כיצד לחשב את מתח התקלה

שדה חשמלי הוא אזור של חלל סביב חלקיק טעון המפעיל כוח על חלקיקים טעונים אחרים. כיוון השדה הזה הוא כיוון הכוח שהשדה יפעיל על מטען חשמלי לבדיקה חיובית. חוזק השדה החשמלי הוא וולט למטר (V / m). מבחינה טכנית, מבודדים אינם מוליכים חשמל, אך אם השדה החשמלי גדול מספיק, המבודד מתקלקל ומוליך חשמל.

לעיתים ניתן לראות בכך פריקה חשמלית או קשת באוויר בין שתי האלקטרודות. ניתן לחשב את מתח הפירוק של גזחוק פשכן.הפיזיקה שונה עבור דיודות מוליכות למחצה בהן מתח הפירוק הוא הנקודה בה המכשיר מתחיל להתנהל במצב הטיה הפוכה.

דיודות עשויות בדרך כלל מגבישים מוליכים למחצה, בדרך כלל סיליקון או גרמניום. זיהומים מתווספים כדי ליצור אזור של נושאי מטען שליליים (אלקטרונים) בצד אחד היוצרים מוליך למחצה מסוג n, ומובילי מטען חיוביים (חורים) לייצור מוליכים למחצה מסוג p על אַחֵר.

כאשר מכניסים את החומרים מסוג p ו- n, זרם מטען רגעי יוצר אזור שלישי או אזור דלדול בו אין נשיאי מטען. זרם זורם כאשר מוחל הבדל פוטנציאלי גבוה מספיק על הצד p מאשר על הצד ה- n.

דיודה בדרך כלל בעלת התנגדות גבוהה בכיוון ההפוך ואינה מאפשרת לאלקטרונים לזרום במצב מוטה-הפוך זה. כאשר המתח ההפוך מגיע לערך מסוים, התנגדות זו יורדת והדיודה מתנהלת במצב מוטה לאחור. הפוטנציאל בו נוצר נקרא

בניגוד למוליכים, לבידדים יש אלקטרונים הקשורים היטב לאטומים שלהם העומדים בפני זרימת אלקטרונים חופשית. הכוח שמחזיק את האלקטרונים הללו במקום אינו אינסופי ועם מספיק מתח האלקטרונים האלה יכולים לצבור מספיק אנרגיה כדי להתגבר על אותם קשרים והמבודד הופך למוליך. מתח הסף שבו זה מתרחש מכונה מתח הפירוק אוחוזק דיאלקטרי. בגז, מתח הפירוק נקבע על ידיחוק פשכן​.

חוק פשכן הוא משוואה הנותנת את מתח הפירוק כפונקציה של לחץ אטמוספרי ואורך פער ונכתבת כ

איפהו​_ב הוא מתח התמוטטות DC,עמ 'הוא לחץ הגז,דהוא מרחק הפער במטרים,אובהם קבועים התלויים בגז שמסביב, וγ​_se הוא מקדם פליטת האלקטרונים המשני. מקדם פליטת האלקטרונים המשני הוא הנקודה בה יש לחלקיקים אירועים מספיק אנרגיה קינטית שכאשר הם פוגעים בחלקיקים אחרים הם גורמים לפליטה של ​​חלקיקים משניים.

ניתן להשתמש בטבלת מתח פירוק פער אוויר כדי לחפש את מתח הפירוק עבור כל גז. כאשר אין מדריך סימוכין, ניתן לחשב את חישוב חוזק הדיאלקטרי לשתי אלקטרודות המופרדות באינץ 'אחד (2.54 ס"מ) באמצעות חוק פשכן בו

​א= 112.50 (kPacm)⁻¹

​ב= 2737.50 V / (kPa.cm)^-1

​γ​_se = 0.01

​פ= 101,325 אב

חיבור ערכים אלה לתשואות הנ"ל

מטבלאות הנדסיות ופיזיקליות, הטווח האופייני למתח הפירוק באוויר צפוי להיות 20 קילו וולט ל 75 קילו וולט. ישנם גורמים אחרים המשפיעים על מתח הפירוק באוויר, למשל לחות, עובי וטמפרטורה, ומכאן הטווח הרחב.