İçerik
Bir elektrik alanı, diğer yüklü parçacıklara kuvvet uygulayan yüklü bir parçacık etrafındaki bir alandır. Bu alanın yönü, alanın pozitif bir test elektrik yüküne uygulayacağı kuvvetin yönüdür. Elektrik alanın gücü metre başına volt'tur (V / m). Teknik olarak, izolatörler elektrik iletmez, ancak elektrik alanı yeterince büyükse, izolatör bozulur ve elektrik iletir.
Bu, bazen iki elektrot arasında elektrik boşalması veya havada yay şeklinde görülebilir. Bir gazın bozulma voltajı şu değerlerden hesaplanabilir: Paschens Yasası. Fizik, arıza geriliminin, cihazın ters önyargı modunda iletken başladığı nokta olduğu yarı iletken diyotlar için farklıdır.
Arıza Gerilimi
Diyot ve Yarı İletkenler
Diyotlar tipik olarak yarı iletken kristallerden, genellikle silikon veya germanyumdan yapılır. Bir tipte bir n-tipi yarı iletken yaratan negatif yük taşıyıcılar (elektronlar) bölgesi oluşturmak için safsızlıklar ve diğer tarafta bir p-tipi yarı iletken yapmak için pozitif yük taşıyıcılar (delikler) eklenir.
P tipi ve n tipi malzemeler bir araya getirildiğinde, anlık bir yük akışı, hiçbir yük taşıyıcısının bulunmadığı üçüncü bir bölge veya tükenme bölgesi oluşturur. P tarafına n tarafından daha yüksek bir potansiyel fark uygulandığında bir akım akar.
Bir diyot tipik olarak ters yönde yüksek bir dirence sahiptir ve elektronların bu ters eğilimli modda akmasına izin vermez. Ters voltaj belirli bir değere ulaştığında, bu direnç düşer ve diyot ters taraflı modda iletilir. Bunun gerçekleştiği potansiyeli denir. arıza gerilimi.
izolatörler
İletkenlerin aksine, izolatörler, serbest elektron akışına dirençli olan atomlarına sıkıca bağlı olan elektronlara sahiptir. Bu elektronları yerinde tutan kuvvet sonsuz değildir ve yeterli voltajla bu elektronlar, bu bağların üstesinden gelmek için yeterli enerji elde edebilir ve yalıtkan bir iletken haline gelir. Bunun gerçekleştiği eşik gerilimi, arıza gerilimi veya dielektrik gücü. Bir gazda, bozulma gerilimi, Paschens Yasası.
Paschens Yasası, atmosferik basınç ve boşluk uzunluğunun bir fonksiyonu olarak arıza voltajını veren bir denklemdir ve
Vb = bpd/]
nerede Vb DC arıza voltajı, p gazın basıncı, d metre cinsinden aralık mesafesi, bir ve B çevreleyen gaza bağlı sabitler ve γse ikincil elektron emisyon katsayısıdır. İkincil elektron emisyon katsayısı, olay parçacıklarının, diğer parçacıklara çarptıklarında, ikincil parçacıkların emisyonunu indükleyecek kadar kinetik enerjiye sahip oldukları noktadır.
İnç Başına Hava Atma Gerilimini Hesaplama
Herhangi bir gazın arıza gerilimini aramak için bir hava aralığı arıza gerilimi tablosu kullanılabilir. Bir referans el kitabının bulunmadığı durumlarda, bir inç (2,54 cm) ile ayrılmış iki elektrot için dielektrik dayanım hesaplaması, Paschens Yasası kullanılarak hesaplanabilir.
bir = 112,50 (kPacm)−1
B = 2737.50 V / (kPa.cm)-1
γse = 0.01
P = 101,325 Pa
Bu değerleri yukarıdaki denklem verimlerine eklemek
Vb = (2737.50 × 101,325 × 2.54 × 10-2)/
Bunu takip ediyor
Vb = 20,3 kV
Mühendislik ve fiziksel tablolardan, havadaki arıza geriliminin tipik aralığının 20 kV ila 75 kV olması beklenir. Havadaki kırılma gerilimini etkileyen, örneğin nem, kalınlık ve sıcaklık gibi geniş etkenlerden başka faktörler de vardır.