

·雷達(dá)測(cè)距：利用電弧放電觀(guān)測(cè)目標(biāo)的位置和速度。

·核物理：利用電弧放電來(lái)產(chǎn)生高能粒子，以研究原子核結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

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