Пробивное напряжение газа в однородном поле зависит от давления ρ газа и расстояния S между электродами:
Uпр = ƒ(ρ·S).
Эта зависимость, типичный характер которой показан на Рис. 5.6 получила название "закона Пашена" Кривая Пашена имеет характерный минимум Uпр.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 Uпр, вплоть до значения Uпр.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 Uпр возрастает.
|
|
Эффект увеличения электрической прочности при низких и высоких давлениях используется на практике при создании вакуумной изоляции и изоляции, работающей под давлением.