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在電弧爐中，一般由以下幾方面原因引起氣體電離：
(1) 陰極發(fā)射電子所引起的碰撞電離。陰極因高溫發(fā)射出來的熱電子，在飛往陽極的途 中，與氣體分子相碰撞，使分子獲得電離功而離解為正離子和電子，即中性分子變?yōu)閹щ姷?質(zhì)點3 .
(2) 熱電離。在高溫條件下，氣體分子具有很大的動能，相互碰撞時，使分子獲得能量而 電離，稱熱電離。氣體熱電離方程為

式中，x為熱電離所引起的氣體電離度（已電離的分子數(shù)與原有全部分子數(shù)的比例）；T 為氣體的溫度，K; V,為氣體的電離電位，V。
該式說明，氣體的熱電離隨著絕對溫度的升高而增大，由此式可求出其中氣體在一定溫 度下的熱電離度。
(3) 光電離。原子吸收光線照射的能量，也有可能被激發(fā)至電離狀態(tài)。但一般情況下， 光電離不是氣體電離的主要方式。
(4) 電場引起的氣體電離。在電場作用下，氣體中電離出來的正離子、電子或負(fù)離子等 帶電質(zhì)點，分別向正、負(fù)兩極運動，并受到電場力的加速，動能增大，它們碰撞氣體分子時，使 分子電離,生成新的帶電質(zhì)點。這些新的帶電質(zhì)點同樣受到電場力的加速作用分別向兩極 運動，在運動過程中碰撞氣體分子,又引起新的電離。這稱之為連鎖電離過程。
電場所引起的電離度，主要取決于電場強(qiáng)度以及質(zhì)點的自由程。電場強(qiáng)度越大，電場力 對帶電質(zhì)點所做的功越多，質(zhì)點的動能越大，碰撞所引起的電離度就越高。自由程又與氣體 的密度以及帶電質(zhì)點本身的體積有關(guān)。密度稀則自由程大，故氣體在真空條件下電場引起 的電離度較高。電子的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于離子，自由程較長，更容易使分子或原子電離。就是 說，電場引起的氣體電離中，電子起主要作用。
應(yīng)指明一點，在電弧中，一方面存在氣體中性分子不斷離解為正離子和電子的電離過 程，另一方面又存在正離子捕獲電子而復(fù)合成中性分子的復(fù)合過程。在一定條件下，這兩個 過程將達(dá)到動態(tài)平衡，保持一定的電離度。