作业帮自感现象中电弧是怎么产生的?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/05 20:07:59
自感现象中电弧是怎么产生的?
自感现象中电弧是怎么产生的?
自感现象中电弧是怎么产生的?
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.
电弧是高温高导电率的游离气体,它不仅对触头有很大的破坏作用,而且使断开电路的时间延长.
因此,在了解开关电器的结构和工作情况之前,首先来看看其是如何产生和熄灭的.
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---6---V/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.
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,途中不断地和中性质点相碰撞.只要电子的运动速度v足够高,电子的动能A = mv2足够大,就可能从中性质子中打出电子,形成自由电子和正离子.这种现象称为碰撞游离.新形成的自由电子也向阳极作加速运动,同样地会与中性质点碰撞而发生游离.碰撞游离连续进行的结果是触头间充满了电子和正离子,具有很大的电导；在外加电压下,介质被击穿而产生电弧,电路再次被导通.
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10000℃以上),气体中性质点的不规则热运动速度增加.当具有足够动能的中性质点相互碰撞时,将被游离而形成电子和正离子,这种现象称为热游离.
随着触头分开的距离增大,触头间的电场强度E逐渐减小,这时电弧的燃烧主要是依靠热游离维持的.
在开关电器的触头间,发生游离过程的同时,还发生着使带电质点减少的去游离过程.
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