Sisältö
Sähkökenttä on tila-alue varautuneen hiukkasen ympärillä, joka kohdistaa voiman muihin varautuneisiin hiukkasiin. Tämän kentän suunta on sen voiman suunta, jonka kenttä käyttäisi positiivisessa testisähkövarauksessa. Sähkökentän voimakkuus on volttia metriä kohti (V / m). Teknisesti eristimet eivät johda sähköä, mutta jos sähkökenttä on riittävän suuri, eriste hajoaa ja johtaa sähköä.
Tätä voidaan joskus nähdä sähköpurkauksena tai kaarina ilmassa kahden elektrodin välillä. Kaasun jakautumisjännite voidaan laskea kaavasta Paschens-laki. Fysiikka on erilainen puolijohdediodeille, joissa vikajännite on kohta, jossa laite alkaa johtaa käänteisen esijännityksen tilassa.
Jakelujännite
Diodit ja puolijohteet
Diodit on tyypillisesti valmistettu puolijohtavista kiteistä, yleensä piistä tai germaniumista. Epäpuhtauksia lisätään negatiivisen varauksen kantaja-alueiden (elektronien) muodostamiseksi toiselle puolelle, jolloin saadaan n-tyyppinen puolijohde, ja positiivisten varauksen kantajien (reikien) p-tyyppisen puolijohteen muodostamiseksi toiselle puolelle.
Kun p- ja n-tyyppiset materiaalit yhdistetään, hetkellinen varausvirta luo kolmannen alueen tai tyhjennysalueen, jossa ei ole varauskantajia. Virta virtaa, kun p-puolelle kohdistetaan riittävän suurempi potentiaaliero kuin n-puolelle.
Diodilla on tyypillisesti korkea vastus käänteisessä suunnassa, eikä se salli elektronien virtausta tässä käänteisesti esijännitetyssä tilassa. Kun vastasuuntainen jännite saavuttaa tietyn arvon, tämä vastus laskee ja diodi johtaa käänteisesti esijännitetyssä tilassa. Mahdollisuuksia, joissa tämä tapahtuu, kutsutaan läpilyöntijännite.
eristeet
Toisin kuin johtimet, eristeissä on elektroneja, jotka ovat sitoutuneet tiukasti atomiinsa, mikä vastustaa elektronien vapaata virtausta. Näitä elektroneja paikallaan pitävä voima ei ole ääretön ja riittävän jännitteen avulla nämä elektronit voivat saada tarpeeksi energiaa näiden sidosten voittamiseksi ja eristeestä tulee johdin. Kynnysjännite, jolla tämä tapahtuu, tunnetaan jakautumisjännitteenä tai Läpilyöntilujuus. Kaasussa vikajännite määritetään Paschens-laki.
Paschensin laki on yhtälö, joka antaa jakojännitteen ilmakehän paineen ja raon pituuden funktiona ja kirjoitetaan
Vb = bpd/]
missä Vb on tasavirtajännite, p on kaasun paine, d on aukon etäisyys metreinä, ja B ovat vakioita, jotka riippuvat ympäröivästä kaasusta, ja γSE on sekundaarinen elektroniemissiokerroin. Toissijainen elektroniemissiokerroin on kohta, jossa tapahtuvilla hiukkasilla on tarpeeksi kineettistä energiaa, että kun ne lyövät muita hiukkasia, ne indusoivat toissijaisten hiukkasten säteilyn.
Ilmajakojännitteen laskeminen tuumaa kohti
Ilmarakojen hajoamisjännitetaulukkoa voidaan käyttää etsittämään minkä tahansa kaasun hajoamisjännitettä. Jos ohjekirjaa ei ole saatavissa, kahden tuuman (2,54 cm) erotetun elektrodin dielektrinen lujuuslaskelma voidaan laskea käyttämällä Paschens-lakia, jossa
= 112,50 (kPacm)−1
B = 2737,50 V / (kPa.cm)-1
γSE = 0.01
P = 101,325 Pa
Yhdistämällä nämä arvot yllä olevaan yhtälöön saadaan
Vb = (2737.50 × 101,325 × 2.54 × 10-2)/
Tästä seuraa, että
Vb = 20,3 kV
Suunnittelu- ja fysikaalisista taulukoista ilmassa ilmenevän hajoamisjännitteen tyypillisen alueen odotetaan olevan 20–75 kV. On myös muita tekijöitä, jotka vaikuttavat ilman hajoamisjännitteeseen, esimerkiksi kosteus, paksuus ja lämpötila, siis laaja alue.