Paschen görbe

A Paschen-görbe grafikusan ábrázolja az áttörési feszültség függését a gáznyomás és az elektródák közötti távolság szorzatától.

Friedrich Paschen felfedezte, hogy a letörési feszültséget az egyenlet írja le

U={\frac {a(pd)}{\ln(pd)+b))\

ahol: - áttörési feszültség voltban , $U$

$p$ - nyomás,

$d$ a lapos elektródák közötti távolság.

Állandó és a gáz összetételétől függ. 760 Hgmm atmoszférikus nyomású levegőhöz . Művészet. , és , ahol a nyomás atmoszférában van megadva , és az elektródák közötti távolság méterben . $a$ $b$ $a=43{,}6\centerdot 10^{6}$ $b=12{,}8$ $p$ $d$

Ennek az egyenletnek a grafikonját Paschen-görbének nevezzük. Megkülönböztetve és a derivált nullával egyenlővé tételével megkaphatja a minimális áttörési feszültséget $pd$

{\displaystyle pd=e^{1-b))

és arra a következtetésre jut, hogy van egy minimális áttörési feszültség . Ez 327 volt a levegőben atmoszférikus nyomáson, és az elektródák közötti távolság 7,5 mikrométer . $pd=7{,}5\centerdot 10^{-6}$

A gáz összetétele befolyásolja mind a minimális áttörési feszültséget, mind az elektródák közötti távolságot, amelynél a törés bekövetkezhet. Argon esetében a minimális áttörési feszültség 137 volt 12 µm-nél nagyobb távolságban. A kén-dioxid esetében a minimális áttörési feszültség 457 volt már 4,4 µm távolságban.

Levegő esetén normál körülmények között az elektromos térerősség minimális feszültség mellett sokkal nagyobb, mint egy olyan ívnél, amelynek elektródái közötti távolság 1 m. 7,5 mikron távolságban egy térerő méterenként 43 megavoltra van szükség, 1 méter távolságban pedig mindössze 3,4 megavolt méterenként, ami majdnem 13-szor kevesebb. Ez a jelenség kísérletileg jól igazolt, és Paschen-minimum néven ismert. A Paschen-egyenlet 1 atmoszféra nyomású levegőben néhány mikrométernél kisebb elektródatávolság esetén meghiúsul, és hibásan jósol meg végtelen ívfeszültséget körülbelül 2,7 mikron távolságban.

A vákuummal végzett korai kísérletek meglehetősen meglepő viselkedést találtak. Az ív megjelenése meglehetősen szabálytalanul és kellően nagy tartományban történik, és nem az elektródák közötti minimális távolságban. Például 1 Hgmm nyomáson. Art., az elektródák közötti távolság a minimális áttörési feszültséghez 5,7 mm. Az ív indításához ezen a távolságon szükséges feszültség 327 volt, ami kisebb, mint az 5,7 mm-nél nagyobb és kisebb távolságra lévő feszültség. 2,85 mm-es távolság mellett a szükséges feszültség 533 volt, ami majdnem kétszerese. Ha 500 voltos feszültséget alkalmazunk, akkor ez nem lesz elég ahhoz, hogy 2,85 mm-es távolságban elektromos ívet hozzon létre, de 5,7 mm távolságban működik.

Lásd még

Paschen törvénye