Gesetz von Paschen Der Townsend-Mechanismus hängt von bestimmten physikalischen Gegebenheiten des Raumes zwischen den Elektroden abhängt. Unter der Annahme eines homogenen elektrischen Feldes und unter Vernachlässigung des Einflusses von Raumladungen lässt sich die Abhängigkeit der Durchschlagsspannung von Elektrodenabstand, Druck und Temperatur angeben. Steigt beispielweise der Gasdruck an, so sinkt die freie Weglänge, die die Elektronen zurücklegen, bevor sie mit einem Gasmolekül kollidieren. Dadurch nehmen sie weniger Geschwindigkeit auf und die Wahrscheinlichkeit für einen Stoßionisationsvorgang nimmt ab, wodurch die Durchschlagsspannung ansteigt. Ebenso kann durch eine Erhöhung des Elektrodenabstandes die Feldstärke verringert werden, was die Durchschlagsspannung erhöht. Dies lässt sich als Gestzmäßigkeit darstellen. Das Gesetz von Paschen besagt, dass die Durchschlagsspannung eine Funktion des Produktes pd aus Druck p und Elektrodenabstand d ist. Der charakteristische Verlauf zeigt ein Minimum der Durchschlagsspannung zwischen niedrigen und hohen pd-Werten. Bei niedrigen pd-Werten steigt die Durchschlagsspannung an, weil die Zahl der für Stöße zur Verfügung stehenden Moleküle abnimmt. Ein Durchschlag wird dann als Nahdurchschlag bezeichnet. Bei hohen pd-Werten ergeben sich durch große Abstände geringere Feldstärken und durch große Drücke verringert sich die freie Weglänge. Kommt es zum Durchschlag, so bezeichnet man diesen als Weitdurchschlag. Der dünn gezeichnete Verlauf ist ein idealisierter Verlauf. Insbesondere bei sehr kleinen pd-Werten, d.h. für annäherndes Vakuum steigt die Durchschlagsspannung hier sehr stark an, da keine Moleküle mehr für Lawinenbildung zur Vergügung stehen. In der Realität steigt die Durchschlagsspannung nicht so weit an, wie im dicker gezeichnteten Verlauf dargestellt. Dies liegt an zusätzlichen Vorgängen, die im Kapitel zum Vakuumdurchschlag näher erläutert werden.
Posted on: Tue, 25 Jun 2013 08:03:46 +0000
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