Sisu
Elektriväli on laetud osakese ümber asuv ruumi piirkond, mis avaldab jõudu teistele laetud osakestele. Selle välja suund on jõu suund, mida väli väljale avaldaks positiivse katsega seotud elektrilaengu korral. Elektrivälja tugevus on volt meetri kohta (V / m). Tehniliselt isolaatorid ei juhita elektrit, kuid kui elektriväli on piisavalt suur, siis isolaator laguneb ja juhib elektrit.
Mõnikord võib seda vaadelda kahe elektroodi vahelise õhu tühjendusena või kaarena õhus. Gaasi jaotuspinget saab arvutada järgmiselt: Paschensi seadus. Füüsika on erinev pooljuhtide dioodide puhul, kus jaotuspinge on koht, kus seade hakkab vastupidise nihkega režiimis juhtima.
Jaotuspinge
Dioodid ja pooljuhid
Dioodid on tavaliselt valmistatud pooljuhtivatest kristallidest, tavaliselt räni või germaaniumist. Lisandeid lisatakse, et luua ühele küljele negatiivse laenguga kandjate (elektronide) piirkond, luues n-tüüpi pooljuhi, ja positiivse laengu kandjate (augud), et teisest küljest moodustada p-tüüpi pooljuht.
Kui p- ja n-tüüpi materjalid kokku viia, loob hetkeline laenguvoog kolmanda piirkonna või tühjenduspiirkonna, kus puuduvad laengukandjad. Vool voolab siis, kui p-poolele rakendatakse piisavalt suuremat potentsiaalierinevust kui n-poolele.
Dioodil on tavaliselt kõrge takistus vastupidises suunas ja see ei lase elektronidel sellel vastupidises nihkes režiimis voolata. Kui vastupidine pinge jõuab teatud väärtuseni, langeb see takistus ja diood juhib vastupidises kallutuses. Potentsiaali, kus see toimub, nimetatakse jaotuspinge.
Isolaatorid
Erinevalt juhtidest on isolaatoritel oma aatomitega tihedalt seotud elektronid, mis takistavad vabade elektronide voolu. Jõud, mis neid elektrone paigal hoiab, pole lõpmatu ja piisava pinge korral saavad need elektronid nende sidemete ületamiseks piisavalt energiat ja isolaatorist saab juht. Künnispinget, mille juures see toimub, nimetatakse jaotuspingeks või dielektriline tugevus. Gaasis määratakse jaotuspinge väärtusega Paschensi seadus.
Paschensi seadus on võrrand, mis annab jaotuspinge sõltuvalt õhurõhust ja vahe pikkusest ning on kirjutatud kui
Vb = Bpd/]
kus Vb on alalisvoolu jaotuspinge, lk on gaasi rõhk, d on vahekaugus meetrites, A ja B on konstandid, mis sõltuvad ümbritsevast gaasist, ja γse on sekundaarse elektronide emissioonikordaja. Sekundaarse elektronide emissioonikordaja on punkt, kus langevatel osakestel on piisavalt kineetilist energiat, et teiste osakeste löömisel indutseerivad nad sekundaarsete osakeste emissiooni.
Õhu jaotuspinge arvutamine tolli kohta
Gaaside jaotuspinge otsimiseks võib kasutada õhupilu jaotuspingetabelit. Kui teatmik pole saadaval, saab kahe tolli (2,54 cm) eraldatud elektroodi dielektrilise tugevuse arvutada Paschensi seaduse abil, kus
A = 112,50 (kPacm)−1
B = 2737,50 V / (kPa.cm)-1
γse = 0.01
Lk = 101,325 Pa
Nende väärtuste ühendamine ülaltoodud võrrandiga annab tulemuse
Vb = (2737.50 × 101,325 × 2.54 × 10-2)/
Sellest järeldub
Vb = 20,3 kV
Inseneri- ja füüsikalistest tabelitest lähtudes on õhus eeldatav jaotuspinge tüüpiline vahemik 20 kV kuni 75 kV. On ka teisi tegureid, mis mõjutavad õhu jaotuspinget, näiteks niiskus, paksus ja temperatuur, seega lai vahemik.