Электрическая дуга (дуговой разряд) — это протекание электричества между проводниками через газообразную среду.
Один из проводников должен быть отрицательным электродом, катодом. Тогда продуцируемые им электроны вызовут в пространстве между электродами ионизацию газовой среды. И станет возможен проход по ней тока значительной силы.
Явление электрической дуги впервые представлено в науке еще в девятнадцатом веке. Это особый вид газового разряда, отличительные черты которого — высокие давление и температура газа, большая плотность тока и малозаметное падение напряжения.
К электрическим дугам часто прибегают в промышленности. Дуговые разряды используют при резке металлов, сварке, выплавлении стали, в электродетонаторах.
Электрическая дуга получается следующим образом. Если увеличивать разность потенциалов на двух электродах, то в какой-то момент возникнет электрический пробой. Его напряжение обусловлено многими факторами. Чем оно выше, тем большее расстояние может преодолеть пробой. Он замыкает электрическую цепь, провоцируя искровой разряд.
Так как в воздухе нет свободных электронов, то процесс формирования электрической дуги приобретает следующий порядок.
В воздухе происходит насыщение ионами, которые являются носителями электрического заряда. Электроны разряда ионизируют молекулы газа между электродами.
Искровые разряды превращаются в устойчивый дуговой разряд. Сформировавшаяся дуга становится проводником, она соединяет два электрода и замыкает электрическую цепь.
Устойчивое равномерное горение дуги обеспечивает термоэлектронная эмиссия с катода, который разогревается электрическим током.