【正文】 電弧的動態(tài)伏 安特性可以根據(jù)麥也耳電弧數(shù)學模型導出的式 （ 378） ～ （ 382） 近似計算 ， 但其中的兩個參數(shù) —— τ 和 Ps目前還必須通過試驗確定 。 uk隨時間的變化呈馬鞍形 。 小 結(jié) 109 ★ 電路中存在電感是直流電弧不能立即熄滅的主要原因 。 根據(jù)弧隙中能量的增減來判別電弧燃燒是趨于熾烈 、 熄滅還是穩(wěn)定的 。 小 結(jié) 107 ★ 陰極斑點是維持電孤存在的電子發(fā)源地 ， 陽極斑點是電子進入陽極的主要入口 。 在 3000～ 4000K以下 ， 則認為弧光放電已停止 。 ★ 按照電壓沿弧長的分布情況 ， 電弧分為三個區(qū)域：近陰極區(qū) 、 近陽極區(qū)和弧柱區(qū) 。 電器理論中研究電弧的目的主要是為了盡快地熄滅電弧 。 問： （ 1） 當電弧電壓 Uh=40V時； （ 2） 當觸頭分開平均速度 = 200cm/s和弧柱電場強度 E=10v/cm 時 , 電弧的能量 Wh各為多少 ？ 167。 34 交流電弧的特性 100 式中 n是半波個數(shù)。167。 34 交流電弧的特性 97 電弧將使電路的功率因數(shù)角減?。? 167。 34 交流電弧的特性 96 2） 電感性負載：電感性負載的 “ 零休 ” 時間很短 。由于電阻性負載的零休期時間比電感性負載的零休期時間長，故熄滅電弧越容易。 如 ih過零后加在弧熄上的電壓緩慢上升 ， 則在較長時間內(nèi)電弧的 PhPs， 弧柱將變冷 、 變細 ， Rh將更加增大 ， 也使 urh更加增高 。 167。 34 交流電弧的特性 91 （ 2） 、 電感性負載下 ， 交流電弧的熄滅過程： ih落后電源電壓 u約 90176。 當 uh＝ urh后 ， ih的大小由 u/Rh決定 ， 是逐漸增大的 。 167。 ih趨近于零 ， ih也趨近于零 。 34 交流電弧的特性 88 （ 3） BC段 ： ih到最大值 （ B點 ） 后減小 ， uh沿 BC曲線上升 ， 因弧柱存在熱慣性 ， Rh會比 ih增大情況下同一 ih時的數(shù)值為小 ， 故曲線 BC比AB低 。 34 交流電弧的特性 86 167。 33 直流電弧的燃燒與熄滅 85 交流電流用 i表示，其瞬時值隨時間 t變化，每周期過零二次；當動態(tài)交流電弧電流 i=0時，電弧自行熄滅；其后，在一定條件下重燃。ＬＩ 2 得： Ｕ lm =Ｅ－Ｌ ?di/dt1t→0 故Ｉ＝ 0時，出現(xiàn)過電壓。 33 直流電弧的燃燒與熄滅 81 ４、促使高壓電器直流電弧熄滅的常用措施：增大電路電阻Ｒ。 33 直流電弧的燃燒與熄滅 78 167。 （２）直流電弧的穩(wěn)定燃燒點：也叫“工作點”，它們滿足： Ｅ ＩＲ＝Ｕ h 。 167。 33 直流電弧的燃燒與熄滅 73 直流電弧伏安特性曲線分析： ① 計算直流電弧靜伏安特性電壓與電流間的經(jīng)驗公式 ： Ｕ h＝ Ｕ 0 ＋Ｃ ?Ｌ z /(ih)n 式中 Ｕ 0：電弧近極壓降，Ｖ； Ｌ z： 電弧長度， cm； n和 c： 常數(shù)， n＝ ； ih： 電弧電流，Ａ； ② 靜伏安特性曲線１ /動伏安特性曲線２、 ４：如圖 38所示 . 167。 33 直流電弧的燃燒與熄滅 一、直流電弧的伏安特性 (非線性 )： １、測量直流電弧伏安特性的電路 71 直流電弧伏安特性曲線 （ 見圖 319） ： 167。 32 電弧的物理特征 69 總結(jié)： 電弧是熱和電的統(tǒng)一體，具有 “ 熱 電效應(yīng) ” 。 32 電弧的物理特征 67 ２、用能量平衡的觀點，分析維持電弧燃燒或促使電弧熄滅的基本原理：令：Ｐ h： 輸入弧隙的功率，Ｗ；Ｐ s： 散失功率，Ｗ； ① Ｐ h Ｐ s： Ｉ h增加， th增加，弧徑變粗； ② Ｐ h ＝ Ｐ s： h恒定，電弧穩(wěn)定燃燒； ③ Ｐ h Ｐ s： 逐漸熄滅。 Qh h sdW U I Pdt??0QdWdt ? 