Estaba jugando con algo de alto voltaje el otro día, cuando me vino una pregunta a la cabeza. ¿Puedes calcular la longitud de un arco eléctrico? Probablemente sería proporcional a:-
1. Voltaje de la fuente
2. Espacio de chispa
3. Humedad relativa (solo en el aire)
4. Resistividad del medio
5. Forma de los electrodos
¿Alguien puede encontrar una fórmula dimensional a partir de esto? .?
Paschen ya lo hizo. Ver Ley de Paschen
La intuición física subyacente aquí tiene que ver con el camino libre medio de los electrones, la ionización por impacto de electrones y las colisiones de culombio.
Los campos eléctricos separarán los electrones de los átomos en un gas, por ejemplo, y harán que se aceleren. Esos electrones (1) perderán energía (colisiones de culombio) en otros electrones a medida que se aceleran y (2) pueden eliminar otros electrones (ionización por impacto) si tienen suficiente energía. Estos son dos términos en competencia.
Si, por ejemplo, el camino libre medio para las colisiones electrón-electrón es pequeño en comparación con el tamaño del espacio y los campos eléctricos son relativamente bajos, entonces (1) dominará y un arco no es sostenible.
Por otro lado, si el camino libre medio es del orden o mayor que el tamaño del espacio y/o los campos eléctricos son muy grandes, entonces (2) dominará y un arco es sostenible.
Si desea una longitud característica, el camino libre medio es una buena regla general. Debería ser obvio, según la discusión anterior, cómo entran en juego el voltaje de la fuente y la brecha (voltaje / brecha = campo eléctrico). La resistividad del medio en el sentido tradicional (la resistividad de la materia fría) no importa. Una vez que tenga el arco, lo que importa es la resistividad del plasma, que depende en gran medida del camino libre medio para las colisiones de culombio. La forma de los electrodos puede afectar los campos eléctricos, especialmente cerca de los electrodos.
olin lathrop