電弧爐內的實際起弧方法是：當兩根電極與電源接通時，將兩極作短時間的接觸(短路)·而后分開，保持一定距離，在兩極之間就會出現電弧。這是由于電極接觸時．通過的短路電流很大，而電極的接觸并非理想的平面接觸，實際上僅僅是某些凸起點的接觸．在這些接觸地方通過大的短路電流，1111電流密度很大．很快將接觸處加熱到較高的溫度。電極分開以后，陰極表面產生熱電子發射．發射出的電子在電場作用下朝用極方向運動，在運動中碰撞氣體的中性分子，使之電離為正離子和電子。此外電弧的高溫使氣體(包括金屬的蒸氣)發生熱電離；電場的作用也使氣體電離。產生的帶電質點在電場吸引下，電子飛往陽極．正離子飛往陰極．因而使電流通過兩極之間的氣體。但是，電子質輕體小，到達陰極的可能性大，電弧主要靠電子導電。在此過程中，放出大量的熱和強烈的光。

　　電弧在氣體電離時吸收能量，基本是電場供給的電能。帶電質點復臺時放出電離時吸收的能量，就*終效果而言，或者使中性質點激化而發光，或者加強紊亂運動(熱運動)而發熱升溫。靠同時進行的電離和復合過程，電弧把電能轉變成熱能。 

　　整個電弧由陰極區、陽極區以及弧柱三部分構成。

　　陰極區指電弧中緊靠陰極端面的氣體微薄區域。厚度大約等于電子在氣體中的自由程(～10山cm)。所謂陰極亮斑就是電流集中通過的小塊面積，該小塊面積的溫度很高，是熱電子發射*激烈的地方。明極亮斑點是陰極端面上存在氧化物或雜質的斑點。該處逸出功降低，容易發射熱電子。陰極亮斑不時隨斑點轉移而轉移，造成陰極亮斑的跳動現象。陰極區的電流中主要是陰極發射的電子流，還有來自弧柱中的正離子流，前者向著弧柱運動，后者則撞擊陰極使之加熱。陰極區的范圍很窄，故電場強度很大，達到10‘v／cm．因此電子從陰極表面逸出后就得到加速。

　　陽極區指電弧中緊靠陽極的區域。陽極區較陰極區寬些，但壓降差不多，故陽極區的電場強度比陰極區小。陽極上電流集中的地方也出現光亮的斑點，稱為陽極斑點。

　　弧柱指介于陰極區和陽極區中間的區域。由于陰極區和陽極區都極薄，電弧長度近似等于電極間距。沿弧柱長度上帶電質點分布均勻，故沿長度方向上的電位降也是均勻的。

　　電弧中三個區域產生的熱量都是電能轉變的，但是機理不同，溫度也不同。

　　陰極區熱能的產生是由于正離子碰撞到陰極上．給出自己的位能(電離功)和動能．轉化為熱能。此外，電流通過陰極區克服陰極區壓降也產生熱能。所產生的熱能用于電子的逸出功(電子發射所必須消耗的能量)、陰極蒸發和熔化所需熱能以及因輻射與傳導所損失的熱能。

　　陽極區熱能來源于電子撞擊陽極時交出自己的全部動能和位能(逸出功)轉化為熱能。與陰極區比較，陽極區不支付電子的選出功．故陽極區產生的熱量較多，溫度高于陰極區。這就是直流電弧爐以熔池爐料作為陽極的緣故。

　　對于一般的炭質電極，陰極亮斑溫度為3000～4000~(：；大電流電弧溫度較高，陽極斑點約為4900。

　　弧柱中熱能的產生基本是由于帶電質點復合所放出的能量。氣體(包括金屬蒸氣)分子或原子*初吸收電能而電離成正負離子和電子．后來正離子捕獲電子正負離子復合成中性分子，又放出相當于電離功的熱和光。在常壓和絕熱條件下，弧柱中單位體積產生熱量的多少以及所達到的*高溫度，取決于氣體電離功的大小，弧柱*高溫度丁：(K)與電離電位V的關系

　　煉鋼爐中電弧的氣體中，除空氣外尚有金屬和碳的蒸氣，綜合電離電位6—10~’．故理論上弧柱的*高溫度可達5000～8000K。

　　弧柱實際溫度較低，因為向其他物體傳熱。弧柱熱在熔化熱中所占比例視爐型而不同。

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