Пробій газу в однорідному полі

Однорідне електричне поле може бути отримане між плоскими електро-дами із закругленими краями, а також між сферами, якщо відстань між ними не перевищує їхнього діаметра. Час розвитку пробою в однорідному полі складає 10^-7 – 10^-8с, причому величина напруги пробою залежить від температури і тиску наповнюючого газу. При нормальному тиску (0,1Мпа) і температурі 20^оС електрична міцність повітря при відстані між електродами в 1 см складає близько 3,2 МВ/м. Зі зменшенням відстані між електродами електрична міц-ність збільшується, що пояснюється труднощами формування розряду.

Відповідно до закону Пашена в однорідному електричному полі при не-змінній температурі напруга пробою є функцією тиску наповнюючого газу і відстані між електродами Uпр = f(ph). Дана залежність наведена на рис.4.2. Мінімальне значення пробивних напруг для різних газів складає 280-420 В. Для повітря - біля 300В. При підвищенні тиску понад 100кПа відстань між молекулами зменшується, у результаті чого зменшується довжина вільного пробігу електронів і відповідно збільшується електрична міцність. Спадання напруги спостерігається при зменшенні тиску нижче атмосферного до певної величини.

U_{пр max}

_{Повітря}

H₂

ph

Рис.4.2 – Залежність U_{пр max} =f(ph) для повітря і водню

Подальше зменшення тиску приводить до зростання електричної міцності, що пояснюється зменшенням числа молекул в одиниця об'єму газу і зниженням імовірності зіткнень електронів з молекулами. При високому вакуумі електрична міцність досягає великих значень (порядку 10² МВ/м). У цьому разі на величину електричної міцності впливає матеріал і стан поверхні електродів, тому що можливе виникнення "холодної" емісії електронів з поверхні електродів.

Електрична міцність залежить від хімічного складу газу. Меншою елек-тричною міцністю в порівнянні з повітрям володіють інертні гази, що викорис-товуються для заповнення джерел світла і електровакуумних приладів. Висо-кою електричною міцністю відрізняються деякі важкі гази з високою молеку-лярною масою. Прикладом може служити елегаз (SF₆), фреон (CCl₂F₂). Їхня електрична міцність практично в 2,5 раза вище, ніж у повітря.

Дата добавления: 2014-11-09