Der U-I-Zusammenhang für den Kohlebogen hat eine fallende Charakteristik (Aystonsche Formel: U = a/I + b).

Mit wachsendem Strom werden Plasma und Kohlen heißer, die Erzeugung von Ladungsträgern wird leichter und die benötigte Spannung nimmt ab.

Bei konstanter Spannung "geht die Entladung durch", d. h. der Strom würde immer mehr ansteigen, wenn der Kohlebogen einmal gezündet ist.

Dies verhindert ein entsprechender Vorwiderstand, weil an dem Widerstand um so mehr Spannung abfällt je größer der Stromfluß ist.