当用开关电器断开电流时,如果电路电压不低于10—20伏,电流不小于80~100mA,电器的触头间便会产生电弧。
电弧的形成是触头间中性质子(分子和原子)被游离的过程。开关触头分离时,触头间距离很小,电场强度E很高(E = U/d)。当电场强度超过3×10^6V/m时,阴极表面的电子就会被电场力拉出而形成触头空间的自由电子。这种游离方式称为:强电场发射。
扩展资料:
电弧产生的高热可以融化或是汽化所有的金属,工业上利用电弧来焊接、融化或是切割金属,例如等离子切割机、放电加工机、炼钢厂的电弧炉。电弧灯、电影院用的电影放映机也是利用电弧原理的一些设备。
电弧放电可分为 3个区域:阴极区、弧柱和阳极区。其导电的机理是:阴极依靠场致电子发射和热电子发射效应发射电子;弧柱依靠其中粒子热运动相互碰撞产生自由电子及正离子,呈现导电性,这种电离过程称为热电离;阳极起收集电子等作用,对电弧过程影响常较小。
在弧柱中,与热电离作用相反,电子与正离子会因复合而成为中性粒子或扩散到弧柱外,这一现象称为去电离。在稳定电弧放电中,电离速度与去电离速度相同,形成电离平衡。此时弧柱中的平衡状态可用萨哈公式描述。
参考资料来源:百度百科-电弧
当用开关电器断开电流时,如果电路电压不低于10-20伏,电流不小于80-100mA,电器的触头间便会产生电弧。
电弧是一种气体放电现象,电流通过某些绝缘介质(例如空气)所产生的瞬间火花。电弧是一种自持气体导电(电离气体中的电传导),其大多数载流子为一次电子发射所产生的电子。
触头金属表面因一次电子发射(热离子发射、场致发射或光电发射)导致电子逸出,间隙中气体原子或分子会因电离(碰撞电离、光电离和热电离)而产生电子和离子。另外,电子或离子轰击发射表面又会引起二次电子发射。当间隙中离子浓度足够大时,间隙被电击穿而发生电弧。
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主要特征:
1、电弧是强功率的放电现象。
在开断几十千安短路电流时,以焦耳热形式发出的功率可达10000kW。与此有关,电弧可具有上万摄氏度或更高的温度及强辐射,在电弧区的任何固体、液体或气体在电弧作用下都会产生强烈的物理及化学变化。
在有的开关中,电弧燃烧时间比正常情况只多一二十毫秒,开关就会出现严重烧损甚至爆炸。在用灭弧能力很弱的隔离开关开断负荷电路时(属于误操作),电弧能使操作者大面积烧伤。
2、电弧是一种自持放电现象。
不用很高的电压就能维持相当长的电弧稳定燃烧而不熄灭。如在大气中,每厘米长电弧的维持电压只有15V左右。在大气中,在100kV电压下开断仅5A的电流时,电弧长度可达7m。电流更大时,可达30m。因此,单纯采用拉长电弧来熄灭电弧的方法是不可取的。
3、电弧是等离子体,质量极轻、极容易改变形状。
电弧区内气体的流动,包括自然对流以及外界甚至电弧电流本身产生的磁场都会使电弧受力,改变形状,有的时候运动速度可达每秒几百米。设计人员可以利用这一特点来快速熄弧并预防电弧的不利影响及破坏作用。
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电弧的形成是触头间中性质子(分子和原子)被游离的过程。从阴极表面发射出来的自由电子和触头间原有的少数电子,在电场力的作用下向阳极作加速运动,不断地和中性质点相碰撞。
电子运动速度v足够高,电子动能A=1/2mv^2足够大,从中性粒子中打出电子,形成自由电子和正离子。
触头间电弧燃烧的间隙称为弧隙。电弧形成后,弧隙间的高温使阴极表面的电子获得足够的能量而向外发射,形成热电场发射。同时在高温的作用下(电弧中心部分维持的温度可达5000℃以上),气体中性质点的不规则热运动速度增加。
扩展资料:
电弧通常分为三个区域:阴极区、弧柱区、阳极区。
阴极和阴极区
电弧中的电流从微观上看是电子及正离子在电场作用下移动的结果,其中电子的移动构成电流的主要部分。阴极的作用是发射大量电子,在电场的作用下趋向阳极方向从而构成阴极区的电流。
弧柱
阴极表面电于发射只形成阴极区的电流,弧柱部分导电需要在弧柱区域也能出现大量自由电子,这就需要使弧柱区的气体原子游离。气体原子游离的方式通常有电场游离和热游离两种。
阳极和阳极区
可把阳极分为被动型和主动型两种。在被动型中。阳极只起收集电子的作用。在主动型中,阳极不但收集电子而且产生金属蒸气,因而也可以向弧柱提供带电粒子。阳极表面也存在阳极斑点。
上述三个区域对电弧的作用因电弧的情况不同而不同。对于长度只有几个毫米的电弧。电弧电压主要由阴极区压降和阳极区压降组成,其中的物理过程对电弧起主要作用。
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