กฎของพาสเชน(Paschen’s law)

พาสเชนได้ศึกษาและตั้งกฎของแรงดันเบรกดาวน์ในสนามสม่ำเสมอไว้คือ  แรงดันเบรกดาวน์ขอองก๊าซจะเป็นฟังก์ชันของผลคูณระหว่างความดัน(P) ของก๊าซกับระยะห่างของอิเล็กโทรด
ซึ่งแสดงดังสมการ

               จากสมการ แสดงถึง ศักย์ดาไฟฟ้าเบรกดาวน์เป็น Function ของความดัน p และระยะช่องว่าง d สมการนี้เราเรียกว่า Paschen’s law
จากกฎของ Paschen’s law  การหาศักย์ดาไฟฟ้าเบรกดาวน์สำหรับช่วงที่มีสนามไฟฟ้าเป็นแบบสม่ำเสมอ ในก๊าซที่มีผลคูณของความดันและระยะห่าง (Pd) สำหรับอากาศ (air) , Cabondioxide (CO2) และ Hydrogen (H2)  แสดงไว้ในกราฟดังรูป

             จากรูปจะเห็นว่าศักดาไฟฟ้า Breakdown จะมีค่าลดลงเมื่อเพิ่ม Pd จนกระทั่งได้ศักย์ดาไฟฟ้า Breakdown ต่ำสุด Vs min และศักดาไฟฟ้ากลับเพิ่มขึ้นอีกเมื่อทำการเพิ่ม Pd ให้มากขึ้นไปอีก

ตารางแสดง ศักดาไฟฟ้า Breakdown ต่ำสุดของก๊าซชนิดต่างๆ

กฏของ Paschen นี้ใช้ได้ดีสำหรับอุณหภูมิสูงจนถึง 1100 ?C แต่ถ้าเพิ่มอุณหภูมิสูงขึ้นมากกว่านี้แล้ว การ Breakdown จะไม่เป็นไปตามกฎของ Paschen เนื่องจากการ Breakdown จะเกิด Ionization จากความร้อนที่มีอุณหภูมิมากกว่า 2000?k หรืออาจเกิดจากผลของ Thermonic emission
Paschen ได้ทดลองช่องว่างที่กว้างกว่า 0.01 cm ที่ (n,t,p) (normal temperature pressure) มีค่า pd ไปทางขวามือของจุดต่ำสุดของ Paschen และศักย์ดาไฟฟ้า Breakdown จะเพิ่มขึ้นเป็นสัดส่วนกับ Pd ซึ่งเขียนเป็นสมการได้ดังนี้

                                     (1.1)    

หรือ     

                      (1.2)

เมื่อ     เป็นความดันของอากาศ หน่วยเป็น
 อุณหภูมิ หน่วย ?K
  ระยะ gap หน่วยเป็น cm

จากสมการที่ 1.2 ถ้าที่ความดัน 1 บรรยากาศ คือ 760 mmHg อุณหภูมิ 293?K   จะได้

    Kv/cm                                                                            (1.3)

จากสมการที่ 1.3 ถ้า gap(d) มีค่ามากๆ สนามไฟฟ้าจะมีค่าเท่ากับ  24.22 Kv/cm
สำหรับอากาศทั่วๆไป ที่ระยะ gap 1 cm ความดัน 760 mmHg ที่อุณหภูมิ 20 ?C จะมีศักย์ดาไฟฟ้า Breakdown 30 Kv/cm ซึ่งหมายความว่าเทอม 

Copyright ©2005 Thana Kaewtapee