弧柱

簡介

發射光譜分析電弧光源燃弧後所產生電弧的一部分。弧柱為電弧的陰極、陽極(上、下電極)之間的部位。弧柱中間具有穩定的放電條件及均勻的放電亮度，常被用於光譜激發的主要區域。

通常情況下，乾燥的天氣是良好的絕緣介質，但是當空氣介質中兩觸頭間電場足夠強大時，空氣介質就會被電場電離，使得電流通過空氣介質，這種氣體中通過電流的現象稱為氣體放電，電弧放電就是氣體放電的一種，一般氣體放電的物理過程包括激發、電離、消電離、遷移、擴散等。

以一個直流電路為例（包括直流電源、電阻和兩級之間有一定距離的間隙），簡單說明電弧的產生。

開始時，電壓很低，空氣離子的形成與複合保持平衡狀態，氣體的電導也保持不變。當電壓增加時，進入到非自持湯遜放電階段，此時放電狀態會隨外界催離素（如X射線、宇宙線、陰極的加熱等）作用的失去而停止，這種可以因催離素作用失去而停止的放電現象被稱為非自持放電。

接下來，電流持續升高，同時升高電壓至第二個弧頂時，電流急劇增大，而電壓迅速減小，這時空氣進入了電弧放電的階段。實際中，變為電弧還有幾種途徑，其他途徑不包含某些放電過程。

在各种放電形式中，電弧的電流密度大，而一般其他氣體放電形式的電流密度小，一般電弧的電流密度可以達到幾百至幾萬A/cm²，電弧的另一個特點是陰極壓降低，通常只有10V。

電弧的發生伴隨著高溫高熱，並且由於溫度的變換會影響其他特性。當燃弧時，溫度可達6000k-20000k，電弧熄滅時溫度達到3000k-4000k。電弧的發生與熄滅和溫度的高低有密切的關係，反過來，電弧的溫度又和電流的大小有重要關係，通常電流的增大基本上會導致溫度的上升。

電弧發生時，可以看成一個極其明亮的圓柱體。圓柱體的直徑認為是弧柱，是電弧最大導電部分。電弧的直徑大小和觸頭材料、氣體介質種類、氣壓、溫度以及氣體與弧柱的作用程度等相關。