Az elektromos mező a töltött részecske körüli térrész, amely erőt fejt ki más töltött részecskékre. Ennek a mezőnek az iránya az erő iránya, amelyet a mező pozitív teszt elektromos töltés esetén kifejtene. Az elektromos tér erőssége volt / méter (V / m). Technikailag a szigetelők nem vezetnek áramot, de ha az elektromos mező elég nagy, akkor a szigetelő lebomlik és vezet.
Ez néha elektromos kisülésnek vagy ívnek tekinthető a levegőben a két elektróda között. A gáz megszakítási feszültsége a következőképpen számítható:Paschen törvénye.A fizika különbözik azoktól a félvezető diódáktól, ahol a megszakítási feszültség az a pont, ahol a készülék vezetni kezd fordított előfeszítési módban.
A bontási feszültség
Diódák és félvezetők
A diódák jellemzően félvezető kristályokból készülnek, általában szilíciumból vagy germániumból. A szennyeződéseket hozzáadva negatív töltéshordozók (elektronok) régióját hozzuk létre az egyik oldalon egy n típusú félvezető és pozitív töltéshordozók (furatok), amelyek egy p típusú félvezetőt hoznak létre a Egyéb.
Amikor a p-típusú és az n-típusú anyagokat összefogjuk, a pillanatnyi töltésáramlás létrehoz egy harmadik régiót vagy kimerülési régiót, ahol nincsenek töltéshordozók. Az áram akkor áramlik, ha a p oldalra kellően nagyobb potenciálkülönbséget alkalmazunk, mint az n oldalra.
A dióda általában nagy ellenállással rendelkezik fordított irányban, és nem teszi lehetővé az elektronok áramlását ebben a fordított előfeszített módban. Amikor a fordított feszültség elér egy bizonyos értéket, ez az ellenállás csökken, és a dióda fordított előfeszített módban vezet. Az a potenciál, amelynél ez bekövetkezik, azmegszakítási feszültség.
Szigetelők
A vezetőktől eltérően a szigetelők olyan elektronokkal rendelkeznek, amelyek szorosan kötődnek atomjaikhoz, amelyek ellenállnak a szabad elektronáramlásnak. Az ezeket az elektronokat a helyükön tartó erő nem végtelen, és elegendő feszültség mellett ezek az elektronok elegendő energiát nyerhetnek a kötések leküzdésére, és a szigetelő vezetővé válik. A küszöbfeszültség, amelynél ez bekövetkezik, megszakító feszültségnek vagydielektromos szilárdság. Egy gázban a bontási feszültséget határozza megPaschen törvénye.
A Paschen-törvény egy olyan egyenlet, amely a megszakítási feszültséget adja meg a légköri nyomás és a rés hosszának függvényében, és
V_b = \ frac {Bpd} {\ ln {(Apd)} - \ ln {(\ ln {(1 + 1 / \ gamma_ {se})}}}}}
holVb az egyenáramú megszakító feszültség,oa gáz nyomása,da hézag távolsága méterben,AésBa környező gáztól függő állandók, ésγse a másodlagos elektronemissziós együttható. A szekunder elektronemissziós együttható az a pont, ahol a beeső részecskéknek elegendő kinetikus energiájuk van ahhoz, hogy amikor más részecskékre ütköznek, másodlagos részecskék kibocsátását indukálják.
A hüvelykben lévő levegő lebontási feszültségének kiszámítása
A légrés megszakítási feszültség táblázatával fel lehet keresni bármely gáz megszakítási feszültségét. Ahol nem áll rendelkezésre referencia kézikönyv, két, 2,54 cm-rel elválasztott elektróda dielektromos szilárdságának kiszámítását a Paschen-törvény alapján lehet kiszámítani, ahol
A= 112,50 (kPacm)−1
B= 2737,50 V / (kPa.cm)-1
γse = 0.01
P= 101,325 Pa
Ha ezeket az értékeket a fenti egyenletbe kapcsoljuk, akkor kapunk eredményt
V_b = \ frac {2737.50 \ 101,325-szer 2,54-szer 10 ^ {- 2}} {\ ln {(112,50 101,325-szer 2,54-szer 10 ^ {- 2})} - \ ln {(\ ln {(1 + 1 / 0,01)})}} = 20,3 \ szöveg {kV}
A mérnöki és fizikai táblázatokból kitűnik, hogy a levegőben található megszakítási feszültség tipikus tartománya várhatóan 20 kV és 75 kV között lesz. Vannak más tényezők, amelyek befolyásolják a levegőben lévő megszakítási feszültséget, például a páratartalom, a vastagság és a hőmérséklet, ezért a széles tartomány.
