skrypt031 (2)

31

a

(2.18)

(2.19)

Abc ^0,1    = i Inl l+ -

^a v y)

Wyrażenie 2.19 można przekształcić w ten sposób, aby uzyskać możliwość iczenin wartości Ug:

U„ =

In

B-b-a A • b • a

(2.20)

(    1

Inj I + —

'    y ;

Wyrażenie 2.20 stanowi w matematycznym ujęciu prawo Paschena. Jego ficzną ilustrację przedstawiono na rysunku 2.4.

Charakterystyka Paschena przedstawia wpływ- ciśnienia i rodzaju gazu odstępu i rodzaju elektrod, na napięcie przeskoku w gazie. Krzywa ta za-wuje swój charakterystyczny przebieg, niezależnie od rodzaju gazu. Przyłożeniu stałej odległości międzyelektrodowej a, z. krzywej Paschena wynika, wzrost napięcia początkowego L\» (U,,), a więc wzrost wytrzymałości elek-^rcznej można osiągnąć dwoma sposobami: wytwarzając w układzie bardzo niskie ciśnienia (próżnię) lub przeciwnie - uzyskać w układzie ciśnienie wysokie. Fizyczna interpretacja zjawiska wzrostu wytrzymałości w obu wymienionych przedziałach charakterystyki Paschena jest różna. W obszarze odpow iadającym próżni, liczba cząstek podlegających jonizacji jest niewielka. Im wyższa próżnia, tym mniejsza liczba cząstek. Ponieważ koncentracja cząstek jest mała. to drogi swobodne długie, prędkość duża i energia kinetyczna wysoka - a zatem prawie wszystkie zderzenia mają charakter jonizacyjny. Jednak prawdopodobieństwo zderzeń jest niewielkie i to decyduje o wzroście wytrzymałości. W obszarze podwyższonego ciśnienia koncentracja cząstek gazu jest duża i w związku z tym prawdopodobieństwo ich zderzeń wysokie. Jednak ich drogi swobodne są krótkie, a zatem małe prędkości i w konsekwencji niska energia kinetyczna. W efekcie większość zderzeń ma charakter niejonizacyjny i to stanowi przyczynę wzrostu wytrzymałości gazu.

Dla pewnych warunków zewnętrznych, charakterystycznych dla danego gazu, krzywa Paschena osiąga minimum. Współrzędne tego minimum mogą być określone matematycznie. Dla każdego gazu przy zadanej odległości, ciśnieniu i znanym materiale elektrod można więc obliczyć minimalne napięcie U_n (U,,). Dla powietrza przy ciśnieniu atmosferycznym, minimum charakterysty ki lin - f iha) występuje dla odległości między elektrodami 10 \ 10" cm. Tej odległości odpowiada minimalne napięcie przeskoku Uo_IMj„ = 350 V.