மின்கடத்தா வலிமை

மின்கடத்தா வலிமையானது ஒரு மின்கடத்தா அதன் மீது பயன்படுத்தப்படும் மின்னழுத்தத்தைத் தாங்கும் திறனை தீர்மானிக்கிறது. எனவே, மின்கடத்தாவின் மின்சார வலிமையானது மின்கடத்தா வலிமை Epr இன் சராசரி மதிப்பாக புரிந்து கொள்ளப்படுகிறது, இதில் மின்கடத்தாவில் மின் முறிவு ஏற்படுகிறது.

ஒரு மின்கடத்தாவின் மின் முறிவு என்பது ஒரு மின்னழுத்தத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் கொடுக்கப்பட்ட பொருளின் மின் கடத்துத்திறனில் கூர்மையான அதிகரிப்பு ஆகும், இது ஒரு கடத்தும் பிளாஸ்மா சேனலின் அடுத்தடுத்த உருவாக்கம் ஆகும்.

திரவங்கள் அல்லது வாயுக்களில் ஏற்படும் மின் முறிவு மின் வெளியேற்றம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. உண்மையில், அத்தகைய வெளியேற்றம் உருவாகிறது மின்தேக்கி வெளியேற்ற மின்னோட்டம்முறிவு மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும் மின்முனைகளால் உருவாக்கப்பட்டது.

இந்த சூழலில், முறிவு மின்னழுத்தம் Upr என்பது மின் முறிவு தொடங்கும் மின்னழுத்தமாகும், எனவே மின்கடத்தா வலிமையை பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கண்டறியலாம் (இங்கு h என்பது மாதிரியின் தடிமன் உடைக்கப்பட வேண்டும்):

Epr = UNC/h

வெளிப்படையாக, எந்தவொரு குறிப்பிட்ட சந்தர்ப்பத்திலும் முறிவு மின்னழுத்தம் கருதப்படும் மின்கடத்தாவின் மின்கடத்தா வலிமையுடன் தொடர்புடையது மற்றும் மின்முனைகளுக்கு இடையிலான இடைவெளியின் தடிமன் சார்ந்துள்ளது.அதன்படி, மின்முனைகளுக்கு இடையிலான இடைவெளி அதிகரிக்கும் போது, ​​முறிவு மின்னழுத்த மதிப்பும் அதிகரிக்கிறது. திரவ மற்றும் வாயு மின்கடத்தாக்களில், முறிவின் போது வெளியேற்றத்தின் வளர்ச்சி வெவ்வேறு வழிகளில் நிகழ்கிறது.

வாயு மின்கடத்தாக்களின் மின்கடத்தா வலிமை

அயனியாக்கம் - ஒரு நடுநிலை அணுவை நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை அயனியாக மாற்றும் செயல்முறை.

ஒரு வாயு மின்கடத்தா ஒரு பெரிய இடைவெளியை உடைக்கும் செயல்பாட்டில், பல நிலைகள் ஒன்றன் பின் ஒன்றாக பின்பற்றப்படுகின்றன:

1. ஒரு வாயு மூலக்கூறின் ஒளிச்சேர்க்கையின் விளைவாக, ஒரு உலோக மின்முனையிலிருந்து நேரடியாக அல்லது தற்செயலாக வாயு இடைவெளியில் ஒரு இலவச எலக்ட்ரான் தோன்றுகிறது.

2. இடைவெளியில் தோன்றும் இலவச எலக்ட்ரான் மின்சார புலத்தால் துரிதப்படுத்தப்படுகிறது, எலக்ட்ரானின் ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது மற்றும் இறுதியில் ஒரு நடுநிலை அணுவுடன் மோதியவுடன் அயனியாக்கம் செய்ய போதுமானதாகிறது. அதாவது, தாக்க அயனியாக்கம் ஏற்படுகிறது.

3. பல தாக்க அயனியாக்கம் செயல்களின் விளைவாக, எலக்ட்ரான் பனிச்சரிவு உருவாகிறது மற்றும் உருவாகிறது.

4. ஒரு ஸ்ட்ரீமர் உருவாகிறது - எலக்ட்ரான்களின் பனிச்சரிவு கடந்து சென்ற பிறகு எஞ்சியிருக்கும் நேர்மறை அயனிகளால் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு பிளாஸ்மா சேனல் மற்றும் எதிர்மறையானவை, இப்போது நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பிளாஸ்மாவில் இழுக்கப்படுகின்றன.

