Kandungan
Medan elektrik adalah rentang ruang di sekeliling zarah bercas yang menimbulkan daya pada zarah yang dikenakan. Arah medan ini adalah arah tenaga medan yang akan dikenakan pada ujian positif ujian elektrik. Kekuatan medan elektrik adalah voltan per meter (V / m). Secara teknikal, penebat tidak menjalankan elektrik tetapi jika medan elektriknya cukup besar, insulator memecah dan menjalankan elektrik.
Ini kadang-kadang dapat dilihat sebagai pelepasan elektrik atau arka di udara antara kedua-dua elektrod. Voltan kerosakan gas boleh dikira dari Paschens Law. Fizik berbeza untuk diod semikonduktor di mana voltan kerosakan adalah titik di mana peranti mula menjalankan dalam mod-bias terbalik.
Voltan Kerosakan
Diod dan Semikonduktor
Diod biasanya dibuat daripada semikonduktor kristal, biasanya silikon atau germanium. Kekotoran ditambah untuk mewujudkan satu rantau pembawa caj negatif (elektron) di satu pihak mewujudkan semikonduktor n-jenis, dan pembawa caj positif (lubang) untuk membuat semikonduktor p-jenis di pihak yang lain.
Apabila bahan p-jenis dan n-jenis dibawa bersama, aliran caj sementara mencipta rantau ketiga atau rantau kekurangan di mana tiada pembawa caj hadir. Aliran arus apabila perbezaan potensi yang cukup tinggi digunakan pada sisi p berbanding sisi n.
Diod biasanya mempunyai rintangan yang tinggi dalam arah sebaliknya dan tidak membenarkan elektron mengalir dalam mod bersifat terbalik ini. Apabila voltan terbalik mencapai nilai tertentu, rintangan ini jatuh dan diod dijalankan dalam mod terbalik-berat sebelah. Potensi di mana ini berlaku dipanggil voltan kerosakan.
Penebat
Tidak seperti konduktor, penebat mempunyai elektron yang terikat rapat dengan atomnya yang menentang aliran elektron bebas. Daya yang memegang elektron ini di tempat itu tidak terbatas dan dengan voltan yang cukup elektron-elektron itu dapat memperoleh tenaga yang cukup untuk mengatasi bon tersebut dan penebat menjadi konduktor. Voltan ambang di mana ini berlaku dikenali sebagai voltan kerosakan atau kekuatan dielektrik. Dalam gas, voltan kerosakan ditentukan oleh Paschens Law.
Hukum Paschens adalah persamaan yang memberikan voltan kerosakan sebagai fungsi tekanan atmosfera dan panjang jurang dan ditulis sebagai
Vb = Bpd/]
di mana Vb adalah voltan kerosakan DC, p adalah tekanan gas, d adalah jarak jurang dalam meter, A dan B adalah pemalar yang bergantung kepada gas sekitarnya, dan γse adalah pekali pelepasan elektron sekunder. Pekali pelepasan elektron sekunder adalah titik di mana zarah kejadian mempunyai tenaga kinetik yang cukup apabila mereka menyerang zarah-zarah lain, mereka mendorong pelepasan zarah-zarah sekunder.
Mengira Voltan Pecahan Air Per Inch
Jadual voltan kerosakan udara boleh digunakan untuk mencari voltan kerosakan untuk sebarang gas. Jika manual rujukan tidak tersedia, pengiraan kekuatan dielektrik untuk dua elektrod dipisahkan dengan satu inci (2.54 cm) boleh dikira menggunakan Paschens Law di mana
A = 112.50 (kPacm)−1
B = 2737.50 V / (kPa.cm)-1
γse = 0.01
P = 101,325 Pa
Memasang nilai tersebut ke dalam hasil persamaan di atas
Vb = (2737.50 × 101,325 × 2.54 × 10-2)/
Ia mengikutinya
Vb = 20.3 kV
Dari jadual kejuruteraan dan fizikal, julat khas untuk voltan kerosakan di udara dijangka menjadi 20 kV hingga 75 kV. Terdapat faktor lain yang mempengaruhi voltan kerosakan di udara, contohnya, kelembapan, ketebalan, dan suhu, oleh itu pelbagai.