Б)умови стабільного горіння і гасіння дуги

Розглянемо баланс напруг у колі (рис.3) при дузі, що має незмінну довжину:

. (6)

видно, що стаціонарним режимом буде такий, при якому струм в колі не змінюється, тобто di/dt=0. в електричних апаратах застосовуються всі засоби для того, щоб дуга гасла в мінімально короткий час. Очевидно, для гасіння дуги при всіх значеннях струму напруга L di/dt повинна бути негативною. Для виконання цієї умови необхідно, щоб . Це можливо або за рахунок піднімання вольт-амперної харатеристики, або за рахунок збільшення опору кола. Вольт-амперну характеристику дуги можна підняти за рахунок збільшення довжини дуги, інтенсивного охолодження, підвищення тиску середовища, в якому горить дуга. При замкнених контактах дуга відсутня і струм кола дорівнює . При розведенні контактів між ними виникає дуга зі струмом І₂. якщо довжина дуги і напруга джерела незмінні, то при збільшенні опору струм в колі буде зменшуватися. При подальшому зростанні опору витримується нерівність , тобто створюються умови для гасіння дуги. Струми і опори, при яких настають умови для гасіння, називаються критичними. Якщо при незмінному значенні струму кола Ік збільшити напругу живлення U або при незмінному значенні напруги U збільшити струм в колі Ік, то U-iR забезпечить краще гасіння дуги. Тоді для дотримання умов гасіння дуги треба підняти вольт-амперну характеристику дуги.

Таким чином, із зростанням відключуваного струму і напруги джерела умови відключення погіршуються. Аналіз цього процесу показав, що за рахунок зміни опору R можна зняти статичну характеристику тільки при струмах до І_кр. Для того щоб зняти цю залежність при менших струмах, необхідно збільшити напругу джерела живлення. Визначимо тривалість t_д горіння дуги. Позначимо через DU:

.

Виконаємо інтегрування і отримаємо

. (7)

рис. 3 – до розгляду балансу напруг при незмінній довжині дуги.

Таким чином, чим більша DU, тим менша тривалість горіння дуги, що є бажаним. Але збільшення DU приводить до зростання напруги на контактах в момент гасіння дуги.