0QdWdt ?0QdWdt ?（ 3）由上兩式，可得電弧的動態(tài)能量平衡方程： 167。 167。 32 電弧的物理特征 62 六 、 電弧的弧根和斑點： 弧根：弧柱貼近電極的部分； 斑點：弧根在電極表面上形成的圓形明亮點 ， 其中： （ 1） 陰極斑點：是維持電弧存在的電子發(fā)射處 ， 其電流密度高（ 104A/cm2， 甚至達 107A/cm2） ， 導致電極材料迅速汽化 ， 形成金屬蒸汽進入弧隙 。 四 、 弧柱的溫度 ：用光學方法測量 。 32 電弧的物理特征 60 式中 ， U0是近極壓降； E是弧柱電場強度 V/cm； l是電弧長度 。 32 電弧的物理特征 58 二 、 電弧近極區(qū)和弧柱區(qū)的特征： 直流電弧電弧壓降 Uh的三個區(qū)域： （ 1） 近陰極區(qū)：聚集大量正離子 ， 是一個正空間電荷；陰極壓降Uc較大 ， 其值與陰極材料和氣體介質(zhì)有關(guān) ， 數(shù)值見表 37。 32 電弧的物理特征 57 觸頭分離： 1） 開始分離：接觸面積減小 ， 電流密度增大 ， 強烈發(fā)熱； 2） 分離瞬間：接觸處的金屬先熔化 ， 產(chǎn)生液態(tài)金屬橋及金屬蒸汽 ， 然后由熱發(fā)射 、 高電場發(fā)射產(chǎn)生大量電子 ， 再由電場游離產(chǎn)生電子和正離子 ， 由復(fù)合作用維持熱發(fā)射 。 31 氣體放電的物理過程 55 167。 167。 l n[ ]lnjcBplUApl?1（ 1+ ）r（ 2） 間隙擊穿電壓 Ujc： 167。 31 氣體放電的物理過程 49 167。 167。 31 氣體放電的物理過程 46 五 、 氣體間隙的擊穿理論： 氣體間隙擊穿即是由絕緣變?yōu)閷щ?。 31 氣體放電的物理過程 45 ２、氣體放電的幾種 形式 ： ① . 輝光放電：圖 35的 BＤ段；Ｉ＝ ，無明顯發(fā)熱；帶電粒子產(chǎn)生的主要原因是陰極的二次電子發(fā)射和陰極區(qū)的碰撞游離；維持輝光放電的重要條件是陰極的低溫。 167。其中， C點附近的 BD區(qū)的特征：通道是常溫 ， 電流密度小 ， 陰極壓降高 （ 幾百伏 ） ， 呈輝光 ， 稱為輝光放電區(qū) 。 間隙擊穿電壓主要決定于氣體壓力Ｐ和電極間距離Ｌ的乘積，即Ｕjc ＝ f(p?l)， 其也稱為巴申曲線。 167。 31 氣體放電的物理過程 39 四、氣體放電 167。 31 氣體放電的物理過程 38 b、 空間復(fù)合：有直接復(fù)合和間接復(fù)合 (電子粘在中性粒子上， 再與正離子相遇復(fù)合成為兩個中性粒子 )。此時，釋放的能量多用以加熱電極、金屬或絕緣材料的表面。 31 氣體放電的物理過程 35 三、去游離及其方式： １、去游離：也叫消游離；是指游離氣體中的帶電粒子離開游離區(qū)域，或帶電粒子失去電荷變成中性粒子的現(xiàn)象。 34 ③、熱游離：當氣體溫度在 3000～ 4000K以上時，氣體粒子因高速熱運動而互相碰撞所產(chǎn)生的游離。MV178。 光游離作用的大小，與光頻成正比。 31 氣體放電的物理過程 32 ２、空間游離：是指電極間氣體受外力影響，其分子及原子分裂成自由電子和正離子的現(xiàn)象。 ③ 光發(fā)射：光線 (紅外線、紫外線及其他射線 )照在金屬表面，引起電子從表面逸出的現(xiàn)象。 ① 熱發(fā)射：在 2022～ 2500K范圍內(nèi)，金屬表面自由電子獲得足夠的動能，超越金屬表面晶格電場造成的勢壘而逸出的現(xiàn)象。 ３、分級游離：指經(jīng)過激勵狀態(tài)再游離的過程。為方便起見，游離能Ｗ y可以直接用游離電壓表示，其單位由 J改為 ev； 167。 一、激勵與游離： １、激勵：也叫激發(fā)，是指原子吸收能量后，使電子由低能量軌道跳向能量較高的軌道的過程 (激勵后原子仍是中性原子，但原子的能量提高了 )。當入射光頻率與等離子體電流的諧振頻率接近時，光線將被這層等離子體電流外殼反向散射，向