Kā aprēķināt sadalījuma spriegumu

Elektriskais lauks ir telpas apgabals ap uzlādētu daļiņu, kas iedarbojas uz citām uzlādētām daļiņām. Šī lauka virziens ir spēka virziens, ko lauks iedarbotu uz pozitīvu testa elektrisko lādiņu. Elektriskā lauka stiprums ir volts uz metru (V / m). Tehniski izolatori nevada elektrību, bet, ja elektriskais lauks ir pietiekami liels, izolators sadalās un vada elektrību.

Dažreiz to var uzskatīt par elektrisko izlādi vai loka gaisā starp abiem elektrodiem. Gāzes sadalīšanās spriegumu var aprēķināt noPaschen likums.Fizika ir atšķirīga pusvadītām diodēm, kur sadalījuma spriegums ir punkts, kurā ierīce sāk vadīt apgrieztā slīpuma režīmā.

Diodes parasti izgatavo no pusvadošiem kristāliem, parasti silīcija vai germānija. Piemaisījumus pievieno, lai izveidotu negatīvu lādiņu nesēju (elektronu) reģionu vienā pusē n tipa pusvadītāju un pozitīvu lādiņu nesējus (caurumus), lai uz tā izveidotu p tipa pusvadītāju cits.

Kad p-veida un n-veida materiāli tiek apvienoti, momentāna lādiņa plūsma rada trešo reģionu vai izsmelšanas reģionu, kurā nav lādiņu nesēju. Strāva plūst, ja p pusē tiek pielietota pietiekami lielāka potenciāla starpība nekā n pusē.

Diodei parasti ir augsta pretestība pretējā virzienā, un tā neļauj elektroniem plūst šajā pretēji novirzītajā režīmā. Kad reversais spriegums sasniedz noteiktu vērtību, šī pretestība samazinās, un diode vada reversā neobjektivitātes režīmā. Potenciālu, pie kura tas notiek, sauc parsadalīšanās spriegums​.

Atšķirībā no vadītājiem, izolatoriem ir elektroni, kas ir cieši saistīti ar to atomiem, kas pretojas brīvai elektronu plūsmai. Spēks, kas šos elektronus notur vietā, nav bezgalīgs, un ar pietiekamu spriegumu šie elektroni var iegūt pietiekami daudz enerģijas, lai pārvarētu šīs saites, un izolators kļūst par vadītāju. Sliekšņa spriegums, pie kura tas notiek, ir pazīstams kā sadalīšanās spriegums vaidielektriskā izturība. Gāzē sadalīšanās spriegumu nosaka pēcPaschen likums​.

Pasčena likums ir vienādojums, kas norāda sadalīšanās spriegumu atkarībā no atmosfēras spiediena un spraugas garuma un ir rakstīts kā

kurV​_b ir līdzstrāvas sadalījuma spriegums,lppir gāzes spiediens,dir atstarpes attālums metros,AunBir konstantes, kas ir atkarīgas no apkārtējās gāzes, unγ​_se ir sekundārā elektronu emisijas koeficients. Sekundārā elektronu emisijas koeficients ir punkts, kurā krītošajām daļiņām ir pietiekami daudz kinētiskās enerģijas, ka, sitot citām daļiņām, tās inducē sekundāro daļiņu emisiju.

Gaisa spraugas sadalījuma sprieguma tabulu var izmantot, lai meklētu sadalījuma spriegumu jebkurai gāzei. Ja atsauces rokasgrāmata nav pieejama, dielektriskās stiprības aprēķinu diviem elektrodiem, kas atdalīti ar vienu collu (2,54 cm), var aprēķināt, izmantojot Paschen likumu, kur

​A= 112,50 (kPacm)⁻¹

​B= 2737,50 V / (kPa.cm)^-1

​γ​_se = 0.01

​P= 101 325 Pa

Pievienojot šīs vērtības iepriekš minētajam vienādojumam, iegūst

No inženiertehniskajām un fiziskajām tabulām sagaidāms, ka tipiskais sadalīšanās sprieguma diapazons gaisā ir no 20 kV līdz 75 kV. Ir arī citi faktori, kas ietekmē sadalīšanās spriegumu gaisā, piemēram, mitrums, biezums un temperatūra, līdz ar to arī plašais diapazons.