Elektrinis laukas yra erdvės sritis aplink įkrautą dalelę, veikianti jėgą kitoms įkrautoms dalelėms. Šio lauko kryptis yra jėgos, kurią laukas veiktų teigiamam bandomajam elektriniam krūviui, kryptis. Elektrinio lauko stipris yra voltas metrui (V / m). Techniškai izoliatoriai nevadina elektros energijos, tačiau jei elektrinis laukas yra pakankamai didelis, izoliatorius sugenda ir praleidžia elektrą.
Tai kartais gali būti vertinama kaip elektros iškrova arba lankas ore tarp dviejų elektrodų. Dujų skilimo įtampą galima apskaičiuoti pagalPascheno įstatymas.Puslaidininkinių diodų fizika skiriasi, kai gedimo įtampa yra ta vieta, kur prietaisas pradeda veikti atvirkštinio įstrižumo režimu.
Sugedimo įtampa
Diodai ir puslaidininkiai
Diodai paprastai gaminami iš puslaidininkių kristalų, dažniausiai silicio arba germanio. Pridedama priemaišų, kad būtų sukurta neigiamų krūvininkų (elektronų) sritis vienoje pusėje n tipo puslaidininkį ir teigiamo krūvio laikiklius (skylutes) p tipo puslaidininkiui pagaminti ant kita.
Sujungus p tipo ir n tipo medžiagas, momentinis krūvio srautas sukuria trečią sritį arba išeikvojimo sritį, kurioje nėra krūvininkų. Srovė teka, kai p pusei pritaikomas pakankamai didesnis potencialų skirtumas nei n pusė.
Diodas paprastai turi didelę varžą atvirkštine kryptimi ir neleidžia elektronams tekėti šiuo atvirkštinio įstrižumo režimu. Kai atvirkštinė įtampa pasiekia tam tikrą vertę, ši varža sumažėja, o diodas veikia atvirkštiniu būdu. Potencialas, kuriame tai įvyksta, vadinamasgedimo įtampa.
Izoliatoriai
Skirtingai nuo laidininkų, izoliatoriai turi elektronus, kurie yra tvirtai surišti su jų atomais, o tai priešinasi laisvam elektronų srautui. Jėga, laikanti šiuos elektronus vietoje, nėra begalinė ir turėdami pakankamai įtampos, tie elektronai gali įgyti pakankamai energijos toms jungtims įveikti, o izoliatorius tampa laidininku. Ribinė įtampa, kuriai esant tai įvyksta, vadinama gedimo įtampa arbadielektrinė jėga. Dujose gedimo įtampa nustatoma pagalPascheno įstatymas.
Pascheno dėsnis yra lygtis, suteikianti gedimo įtampą kaip atmosferos slėgio ir tarpo ilgio funkciją, ir parašyta kaip
V_b = \ frac {Bpd} {\ ln {(Apd)} - \ ln {(\ ln {(1 + 1 / \ gamma_ {se})})}}
kurVb yra nuolatinės srovės gedimo įtampa,pyra dujų slėgis,dyra tarpo atstumas metrais,AirByra konstantos, kurios priklauso nuo aplinkinių dujų, irγse yra antrinis elektronų emisijos koeficientas. Antrinis elektronų emisijos koeficientas yra taškas, kuriame krintančios dalelės turi pakankamai kinetinės energijos, kad, smogdamos kitas daleles, sukeltų antrinių dalelių emisiją.
Skaičiuojant oro per colį suskaidymo įtampą
Oro tarpo gedimo įtampos lentelę galima naudoti bet kokių dujų gedimo įtampai ieškoti. Jei informacinio vadovo nėra, dviejų elektrodų, atskirtų vienu coliu (2,54 cm), dielektrinio stiprumo apskaičiavimą galima apskaičiuoti pagal Pascheno įstatymą, kur
A= 112,50 (kPacm)−1
B= 2737,50 V / (kPa.cm)-1
γse = 0.01
P= 101 325 Pa
Sujungus tas reikšmes į aukščiau pateiktą lygtį, gaunama
V_b = \ frac {2737.50 \ kartus 101,325 \ kartus 2,54 \ kartus 10 ^ {- 2}} {\ ln {(112,50 \ kartus 101,325 \ kartus 2,54 kartus 10 ^ {- 2})} - \ ln {(\ ln {(1 + 1 / 0,01)})}} = 20,3 \ tekstas {kV}
Remiantis inžinerinėmis ir fizinėmis lentelėmis, numatoma, kad tipinis skilimo įtampos ore diapazonas bus nuo 20 kV iki 75 kV. Yra ir kitų veiksnių, turinčių įtakos gedimo įtampai ore, pvz., Drėgmė, storis ir temperatūra, taigi ir platus diapazonas.