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问题

电流越小，熄弧时间就越短。这句话正确吗？为什么？

回答
“电流越小，熄弧时间越短。” 这种说法，在一定程度上是正确的，但也有其局限性，并非一个绝对不变的规律。我们需要从几个关键点来深入理解这个问题。

首先，我们得明白什么是“熄弧时间”。在焊接、断开电路或电化学过程中，当金属导体接触不良或者被拉开时，由于电流路径的变化和导体分离速度，会产生一个高温的电离气体通道，这就是电弧。熄弧时间，顾名思义，就是指这个电弧从产生到完全消失，电流被阻断所需的时间。这个过程涉及到电弧的能量、电离度、以及断开触点之间的绝缘恢复等一系列复杂物理现象。

那么，电流的大小为何会影响熄弧时间呢？

从能量的角度来看：

高电流意味着高能量： 电弧的产生和维持，需要能量来电离气体，使其导电。电流越大，在单位时间内通过电路的电荷量就越多，这也就意味着电弧在维持过程中拥有更高的能量输入。更高的能量可以更有效地维持电弧的稳定性，使其更难被扑灭。想象一下，如果你想吹灭蜡烛的火焰，用嘴吹小一点的风，火焰可能只是摇晃一下；但如果你用一股更强的气流，火焰就更容易熄灭。在熄弧的过程中，熄灭电弧的力量（比如触点分离速度、气体吹扫等）可以类比为这股气流。
低电流意味着低能量： 相反，电流较小，电弧的能量输入就较低。这意味着维持电弧所需的电离度可能较低，电弧本身的温度和亮度也可能相对较低。在断开触点的过程中，如果供给电弧的能量本来就不大，那么即使是一些相对较弱的熄灭因素（比如触点稍微的分离速度、或者空气中的气流），也可能更容易导致电弧能量不足而熄灭。

从电弧的物理特性来看：

电弧的自持性： 电弧具有一定的“自持性”，也就是说，一旦形成，它会利用自身产生的高温来电离周围的气体，从而维持导电通道。电流越小，维持这个自持性所需的能量就越少。当触点分离时，电弧长度增加，电阻也随之增加。如果电流小，电压的升高速度可能不足以补偿电弧电阻的增加，电弧就更容易熄灭。
电弧的电阻变化： 在触点分离的过程中，电弧的长度会逐渐增加，这会导致电弧的电阻也随之增加。当电弧的电阻增加到一定程度，使得回路的总电阻显著升高时，电流就会下降。如果电流下降到一定值，电弧的能量就不足以维持其电离状态，电弧就会熄灭。如果初始电流就比较小，那么很小的电弧长度增加就可能导致电流下降到一个不足以维持电弧的程度，从而缩短熄弧时间。

然而，事情并非如此简单。我们需要考虑一些“但是”：

1. 触点分离的速度是关键： 除了电流大小，触点分离的速度对于熄弧时间的影响可能更为直接和显著。触点分离的速度越快，电弧被拉长的速度也越快，电阻增加得也越快，电离气体散失也越快，这都有利于熄灭电弧。即使电流很大，但如果触点分离速度极快，电弧也可能很快熄灭。反之，即使电流很小，但如果触点分离非常缓慢，让电弧有足够的时间来补充电离，它也可能被维持更长时间。

2. 介质的性质： 电弧是在什么介质中熄灭的？是空气、惰性气体还是其他绝缘介质？不同的介质有不同的介电强度和热导率。一些介质在电弧产生后，会比其他介质更快地冷却和恢复绝缘性能，从而更快地熄灭电弧。例如，在真空断路器中，触点分离时产生的金属蒸汽会很快凝结，并且由于没有气体介质，电弧的维持和熄灭过程与空气中的电弧截然不同。

3. 熄灭机制： 电弧的熄灭机制有多种，例如：
长度熄灭： 触点分离足够远，电弧的长度和电阻增加到一定程度而熄灭。
冷却熄灭： 介质的快速冷却（如吹弧、使用冷却介质）带走电弧的热量，使其能量不足以维持电离而熄灭。
过零熄灭： 在交流电路中，电流会周期性地过零。当触点分离并且电流接近零点时，是电弧熄灭的有利时机。如果恰好在电流过零时触点也分离到足够远，电弧会很快熄灭。

4. 电弧的特性曲线： 不同类型的电弧（例如，碳弧、金属蒸汽电弧）有不同的伏安特性。有些电弧具有负的电阻特性（即电压随电流增大而减小），而另一些则具有正的电阻特性。这也会影响电流大小对熄弧时间的影响。

总结一下，为什么“电流越小，熄弧时间越短”在一定条件下成立：

电流小，电弧能量低，维持电弧所需的电离度也相对较低。
当触点分离时，电弧电阻的增加对电流的减小效应更明显，从而更容易导致电弧能量不足而熄灭。

但是，这句话并非普遍适用，因为熄弧时间还受到触点分离速度、灭弧介质的性质、电弧的熄灭机制以及具体的电弧类型等多重因素的影响。

打个比方，想象一下你想用风吹灭蜡烛。

电流小 就像蜡烛火焰本来就不大，比较“弱”。
电流大 就像蜡烛火焰很旺盛，“强壮”。

如果你用同样的风力（触点分离速度）去吹，蜡烛火焰越弱的，自然越容易被吹灭。这就是“电流越小，熄弧时间越短”的直观理解。

但如果：

你用非常大的风力（触点分离速度极快）去吹，即使蜡烛火焰再旺盛，也可能很快被吹灭。这时，电流大小的影响就不是决定性的了。
或者，你试图熄灭的是一团非常大的火苗（电流很大），即使你用微弱的风（电流小），也可能需要很长的时间，甚至风力小到根本无法扑灭。

