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能够击穿空气的电压要多少伏?

【PatrickZhang的回答(285票)】:

想要击穿空气,要有几个条件:

我们假定,空气中已经存在电离后的正离子,当这些正离子受到电场的驱动到达阴极时,会轰击电极材料,由此产生了二次发射。

上图中的正离子狠狠地撞击在阴极材料上,阴极材料由此激发出电子。上图中的正离子狠狠地撞击在阴极材料上,阴极材料由此激发出电子。

有一位研究空气电离的专家,叫做汤逊。他把电极材料受离子撞击后产生的二次发射电子数叫做表面电离系数,或者叫做汤逊第二系数

。对于某种电极材料而言,汤逊第二系数的值为:

现在我们来看看击穿电压的表达式到底是什么样,我们来瞻仰一下:现在我们来看看击穿电压的表达式到底是什么样,我们来瞻仰一下:

注意看这个表达式,式中出现的p和l分别是空气压强和电极间的距离,T是绝对温度。而A和B是系数,与测量值有关。注意看这个表达式,式中出现的p和l分别是空气压强和电极间的距离,T是绝对温度。而A和B是系数,与测量值有关。

这样一来,我们发现,空气的击穿电压与温度、气压和电极间的距离都有关,当然,与电极材料也有关。

现在,我们要请出一位著名人物:巴申,他在1889年就从大量的试验中总结出著名的巴申定律。

巴申认为

值出现在两次对数运算中,因此空气的击穿电压对它不敏感。同时,若气体温度不变,则空气的击穿电压变成这样的形式:

注意:电极间的距离被更换为d。

其曲线是这幅模样:

这里,纵坐标就是气体的击穿电压,它的单位是千伏,而横坐标的单位是cm.133Pa。也就是说,这里的pl已经合并到一起了。这里,纵坐标就是气体的击穿电压,它的单位是千伏,而横坐标的单位是cm.133Pa。也就是说,这里的pl已经合并到一起了。

值得注意的是:空气的击穿电压最小值对应的pd为:

。如果电极间距为1cm,则气压为0.57,这个值远远小于大气压。

这说明什么?

说明,当pd大于或者小于

时,击穿电压都将随着气压的增大或者减小而增大。也因此,提高电极间隙的气压或者把间隙抽成高真空,都能提高空气的击穿电压

这也是高压开关柜采用真空断路器或者用SF6高压气体填充的原因。

有点意思吧?

下图是向家坝电厂的GIS组合开关图片,断路器在内部,并且充入SF6:

很象一个个大锅炉,里面的气压有7个大气压哦!很象一个个大锅炉,里面的气压有7个大气压哦!

【HowieTsui的回答(11票)】:

带电设备的气隙之间会发生空气的击穿(只有纯净空气的情况下)。近似地说,在常态的空气中要引起碰撞电离、电晕放电等物理过程所需要的电场强度约为20KV/cm左右。也就是说,均匀或稍不均匀电场中空气的击穿场即为30KV/cm;而在极不均匀电场的情况下,局部区域的电场强度达到这个数量左右时,就会在该区域先出现局部的放电现象(电晕),这时其余空间的电场强度并没有到达这么高,如果电压再稍稍提高,放电区域就会扩大,甚至转入流注和导致整个气隙的击穿,这时的空气间隙平均场强仍小于30KV/cm。可见气隙的电场形式对击穿特性有着决定性的影响。

如果再展开来说,那就太长了。所以就这样吧。

【123456的回答(3票)】:

只要间隙够小,几伏即可击穿。间隙够大的话,你知道特高压嘛。当然如果是能形成先导放电,几千米也穿给你看,雷电见过吧

【survive的回答(0票)】:

基本上所有的高压电气设备都要做击穿实验的,这个主要还是看距离的吧。

【小黄屋的回答(2票)】:

套用一句知乎体,脱离了距离谈击穿,都是耍流氓

【邱邱的回答(3票)】:

高电压上学的是30kV/cm……不知道那个330V的答案是怎么来的

【高泽浩的回答(1票)】:

打火機裡的壓電打火器,取出來,正負極靠近一點,按下去,啪!電弧擊穿了空氣。我曾經嘗試過用這個電自己,因為電流小,所以並不疼,只有針刺的感覺。

【XJDAN的回答(1票)】:

推荐题主阅读清华大学版的《高电压工程》第一章,专门讲气体放电的

【李子谦的回答(0票)】:

一般情况下,三万伏的电压可以击穿一厘米的空气。

城市配电网电压电压等级一般是一万伏,不要以为没有接触到带电物体就安全了,隔着空气也会触电,一万伏的电压触电肯定会死。

【文卿的回答(0票)】:

Patrick Zhang给出的曲线,对其线性段斜率计算出的击穿场强大概是30kV/cm,这个符合在网络上找到的数值。不知道答主有没有关于温度的公式呢?最近要做一些升温的实验,大概到300℃左右,电场15kV/cm左右。

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