arcos Eléctricos entre la línea de alimentación y pantógrafos de un tren eléctrico después de la catenaria formación de hielo
Electricidad arcos entre el carril de energía eléctrica y recogida «zapato» en una de trenes Subterráneos de Londres
Un arco eléctrico es la forma de descarga eléctrica con la más alta densidad de corriente. La corriente máxima a través de un arco está limitada solo por el circuito externo, no por el arco en sí.,
un arco entre dos electrodos se puede iniciar por ionización y descarga de resplandor, cuando la corriente a través de los electrodos se incrementa. La tensión de ruptura de la brecha del electrodo es una función combinada de la presión, la distancia entre los electrodos y el tipo de gas que rodea los electrodos. Cuando se inicia un arco, su voltaje terminal es mucho menor que una descarga de resplandor, y la corriente es mayor. Un arco en gases cerca de la presión atmosférica se caracteriza por la emisión de luz visible, alta densidad de corriente y alta temperatura., Un arco se distingue de una descarga luminosa en parte por las temperaturas similares de los electrones y los iones positivos; en una descarga luminosa, los iones son mucho más fríos que los electrones.
un arco dibujado puede ser iniciado por dos electrodos inicialmente en contacto y separados; esto puede iniciar un arco sin la descarga de resplandor de alto voltaje. Esta es la forma en que un soldador comienza a soldar una junta, tocando momentáneamente el electrodo de soldadura contra la pieza de trabajo y luego retirándolo hasta que se forma un arco estable., Otro ejemplo es la separación de contactos eléctricos en interruptores, relés o disyuntores; en circuitos de alta energía, la supresión de arco puede ser necesaria para evitar daños a los contactos.
la resistencia eléctrica a lo largo del arco eléctrico continuo crea calor, que ioniza más moléculas de gas (donde el grado de ionización está determinado por la temperatura), y según esta secuencia: sólido-líquido-gas-plasma; el gas se convierte gradualmente en un plasma térmico. Un plasma térmico está en equilibrio térmico; la temperatura es relativamente homogénea en todos los átomos, moléculas, iones y electrones., La energía dada a los electrones se dispersa rápidamente a las partículas más pesadas por colisiones elásticas, debido a su gran movilidad y gran número.
La corriente en el arco es sostenida por la emisión termiónica y la emisión de campo de electrones en el cátodo. La corriente puede estar concentrada en un punto caliente muy pequeño en el cátodo; se pueden encontrar densidades de corriente del orden de un millón de amperios por centímetro cuadrado. A diferencia de una descarga incandescente, un arco tiene una estructura poco discernible, ya que la columna positiva es bastante brillante y se extiende casi hasta los electrodos en ambos extremos., La caída del cátodo y la caída del ánodo de unos pocos voltios ocurren dentro de una fracción de un milímetro de cada electrodo. La columna positiva tiene un gradiente de tensión más bajo y puede estar ausente en arcos muy cortos.
un arco de corriente alterna de baja frecuencia (menos de 100 Hz) se asemeja a un arco de corriente continua; en cada ciclo, el arco se inicia por descomposición, y los electrodos intercambian funciones, como ánodo o cátodo, cuando la corriente se invierte., A medida que aumenta la frecuencia de la corriente, no hay tiempo suficiente para que toda la ionización se disperse en cada medio ciclo, y la ruptura ya no es necesaria para sostener el arco; la característica de voltaje vs.corriente se vuelve más casi óhmica.
arco Eléctrico entre las hebras de alambre.
las diversas formas de arcos eléctricos son propiedades emergentes de patrones no lineales de corriente y campo eléctrico., El arco se produce en el espacio lleno de gas entre dos electrodos conductores (a menudo hechos de tungsteno o carbono) y resulta en una temperatura muy alta, capaz de fundir o vaporizar la mayoría de los materiales. Un arco eléctrico es una descarga continua, mientras que la descarga de chispa eléctrica similar es momentánea. Un arco eléctrico puede ocurrir en circuitos de corriente continua (DC) o en circuitos de corriente alterna (AC). En este último caso, el arco puede volver a golpear en cada medio ciclo de la corriente., Un arco eléctrico difiere de una descarga de resplandor en que la densidad de corriente es bastante alta, y la caída de voltaje dentro del arco es baja; en el cátodo, la densidad de corriente puede ser tan alta como un megaamperio por centímetro cuadrado.
un arco eléctrico tiene una relación no lineal entre corriente y voltaje. Una vez que se establece el arco (ya sea por la progresión de una descarga de resplandor o por tocar momentáneamente los electrodos y luego separarlos), el aumento de la corriente resulta en un voltaje más bajo entre los terminales del arco., Este efecto de resistencia negativa requiere que alguna forma positiva de impedancia (como un balasto eléctrico) se coloque en el circuito para mantener un arco estable. Esta propiedad es la razón por la que los arcos eléctricos incontrolados en el aparato se vuelven tan destructivos ya que una vez iniciados, un arco atraerá más y más corriente de una fuente de voltaje fijo hasta que el aparato sea destruido.