因此，更准确地说，在其他条件相同且主要由电弧能量决定熄灭过程的情况下，较小的电流倾向于缩短熄弧时间。但实际应用中，我们需要综合考虑所有影响因素。

网友意见

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题主的这个问题很有意思，我来给题主解读一下。不过，我们首先要建立几个知识点。

第一个知识点，电弧的伏安特性曲线

我们看下图：

第一种情况：图1的上图中的开关处于闭合状态，当然也没有电弧。由于电流I是稳定的，电感L不起作用，我们设电感L的电阻等于零，于是电流I=E/R。

注意此时的特征值：开关K两端的电压U等于零，而电流I为E/R。

第二种情况：图1的上图中，我们把电阻R不断增大，致使电流I不断减小，当电阻R增大到无穷大时，电阻R连同开关K的两端的电压就是E，而电流I则等于零。

注意到此时的特征值：开关K两端的电压U=E，而电流I为零。

于是，我们就可以在U-I坐标系中绘制出电阻R的直流负载线，其实就是开关K的伏安特性曲线，见下图：

在图2中，横坐标轴I中的K点对应于上述第一种情况，纵坐标轴U中的E点对应于上述的第二种情况。

现在，我们把开关K打开，电弧在开关K的触头间出现，此时开关K两端的电压就是电弧电压Uh，而系统中流过的电流就是电弧电流Ih。

电弧是一团高温的电离气体，它的温度越高，它的电阻Rh就越小，继而电弧的电压Uh也就越小，而电流Ih反而越大。按照欧姆定律，我们有：

我们把电弧的这种特性，叫做负阻特性。事实上，电弧是负阻特性的典型代表。

我们把电弧的红色伏安特性曲线H1叠加在直流负载线上，见图2。

我们发现，电弧的伏安特性曲线H1与直流负载线EK有两个交点，分别是左边的1点和右边的2点。

现在，我们来仔细看看1点有什么特点：

在1点，当电弧电流略微变大时，电弧工作点就会跑到直流负载线的下方。由于电感的反向电动势，它会使得 ，于是电弧电流会越来越大，一直到达2点。

在1点，档电弧电流略微变小时，电弧工作点会跑到直流负载线的上面。同样由于电感的反向电动势，它会使得 ，于是电弧电流就会越来越小，直至电弧熄灭。

由此可见，1点是电弧的不稳定点。

我们再看2点有什么特点：

在2点，当电弧电流略微变大时，电弧工作点就会跑到直流负载线的上方。由于电感的反向电动势，它会使得 ，于是电弧电流会越来越小，迫使电弧返回到稳定燃烧点2点。

在2点，档电弧电流略微变小时，电弧工作点会跑到直流负载线的下面。同样由于电感的反向电动势，它会使得 ，于是电弧电流就会越来越大，迫使电弧返回到稳定燃烧点2点。

由此可见，2点是电弧的稳定燃烧点。

结论：如果要消除电弧的稳定燃烧点，就必须消除掉2点。

第二个知识点，如何熄灭直流电弧

由前所述，我们已经知道熄灭直流电弧，等效于消灭电弧伏安特性曲线与直流负载线的交点2。为此，我们可以采取几个办法：

办法1，增大电阻R，使得如2电流轴上E/R的K点移至K'点。如此一来，稳定燃烧点2不存在了，电弧自然就熄灭了。

办法2，增大电弧的弧长，使得电弧伏安特性曲线H1变成H2。我们看到，由于曲线的提升，脱离了直流负载线，稳定燃烧点2自然也就不存在了。

方法2对应的措施就是加大触头开距，并把电弧导引到灭弧栅中，使得电弧的弧长加大并降温。这是通常采用的灭弧方法。

还有其它许多方法，限于篇幅，此处不介绍。

回答题主的问题。

题主的问题是：“电流越小，熄弧时间就越短。这句话正确吗？为什么？”

回答：

我们由文中的讲解就知道，加大电阻R，使得电弧电流减小并熄灭，是一种有效的灭弧方法。

然而，当电阻的阻值使得直流负载线在电流轴上的点位于K点和K'点之间时，虽然减小了电流，但电弧还是会稳定燃烧的。

由此可见，电流减小，熄弧时间并不一定会越短，要看具体的灭弧措施而定。

问题回答完了，我给题主提一个问题：

我们知道，电感是会产生反向电动势的，并且 越大，反向电动势就越高。 的值何时最大？恰恰就在电弧即将熄灭，Ih趋于零的瞬间。因此，若过快地熄灭直流电弧，是会产生灭弧过电压的。最严重时，灭弧过电压的数值可以达到电源电压的3倍以上。

可见，熄灭直流电弧并不是越快越好。

我的问题是：如何消除直流电弧熄灭时产生的过电压？

先看题主的回答吧。在合适的时候我会修改帖子作答。

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