5. ஸ்ட்ரீமர் வழியாக கொள்ளளவு மின்னோட்டம் வெப்ப அயனியாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது மற்றும் ஸ்ட்ரீமர் கடத்துத்திறன் ஆகிறது.

6. வெளியேற்ற சேனல் மூலம் வெளியேற்ற இடைவெளி மூடப்படும் போது, ​​முக்கிய வெளியேற்றம் ஏற்படுகிறது.

வெளியேற்ற இடைவெளி போதுமானதாக இருந்தால், முறிவு செயல்முறை ஏற்கனவே பனிச்சரிவு முறிவின் கட்டத்தில் அல்லது ஸ்ட்ரீமர் உருவாகும் கட்டத்தில் - தீப்பொறியின் கட்டத்தில் முடிவடையும்.

வாயுக்களின் மின் வலிமை தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

• மின்முனைகளுக்கு இடையிலான தூரம்;

• துளையிட வேண்டிய வாயுவில் அழுத்தம்;

• ஒரு எலக்ட்ரானுக்கான வாயு மூலக்கூறுகளின் தொடர்பு, ஒரு வாயுவின் எலக்ட்ரோநெக்டிவிட்டி.

அழுத்த உறவு பின்வருமாறு விளக்கப்பட்டுள்ளது. வாயுவின் அழுத்தம் அதிகரிக்கும் போது, ​​அதன் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான தூரம் குறைகிறது. முடுக்கத்தின் போது, ​​எலக்ட்ரான் அதே ஆற்றலை மிகக் குறுகிய இலவச பாதையுடன் பெற வேண்டும், இது ஒரு அணுவை அயனியாக்க போதுமானது.

இந்த ஆற்றல் மோதலின் போது எலக்ட்ரானின் வேகத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, மேலும் மின்சார புலத்திலிருந்து எலக்ட்ரானில் செயல்படும் விசையின் முடுக்கம் காரணமாக வேகம் உருவாகிறது, அதாவது அதன் வலிமை காரணமாக.

பாஸ்சென் வளைவு மின்முனைகளுக்கும் அழுத்தத்திற்கும் இடையிலான தூரத்தின் உற்பத்தியில் வாயுவில் முறிவு மின்னழுத்தம் Upr சார்ந்திருப்பதைக் காட்டுகிறது - p * h. எடுத்துக்காட்டாக, p * h = 0.7 பாஸ்கல் * மீட்டரில் காற்றுக்கு, முறிவு மின்னழுத்தம் சுமார் 330 வோல்ட் ஆகும். இந்த மதிப்பின் இடதுபுறத்தில் முறிவு மின்னழுத்தத்தின் அதிகரிப்பு, வாயு மூலக்கூறுடன் எலக்ட்ரான் மோதுவதற்கான நிகழ்தகவு குறைவதால் ஏற்படுகிறது.

எலக்ட்ரான் தொடர்பு என்பது சில நடுநிலை மூலக்கூறுகள் மற்றும் வாயு அணுக்கள் கூடுதல் எலக்ட்ரான்களை தங்களுக்குள் இணைத்து எதிர்மறை அயனிகளாக மாறும் திறன் ஆகும். அதிக எலக்ட்ரான் தொடர்பு அணுக்கள் கொண்ட வாயுக்களில், எலக்ட்ரோநெக்டிவ் வாயுக்களில், எலக்ட்ரான்கள் பனிச்சரிவை உருவாக்குவதற்கு ஒரு பெரிய முடுக்கி ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது.

சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ், அதாவது சாதாரண வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில், 1 செமீ இடைவெளியில் காற்றின் மின்கடத்தா வலிமை தோராயமாக 3000 V / மிமீ ஆகும், ஆனால் 0.3 MPa அழுத்தத்தில் (வழக்கத்தை விட 3 மடங்கு அதிகம்) அதே காற்றின் மின்கடத்தா வலிமை 10,000 V / mm க்கு அருகில் இருக்கும். எலக்ட்ரோநெக்டிவ் வாயுவான SF6 வாயுவிற்கு, சாதாரண நிலையில் மின்கடத்தா வலிமை தோராயமாக 8700 V/mm ஆகும். மற்றும் 0.3 MPa அழுத்தத்தில், இது 20,000 V / mm ஐ அடைகிறது.

