ظاهرة القوس الكهربائي لحظة انكسار عنصر الفتيل
أثناء تسييل وتبخير المعدن المنصهر، يتدفق تيار كهربائي باستمرار عبر بخار المعدن المنصهر. تُحدث القوة الكهروديناميكية المتولدة حول المعدن المنصهر تأثير انكماش، مما يؤدي إلى انكماش الوسط الموصل المُسال أو المُتبخر وانهياره إلى الداخل. يُحفز تأثير الانكماش هذا المعدن المنصهر على التصدع، مُشكلاً فجوة صغيرة بين القطبين.
عندما ينفصل المعدن المنصهر في المصهر، تزداد شدة المجال الكهربائي بين القطبين بشكل حاد. ولأن الفجوة لا تزال خاضعة لجهد مصدر الطاقة والجهد المُستحث في الدائرة، فإن المجال الكهربائي القوي يُؤدي فورًا إلى انهيار الوسط الغازي داخل الفجوة. تُسحب الإلكترونات الموجودة على سطح المهبط بفعل المجال الكهربائي القوي، مُشكلةً تيارًا من الإلكترونات الحرة. تصطدم هذه الإلكترونات عالية السرعة بجزيئات الغاز، مُؤينةً إياها ومُولدةً المزيد من الإلكترونات والأيونات الموجبة، مما يؤدي في النهاية إلى انهيار الغاز وتكوين مسار موصل.
ينتشر بخار المعدن عالي الحرارة المتولد أثناء عملية الانصهار بسرعة داخل الفجوة. يحتوي هذا البخار على عدد كبير من الجسيمات سهلة التأين، والتي تخضع للتأين الحراري تحت تأثير الجهد الكهربائي المطبق. قد تصل درجة الحرارة في منطقة عمود القوس الكهربائي إلى آلاف الدرجات المئوية. في مثل هذه البيئة ذات درجة الحرارة العالية، تزداد السرعة الحرارية لجزيئات الغاز بشكل ملحوظ، مما يجعلها أكثر عرضة للتأين عند التصادم، وبالتالي الحفاظ على استمرار احتراق القوس الكهربائي.
