Электрическая дуга была открыта в 1802 году русским ученым профессором В. В. Петровым. Простейшая схема электрической дуги представлена на рис. 11.
Чтобы зажечь дугу, нужно угли с различными электрическими зарядами сблизить до соприкосновения. Вследствие этого отдельные участки катода нагреваются.
Электрическая дуга была открыта в 1802 году русским ученым профессором В. В. Петровым. Простейшая схема электрической дуги представлена на рис. 11.
Чтобы зажечь дугу, нужно угли с различными электрическими зарядами сблизить до соприкосновения. Вследствие этого отдельные участки катода нагреваются. Когда катод разогреется, угли разводят, и между ними возникает дуга. Под действием приложенного к электродам напряжения электроны, вылетающие из раскаленного катода, бомбардируют анод и нагревают его до температуры 3750—4200° К. На раскаленной поверхности анода образуется кратер 5, который испускает до 85% всего светового потока, даваемого дугой; он же является и мощным источником коротковолновых инфракрасных лучей. Около 10% света дает раскаленный катод и около 5% дают светящиеся газы дуги.
Электрическая дуга может питаться как постоянным, так и переменным током. При питании дуги переменным током световой поток получается меньше, чем при питании постоянным током.
Широкое применение в технике получили дуги постоянного тока: простая дуга с чистыми углями (в кинотехнике) и дуга интенсивного горения с углями интенсивного горения (в различных типах прожекторов). Простые дуги с чистыми углями дают сплошной спектр излучения (от инфракрасных до ультрафиолетовых лучей). Основным источником излучения в них является кратер положительного угля.
Дуга интенсивного горения отличается от простой дуги устройством электродов. Вдоль оси положительного угля высверливается цилиндрическое отверстие, которое заполняется фитилем — спрессованной массой, состоящей из смеси сажи и окиси редкоземельных металлов (тория, церия, лантана). Световые свойства электрической дуги зависят от состава электрода и фитиля. Отрицательный электрод (уголь) дуги высокой интенсивности изготовляется из твердого материала без фитиля.
При увеличении силы тока в цепи дуга дает большее количество света. Это объясняется главным образом увеличением диаметра кратера, яркость которого остается почти постоянной. В устье кратера образуется облако светящегося газа. Таким образом, в дуге интенсивного горения к чисто тепловому излучению кратера добавляется излучение паров редкоземельных металлов, входящих в состав фитиля. Общая яркость такой дуги в 5—б раз больше яркости дуги с чистыми углями.
При работе дуги интенсивного горения выделяется большое количество продуктов горения (в виде дыма), поэтому во избежание загрязнения отражателя прожектора необходима усиленная вентиляция кожуха прожектора.
Электрические дуговые источники являются наиболее мощными температурными излучателями, дающими значительное количество энергии в инфракрасной области спектра. Они широко применяются в мощных зенитных и морских прожекторных установках. В легких же переносных устройствах применение дуговых источников света ограничено ввиду их больших габаритов и веса, нестабильности горения, быстрого сгорания углей и сложности обслуживания.
Кроме того, дуговые источники света работают от мощного источника постоянного тока, что также ограничивает применение их в переносных устройствах.
Таким образом, для приборов ночного видения, переносимых на поле боя одним или несколькими солдатами, электрические лампы накаливания являются наиболее удобными источниками инфракрасных лучей.