Tartalom
- A lebontási feszültség
- Diódák és félvezetők
- szigetelők
- A levegő per os hüvelyk bontási feszültségének kiszámítása
Az elektromos mező egy töltött részecske körüli tér olyan területe, amely erőt gyakorol más töltött részecskékre. Ennek a mezőnek az iránya az erő iránya, amelyet a mező a pozitív teszt elektromos töltésére gyakorol. Az elektromos mező erőssége volt / méter (V / m). Technikai szempontból a szigetelők nem vezetnek áramot, de ha az elektromos mező elég nagy, akkor a szigetelő lebomlik és áramot vezet.
Ez néha úgy tekinthető, mint egy elektromos kisülés vagy ív a levegőben a két elektróda között. A gáz lebontási feszültsége kiszámítható az alábbiakból Paschens törvény. A félvezető diódák fizikája különbözik, ahol a bontási feszültség az a pont, ahol az eszköz fordított előfeszültségű üzemmódban kezd vezetni.
A lebontási feszültség
Diódák és félvezetők
A diódák általában félvezető kristályokból készülnek, általában szilikonból vagy germániumból. Szennyeződéseket adunk hozzá, hogy az egyik oldalon a negatív töltésű hordozók (elektronok) egy n-típusú félvezetőt képezzenek, a pozitív töltéshordozók (lyukak) pedig egy p-típusú félvezető legyen.
Amikor a p-típusú és az n-típusú anyagokat összehozzuk, a pillanatnyi töltésáram egy harmadik régiót vagy kimerítő régiót hoz létre, ahol nincs töltőhordozó. Egy áram folyik, amikor egy p-oldalra kellőképpen nagyobb potenciálkülönbség van alkalmazva, mint az n-oldalra.
A diódának általában nagy ellenállása van fordított irányban, és nem engedi az elektronok áramlását ebben a fordított előfeszítésű üzemmódban. Amikor a fordított feszültség eléri egy bizonyos értéket, ez az ellenállás lecsökken, és a dióda fordított előfeszítésű üzemmódban vezet. Az a potenciál, amelyen ez megtörténik, a bontási feszültség.
szigetelők
A vezetőkkel ellentétben a szigetelőknek atomjaihoz szorosan kötött elektronok vannak, amelyek ellenállnak a szabad elektronáramlásnak. Az ezeket az elektronokat a helyükön tartó erő nem végtelen és elegendő feszültséggel ezek az elektronok elegendő energiát tudnak szerezni ahhoz, hogy legyőzzék ezeket a kötéseket, és a szigetelő vezetővé válik. A küszöbfeszültséget, amelyen ez megtörténik, lebontási feszültségnek vagy dielektromos szilárdság. Gázban a lebontási feszültséget a következő érték határozza meg: Paschens törvény.
A Paschens törvény egy olyan egyenlet, amely megadja a lebontási feszültséget a légköri nyomás és a réshossz függvényében, és így írja:
Vb = BPD/]
ahol Vb az egyenáramú lebontási feszültség, p a gáz nyomása, d a rés távolsága méterben, A és B konstansok, amelyek a környező gáztól függnek, és γse a másodlagos elektron-kibocsátási együttható. A szekunder elektron kibocsátási együttható az a pont, ahol a beeső részecskéknek elegendő kinetikus energiájuk van, hogy amikor más részecskékre ütköznek, akkor indukálják a másodlagos részecskék kibocsátását.
A levegő per os hüvelyk bontási feszültségének kiszámítása
A légrés lebontási feszültség táblázata felhasználható bármilyen gáz lebontási feszültségének felkutatására. Ha nem áll rendelkezésre referencia kézikönyv, a dielektromos szilárdság kiszámítása két elektródra, amelyeket egy hüvelyk (2,54 cm) választ el egymástól, a Paschens törvény alkalmazásával kiszámítható, ahol
A = 112,50 (kPacm)−1
B = 2737,50 V / (kPa.cm)-1
γse = 0.01
P = 101,325 Pa
Ezeket az értékeket a fenti egyenletbe illesztve megkapjuk a hozamokat
Vb = (2737.50 × 101,325 × 2.54 × 10-2)/
Ebből következik, hogy
Vb = 20,3 kV
A műszaki és a fizikai táblázatok alapján a levegőben a bomlási feszültség tipikus tartománya várhatóan 20 kV-tól 75 kV-ig terjed. Vannak más tényezők is, amelyek befolyásolják a levegőben a lebontási feszültséget, például a páratartalom, vastagság és hőmérséklet, tehát a széles tartomány.