電弧
電弧放電は、負のインピーダンス(インダクタンス)の効果のため、安定したアークを維持・抑制するには正の電気のインピーダンス(キャパシタンス)を必要とすることがある。この特性で制御されていない装置の電弧放電は破壊的になり、これが始まると破壊されるまで固定電圧が供給され、ますます電流量が増える。
電弧放電は負極からの電子放出の形態により、負極の加熱により起こる熱電子放出による熱陰極アークと、負極表面に存在する非常に強い電界によって直接電子が放出される(電界放出又は冷電子放出と呼ぶ)冷陰極アーク(電界アークとも呼ばれる)に分かれ、負極が炭素・タングステンなどの高沸点材の場合は熱陰極アーク、鉄・銅・水銀などの低沸点材の場合は冷陰極アークになるとされるが、不明な点も多い。
また、放電路における気体分子の電離も電極間の気体圧力によって異なり、低圧の場合はグロー放電同様α作用(負極・正極間を移動する電子による気体分子の電離)によるが、高圧では熱電離が主となる。
アーク放電が起きるとプラズマを流れる電流が周囲に磁場を形成してプラズマ自体が周囲の磁気エネルギーを取り込んで自己収縮するため電流が細く集中する。(ピンチ効果)