アーク放電とは、電極に電位差が生じて、電極間の気体に発生する持続的な放電のこと。

アーク放電は、熱電子放出をメインとした放電で、低電圧・高電流で発生し、高温度の陰極から熱電子が放出されることで維持されます。

英語では、arc dischargeと表記し、arcは「円弧」dischargeは「放電」という意味があります。
初期の放電灯で電極間にできた輝く部分が「円弧」になるため、アーク放電と呼ばれています。

気体の圧力が高く、電流が数アンペア以上の大きい電流が流れる場合、ほとんどの放電アーク放電になります。
また、気体の圧力が低く、電流が数ミリアンペア程度と小さい場合でも、陰極が高温になりやすかったり陰極に熱電子放射物質が塗布されていたりする場合にはアーク放電が発生することがあります。後者の例としては蛍光灯があります。

電車のパンタグラフで発光したり、ショートした電気コードが発光する現象はアーク放電です。

アーク放電は2種類あります。
「熱陰極アーク放電」と「冷陰極アーク放電」です。
熱陰極アーク放電は、陰極が加熱されて熱電子が放出することで発生します。
一方、冷陰極アーク放電は、陰極表面に強い電界がかかることで、直接電子が放出されます。

アーク放電は、溶接や金属加工などで重要な役割を果たしています。
例えば、アーク溶接ではアーク放電で金属を高温で溶かして接合しています。
さらに、前述のとおり、蛍光灯などの照明技術やプラズマディスプレイなどにもアーク放電は使われています。

しかしながら、アーク放電は高温のため危険も伴います。
そのため、不用意なアーク放電に対する保護機能を備えた高圧電源を使用するなど、適切な安全対策を講じることが大切です。

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