一、直流电弧的伏安特性
直流电弧是指产生电弧的电路电源为直流。当直流电弧稳定燃烧时，电路仍是导通的，因而电弧中有电弧电流，电弧两端有电弧压降。电弧的伏安特性就是指电弧电压与电弧电流之间的关系曲线，它实质上是反映电弧内的物理过程，是电弧重要特性之一。由于影响电弧伏安特性的因素很多，通常可用实验方法求得。
如图2－2中电路图所示，在两极中有一稳定燃烧的电弧。我们若是通过调节可变电阻R的值非常缓慢地调节回路电流(
→0)，在这个过程中分别测量电弧电流
和电弧两端电压
，可绘出其伏安特性，如图2－2中曲线1。
图2－2 直流电弧及其伏安特性
此伏安特性称为直流电弧的静伏安特性(简称静特性)。静特性是指在电弧稳定燃烧(=0)条件下，电弧不受热惯性影响时，电弧电流与电弧压降的关系。
从曲线1可见，触头在开断直流电路时所产生的电弧，相当于在电路中串入一个非线性电阻，当电弧电流增加时，电弧电压减小。这和我们熟知的普通电路的情况相反。在普通电路中，当电流增加时，电阻上的电压也增加，这是因为电路中的电阻值不变的缘故。但在弧隙中，电弧电阻是随着电弧电流而变化。随着电流的增大，电弧内的游离作用越来越激烈，离子浓度越来越大，导电性越好，其对外所呈现的电阻值愈小，从而维持电弧稳定燃烧所需的电压也相应减小；反之，当电弧电流减少时，维持电弧稳定燃烧所需的电压相应增大。
若调节可变电阻R来调节回路电流，让回路电流以一定速度增加(>0)或减少(<0)，则可得曲线3和2。这时所得的伏安特性称直流电弧的动伏安特性(简称动特性)。动特性是指在电弧不稳定燃烧条件下，电弧电流变化快，其热惯性对电弧有影响时，电弧电流与电弧压降的关系。根据电流变化速度不一样，动特性曲线有许多条。从图2－2中可得出，伏安特性曲线1、2、3并不重合，而且电流增加过程的伏安特性3位于静伏安特性1之上方，电流减小过程的伏安特性2位于静伏安特性1的下方。其原因是因为当回路电流以一定速度变化时，电弧内部有保持原来热状态(游离和消游离状态)的热惯性作用，致使电弧内部状态的变化总是滞后于回路电流的变化。当回路电流变化速度愈大时，这种热惯性作用就愈明显。电弧的电阻也就不同于相应点应有的电阻值，电弧的压降同样就和相应点的压降不同。
在图2－2中，静特性曲线1与纵轴交点的电压值称为燃弧电压，用
表示。所谓燃弧电压，就是产生电弧所必需的最低电压，电压低于此值，就不足以点燃电弧。伏安特性曲线2与纵轴交点的电压值称为熄弧电压，用
表示。所谓熄弧电压，就是指熄灭电弧的最高电压，电压高于此值，电弧将不能熄灭。熄弧电压总是小于燃弧电压的，其原因是燃弧前弧隙中介质强度高，即游离程度小，要形成电弧就必须具有较高的电压。燃弧电压应比维持电弧所需的最低电压要高。电弧在燃烧过程中游离程度高，介质强度低，维持其燃烧的最低电压就低，而熄弧电压应比这个电压还要低，所以熄弧电压，总是小于燃弧电压。
电弧的静伏安特性与弧长有关。在其它条件相同时，弧长L愈长，静伏安特性愈向上移，如图2－2中曲线4所示。其原因如下：在同一电流情况下，电弧单位长度的电阻值不变，电弧拉长后的总电阻增加，因而电弧的电压就增大了。由于静伏安特性向上平移，燃弧电压和熄弧电压也都要增加。从这个角度来说，拉长电弧，可以加速电弧的熄灭。
二、直流电弧的熄灭
设有如图2－3(a)所示典型的直流电弧电路，E为电源电势，L和R分别为电路中和电弧串联的电感和电阻。根据克希荷夫第二定律，可写出电压平衡方程式
（2－1）
由于电弧的电阻呈非线性的特点，以采用图解法为便。将式(2－1)中各项的伏安特性表示在同一坐标系中，以便分析其相互间的关系。如图2－3(b)所示，曲线2为电弧的静伏安特性，直线1为E－iR。从图中可以得出：直线1与曲线2相交于A、B两点，其对应的电流值为
与
。
图2－3 开断电感电路的直流电弧及其熄灭
（a）直流电弧；（b）直流电弧的熄灭。
一个直流电弧能够稳定燃烧的条件是有稳定燃烧点，即=0。那么，要想使直流电弧熄灭，就应该做到消除稳定燃烧点，且<O。从图形来看就应该是曲线1与直线2没有交点且曲线1位于直线2的上方。要想达到这个目的，图形上的变化可有很多种，但结合实际来考虑，将曲线1向上平移至3的作法最为可行。从其代表的物理意义上来讲，就是将电弧拉长。所以拉长电弧对熄灭直流电弧是最常用的方法，而且拉长的方式也有多种。
图2－4 电弧并联电阻电路及其伏安特性
还有一种方法也能使直流电弧熄灭，那就是在电弧两端并联电阻，如图2－4所示。从图形上看，由于
，使得电弧两端的伏安特性发生了变化，满足了直流电弧熄灭的条件，电弧将熄灭。这种方法有一定的缺陷，那就是电弧虽熄灭了，但电路并未断开。所以要利用这种方法，还必须安装附加开关以分断并联电阻电路。
三、断开感性电路的过电压
为了减小电弧对触头及电器的烧损，通常希望熄弧时间越短越好。但是在断开感性电路时，若熄弧时间过短，电感中将产生很大的自感电势，也就是L的值很大。其数值常比电源电压大好多倍，通常称之为过电压。为了区别于大气过电压，称之为内部过电压(或操作过电压)。过电压产生后，一方面可能将电气设备的绝缘击穿，引起破坏性故障；另一方面，可能击穿弧隙，使电弧重燃。为此必须加以防止和限制。
断开感性电路产生过电压的根本原因，在于贮存在电感中的磁场能量要在非常短暂的时间内释放出来并消耗掉。如果能将磁场能量逐渐地消耗在电阻上就可以控制此时的过电压。
以下几种方法均能将电感中的磁场能量逐渐地消耗在电阻上或者延长电路电流变化的时间，起到抑制过电压的作用。图2－5(a)中所表示的方法其缺点是在正常工作时，附加电阻有功率损耗。图2－5(b)中的情况在正常工作时电容充电达到电源电势，在附加电阻上没有功率消耗。图2－5(c)所示情况在正常工作时二极管的反向电流很小，其上的功率损耗亦很小。
图2－5 减小直流电弧熄灭时过电压的方法
（a）并联电阻法；（b）并联RC支路法；（c）并联整流二极管法。