什么是电弧放电？它具有哪些特点及应用？

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一、电弧放电及电弧放电特点

两个电极在一定电压下由气态带电粒子，如电子或离子，维持导电的现象。激发试样产生光谱。电弧放电主要发射原子谱线，是发射光谱分析常用的激发光源。通常分为直流电弧放电和交流电弧放电两种。 电弧放电是气体放电中最强烈的一种自持放电。当电源提供较大功率的电能时，极间电压不需要太高(约几十伏)，两极间气体或金属蒸气中可持续通过较强的电流(几安至几十安)，并发出强烈的光辉，产生高温(几千至上万度)，这就是电弧放电。

电弧是一束高温电离气体， 在外力作用下， 如气流，外界磁场甚至电弧本身产生的磁场作用下会迅速移动，拉长、卷曲形成十分复杂的形状。电弧在电极上的孳生点也会快速移动或跳动。直流电弧要比交流电弧难以熄灭。电弧的形成是由于介质的游离而发生的。

电弧放电的主要特点包括5点，这5点分别是：

(1)起弧电压、电流数值低

(2)电弧能量集中，温度很高

(3)电弧是一束质量很轻的游离态气体，在外力作用下，很易弯曲、变形。

(4)电弧有良好的导电性能、具有很高的电导：

(5)电弧有阴极区(包括阴极斑点)、弧柱区(包括弧柱、弧焰)、阳极区(包括阳极斑点)三部分组成。

产生电弧和电火花的主要原因包括：

(1)高压击穿，导线短路，绝缘导线外绝缘层损坏，开断感应电路产生拉弧现象。

(2)大电流将熔断器熔体熔断。

(3)灯光摇动爆炸，导线连接处松动等原因造成的。

电火花放电和电弧放电的区别详解

电弧放电是由于电极间消电离不充分，放电点不分散，多次连续在同一处放电而形成，它是稳定的放电过程，放电时，爆炸力小，蚀除量低。而火花放电是非稳定的放电过程，具有明显的脉冲特性，放电时爆炸力大，蚀除量高。

电弧放电的伏安特性曲线为正值(即随着极间电压的减小，通过介质的电流减小)，而火花放电的伏安特性曲线为负值(即随着极间电压的减小，通过介质的电流却增加)。

电弧放电通道形状显圆锥形，阳极与阴极斑点大小不同，阳极斑点小，而阴极斑点大，因此，其电流密度也不相同，阳极的电流密度约为2800 A/ cm2 ，阴极电流密度为300 A/ cm2。

火花放电通常为鼓形阳极与阴极斑点大小相等。因此两极上的电流密度相同而且很高，可达105～106 A/ cm2

电弧放电通道和电极上的温度约为7000～8000℃，而火花放电通道和电极上的温度约为10000～12000℃。

电弧放电的击穿电压低，而火花放电的击穿电压高。

电弧放电中蚀除量较低，而阴极腐蚀比阳极多，而在电火花放电中，大多数情况下是阳极腐蚀比阴极多，为此，电火花加工时工件接脉冲电源正极。

二、电弧放电应用

电弧放电在以下7个不同领域中有着广泛的应用：

·电焊：通过控制电弧熔化金属表面，使各部分合并成一个整体。

·灯泡：利用电弧使灯丝加热发光。

·放电灯：用于照明、消毒等应用。

·闪电：大气中发生的电弧放电现象。

·分析化学：利用电弧放电将样品转化成气态，进行分析。

·雷达测距：利用电弧放电观测目标的位置和速度。

·核物理：利用电弧放电来产生高能粒子，以研究原子核结构和性质。

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