திரவ மின்கடத்தாக்களின் மின்கடத்தா வலிமை

திரவ மின்கடத்தாவைப் பொறுத்தவரை, அவற்றின் மின்கடத்தா வலிமை அவற்றின் வேதியியல் கட்டமைப்புடன் நேரடியாக தொடர்புடையது அல்ல. மற்றும் ஒரு திரவத்தில் சிதைவின் பொறிமுறையை பாதிக்கும் முக்கிய விஷயம், வாயுவுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​அதன் மூலக்கூறுகளின் ஏற்பாடு மிகவும் நெருக்கமாக உள்ளது. வாயுக்களின் தன்மையான தாக்க அயனியாக்கம் ஒரு திரவ மின்கடத்தாவில் சாத்தியமற்றது.

தாக்க அயனியாக்கம் ஆற்றல் தோராயமாக 5 eV ஆகும், மேலும் இந்த ஆற்றலை மின்சார புல வலிமை, எலக்ட்ரான் சார்ஜ் மற்றும் 500 நானோமீட்டர்கள் கொண்ட சராசரி இலவச பாதை ஆகியவற்றின் விளைவாக வெளிப்படுத்தினால், அதிலிருந்து மின்கடத்தா வலிமையைக் கணக்கிடுவோம். 10,000,000 V/mm கிடைக்கும், மேலும் திரவங்களுக்கான உண்மையான மின் வலிமை 20,000 முதல் 40,000 V / mm வரை இருக்கும்.

திரவங்களின் மின்கடத்தா வலிமை உண்மையில் அந்த திரவங்களில் உள்ள வாயுவின் அளவைப் பொறுத்தது. மேலும், மின்கடத்தா வலிமையானது மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும் எலக்ட்ரோடு மேற்பரப்புகளின் நிலையைப் பொறுத்தது. சிறிய வாயு குமிழிகளின் முறிவுடன் ஒரு திரவமாக உடைதல் தொடங்குகிறது.

வாயு மிகவும் குறைவான மின்கடத்தா மாறிலியைக் கொண்டுள்ளது, எனவே குமிழியில் உள்ள மின்னழுத்தம் சுற்றியுள்ள திரவத்தை விட அதிகமாக இருக்கும். இந்த வழக்கில், வாயுவின் மின்கடத்தா வலிமை குறைவாக உள்ளது. குமிழி வெளியேற்றங்கள் குமிழி வளர்ச்சிக்கு வழிவகுக்கும் மற்றும் இறுதியில் குமிழிகளில் பகுதியளவு வெளியேற்றத்தின் விளைவாக திரவ உடைப்பு ஏற்படுகிறது.

திரவ மின்கடத்தாக்களில் முறிவு வளர்ச்சி பொறிமுறையில் அசுத்தங்கள் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. உதாரணமாக, மின்மாற்றி எண்ணெயைக் கவனியுங்கள். சூட் மற்றும் நீர் கடத்தும் அசுத்தங்கள் மின்கடத்தா வலிமையைக் குறைக்கின்றன மின்மாற்றி எண்ணெய்.

நீர் பொதுவாக எண்ணெயுடன் கலக்கவில்லை என்றாலும், மின்சார புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் எண்ணெயில் உள்ள மிகச்சிறிய துளிகள் துருவப்படுத்தப்படுகின்றன, சுற்றியுள்ள எண்ணெயுடன் ஒப்பிடும்போது அதிகரித்த மின் கடத்துத்திறன் கொண்ட சுற்றுகளை உருவாக்குகின்றன, இதன் விளைவாக, சுற்று முழுவதும் எண்ணெய் முறிவு ஏற்படுகிறது.

ஆய்வக நிலைகளில் திரவங்களின் மின்கடத்தா வலிமையை தீர்மானிக்க, அரைக்கோள மின்முனைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவற்றின் ஆரம் அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்தை விட பல மடங்கு அதிகமாகும். மின்முனைகளுக்கு இடையிலான இடைவெளியில் ஒரு சீரான மின்சார புலம் உருவாக்கப்படுகிறது. ஒரு பொதுவான தூரம் 2.5 மிமீ ஆகும்.

