电弧是指在两个电极(或电极与接地)之间,在气体(包括液体)之间,或在电极和物质表面之间,因电荷运动而发生放电并伴随着大电流亮光现象。一般情况下,电弧在高压下容易形成,且带有较大的能量释放。
电弧产生的前提条件是:两个电极之间的电势差足够大,当电压高到一定程度时,电子从阴极上逸出,在阴极与阳极之间形成了一个电子云。当电压越来越高时,电子的动能增大,流动速度加快,撞击气体分子的个数逐渐增多,从而将气体分子的电压分解,并使其电离形成离子,最终形成电弧。
电弧产生还要具备以下条件:
1)介质导电性较高
2)两电极之间空气或气体的介电强度低(即容易击穿)
3)两电极的距离较近,越近越容易形成电弧
电弧放电的温度高达几千度,其释放的能量和强度都非常大,同时导致的爆炸和火灾的危害也十分严重。
电气设备中,一旦发生电弧故障,会产生较强的电磁场和高温,这就会导致设备损坏,甚至使人员受伤。若电弧保护失效,也会大大增加电气设备失效的风险。
虽然电弧产生的能量很大,但电弧的放电时间很短,而且可以控制,因此,电弧有许多相关应用。例如,在电弧加工中我们可以将金属加工成不同的形状,同时在焊接、切割、打孔、铣削等行业,电弧技术也得到了广泛的应用。
在照明行业,照明灯的点灯就是通过电弧启动。近年来,随着技术的不断推进,电弧灯的普及度也越来越高,特别是在道路照明、舞台灯光、电影摄影等领域,越来越多的电弧灯被广泛采用。