アーク放電

【英語名】 arc discharge

【読み方】あーくほうでん

解説

アーク放電とは、熱電子放出を主とした放電のこと。
放電開始後、電流を増していくと、グロー放電を経て、アーク放電に至る。グロー放電に比べ、アーク放電の陰極降下は小さい。

※一般に陰極の電子放出には、熱電子放出、電界放出など、さまざまなものがあるが、それらが同時または個々に働いている。

アーク放電の発生

直流放電ランプで、始動からアーク放電に至る点灯のプロセスを説明する。

1.始動前の状態

2.始動

放電ガス中の陽イオン（Ar^＋、Hg^＋など）が、電極間の高い電圧による電界により加速され、陰極(W)に衝突して電子をたたき出すことにより電子放出が維持される。
グロー放電は、温度は低くても生じるが、安定器には比較的高い電圧での電流供給能力が必要である。
グロー放電の間は弱い光放射を伴う。
陽イオン（Ar^＋、Hg^＋など）の衝突エネルギにより陰極が加熱され、陰極(W)の温度が上昇し熱電子が放出されアーク放電に移行する。

4.アーク放電

陰極からの電子放出は、陰極温度が十分高い状態において維持される。
そのため、比較的低い電圧で維持できるが、陰極温度維持のため、比較的大きい電流が必要になる。
強い光放射がある。
キセノンランプなどの希ガス放電ランプでは、アーク放電開始とともに瞬時に強い光放射が開始される。
水銀ランプやメタルハライドランプなどの金属蒸気放電ランプでは、アーク放電が開始しても放電空間内の金属が蒸発するまで時間がかかり、強い光放射を開始するまでに数分程度を要するものもある。