மின்மாற்றி எண்ணெயைப் பொறுத்தவரை, முறிவு மின்னழுத்தம் 50,000 வோல்ட்டுகளுக்கு குறைவாக இருக்கக்கூடாது, மேலும் அதன் சிறந்த மாதிரிகள் 80,000 வோல்ட் முறிவு மின்னழுத்த மதிப்பில் வேறுபடுகின்றன. அதே நேரத்தில், தாக்க அயனியாக்கம் கோட்பாட்டில் இந்த மின்னழுத்தம் 2,000,000 - 3,000,000 வோல்ட்களாக இருக்க வேண்டும் என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள்.

எனவே, ஒரு திரவ மின்கடத்தாவின் மின்கடத்தா வலிமையை அதிகரிக்க, இது அவசியம்:

• நிலக்கரி, சூட் போன்ற திட கடத்தும் துகள்களிலிருந்து திரவத்தை சுத்தம் செய்யவும்;

• மின்கடத்தா திரவத்திலிருந்து தண்ணீரை அகற்றவும்;

• திரவத்தை கிருமி நீக்கம் செய்யுங்கள் (வெளியேறு);

• திரவ அழுத்தத்தை அதிகரிக்கவும்.

திட மின்கடத்தாக்களின் மின்கடத்தா வலிமை

திட மின்கடத்தாக்களின் மின்கடத்தா வலிமையானது முறிவு மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும் நேரத்துடன் தொடர்புடையது. மின்கடத்தாக்கு மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும் நேரத்தைப் பொறுத்து, அந்த நேரத்தில் நிகழும் இயற்பியல் செயல்முறைகளைப் பொறுத்து, அவை வேறுபடுகின்றன:

• மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்பட்ட பிறகு சில நொடிகளில் ஏற்படும் மின் தோல்வி;

• வினாடிகள் அல்லது மணிநேரங்களில் கூட ஏற்படும் வெப்ப சரிவு;

• பகுதியளவு வெளியேற்றங்கள் காரணமாக முறிவு, வெளிப்பாடு நேரம் ஒரு வருடத்திற்கும் மேலாக இருக்கலாம்.

ஒரு திட மின்கடத்தா முறிவின் பொறிமுறையானது, பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் ஒரு பொருளில் உள்ள வேதியியல் பிணைப்புகளை அழிப்பதில், பொருளை பிளாஸ்மாவாக மாற்றுவதில் உள்ளது. அதாவது, ஒரு திட மின்கடத்தாவின் மின்சார வலிமைக்கும் அதன் இரசாயன பிணைப்புகளின் ஆற்றலுக்கும் இடையிலான விகிதாச்சாரத்தைப் பற்றி நாம் பேசலாம்.

திட மின்கடத்தா பெரும்பாலும் திரவங்கள் மற்றும் வாயுக்களின் மின்கடத்தா வலிமையை மீறுகிறது, உதாரணமாக, இன்சுலேடிங் கண்ணாடி சுமார் 70,000 V/mm, பாலிவினைல் குளோரைடு - 40,000 V/mm, மற்றும் பாலிஎதிலீன் - 30,000 V/mm.

வெப்ப முறிவுக்கான காரணம் மின்கடத்தாவை வெப்பப்படுத்துவதில் உள்ளது மின்கடத்தா இழப்புமின்கடத்தா மூலம் அகற்றப்படும் ஆற்றலை விட மின் இழப்பு ஆற்றல் அதிகமாகும் போது.

வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, ​​கேரியர்களின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கிறது, கடத்துத்திறன் அதிகரிக்கிறது, இழப்பு கோணம் அதிகரிக்கிறது, எனவே வெப்பநிலை இன்னும் அதிகரிக்கிறது மற்றும் மின்கடத்தா வலிமை குறைகிறது. இதன் விளைவாக, மின்கடத்தா வெப்பமடைவதால், இதன் விளைவாக ஏற்படும் தோல்வி வெப்பம் இல்லாமல் குறைந்த மின்னழுத்தத்தில் நிகழ்கிறது, அதாவது, தோல்வி முற்றிலும் மின்சாரமாக இருந்தால்.