17. Фізика електричного пробою в однорідному полі.

В загальному випадку розвиток пробою відбувається таким чином. В слабких електричних полях ініціюючі носії струму беруть участь в електропровідності. Первинні й вторинні процеси при цьому практично відсутні. При збільшенні напруженості поля зростає енергія ініціюючих носіїв, збільшується також частка енергії, що вони передають діелектрику, й інтенсивність первинних процесів. Утворені при первинних процесах носії різного знаку разом з ініціюючими рухаються до відповідних електродів. Якщо вторинні процеси відсутні, у проміжку встановлюється стаціонарне значення струму, що залежить від величини ініціюючого струму й інтенсивності первинних процесів. Якщо в цьому випадку усунути причину появи ініціюючих носіїв, то струм припиниться. Якщо ж почне діяти вторинний процес, що відтворює носії струму в проміжку в певній кількості замість перенесених полем на електроди, то процес стає таким, що сам підтримується, й необхідність в ініціюючих процесах відпадає. Перехід у цей самостійний режим проходження струму через ізоляцію й відповідає пробою.

18. Вплив електронегативності газів на їхню електричну міцність.

Пояснення явища електричного пробою в газах базуються на фізичних уявленнях про створення і розвиток електронних лавин у процесі іонізації атомів чи молекул газу електронами в електричному полі. Інтенсивність процесу іонізації характеризуються коефіцієнтом ударної іонізації α, який визначаються як число іонізацій, що здійсняються одним електроном на одиничному шляху під дією електричного поля. В повітрі, як і інших електронегативних газах, основним процесом, який перешкоджаю розвитку ударної іонізації, є прилипання електронів до нейтральних молекул, унаслідок чого створюються негативні іони. Характеристикою цього процесу являються коефіцієнт прилипання η. Як і коефіцієнт α, він залежить від напруженості електричного поля E, виду газу та визначаються на підставі експериментальних досліджень. Також часто використовують приведені по тиску значення цих коефіцієнтів (α/Е і η/Е) та відповідні їхні залежності від приведеної по тиску величини електричного поля E/p. З урахуванням втрат електронів внаслідок прилипання розвиток ударної іонізації в електронегативних газах характеризують ефективним коефіцієнтом ударної іонізації α _еф = α – η

19. Залежність електричної міцності газів від тиску і відстані між електродами. Закон Пашена.

Для однорідного поля з умови (6) з урахуванням формул (3) для коефіцієнта ударної іонізації можна одержати загальне співвідношення (закон Пашена), що описує закономірності зміни пробивної напруги залежно від довжини проміжку й тиску газу в ньому:

/7/

Закон Пашена, є одним з різновидів законів подібності. Він дозволяє ввести замість двох факторів: тиску газу і довжини проміжку один – їх добуток - визначальну величину пробивної напруги газу. Відповідно до закону Пашена пробивна напруга газу має мінімальне значення

U_{np min}=B(pd)_min

при , де e - основа натуральних логарифмів. Криві Пашена для деяких газів дані на рис. 15-17.

Рис. 15. Криві Пашена для пробою в однорідному полі.

20. Теорія теплового пробою діелектриків.

Тепловой пробой диэлектрика обычно связан с нарушением теплового равновесия в процессе разогрева за счет джоулевых (в постоянном поле) или диэлектрических потерь (в переменном поле). Удельная проводимость   или фактор потерь   обычно возрастают с ростом температуры, и в этом случае возможен прогрессирующий разогрев диэлектрика, завершающийся тепловым пробоем. Условие теплового пробоя нетрудно получить из анализа зависимостей выделяемого в диэлектрике   и отводимого от диэлектрика тепла   от температуры   (рис. 1.10). С увеличением напряжения значение   растет. При некотором значении   кривая   пересекает прямую   и точка пересечения, соответствующая  , характеризует устойчивое тепловое равновесие. При   кривая   касается прямой  , что соответствует неустойчивому тепловому равновесию в точке  : при малейшем случайном перегреве начинается прогрессирующий разогрев и развивается тепловой пробой. Поэтому   соответствует пробивному напряжению при тепловом пробое. Наконец, при   кривая   расположена выше прямой  . В этом случае при любой температуре  , следовательно, развивается тепловой пробой, поэтому  , но время развития пробоя, естественно, меньше, чем при  . Как видно из рисунка 1.10, критерием теплового пробоя, определяющим минимальное пробивное напряжение, служат равенства: , . (1.1) В упрощенной теории теплового пробоя принимается, что температура диэлектрика одинакова по его толщине (это приближенно справедливо для тонких слоев диэлектрика). Рис. 1.10. Зависимость   и  , поясняющие элементарную теорию теплового пробоя Тогда количество выделяющегося тепла при экспоненциальной зависимости сопротивления от температуры имеет вид: , (1.2) где   – температура окружающей среды.