Закон Пашена

Пробивное напряжение газа в однородном поле зависит от давления ρ газа и расстояния S между электродами:

U_пр = ƒ(ρ·S).

Эта зависимость, типичный характер которой показан на Рис. 5.6 получила название "закона Пашена" Кривая Пашена имеет характерный минимум U_пр.min при критическом значении (ρ · S) _min.

При низких давлениях, соответствующих вакууму (ρ→0), газы обладают достаточно высоким пробивным напряжением. Это объясняется малым количеством столкновений электронов, разгоняемых электрическим полем, с молекулами газа и соответственно малой вероятностью ионизации.

Рис. 5.6. Кривая Пашена

С увеличением давления возрастает число молекул газа в единице объема, увеличивается число столкновений электронов с молекулами, а в результате возрастает вероятность ударной ионизации. Это приводит к снижению U_пр, вплоть до значения U_пр.min.

При дальнейшем увеличении давления число молекул в единице объема становится настолько большим, что существенно сокращается длина пути свободного пробега электронов. Электроны, постоянно сталкиваясь с молекулами, не могут разогнаться электрическим полем и приобрести кинетическую энергию, необходимую для ударной ионизации. В результате вероятность ионизации уменьшается и U_пр возрастает.

Эффект увеличения электрической прочности при низких и высоких давлениях используется на практике при создании вакуумной изоляции и изоляции, работающей под давлением.