Ley de Paschen

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La ley de Paschen, llamada así en honor del físico alemánFriedrich Paschen (1865-1947) que fue el primero en establecerla en 1889.[1] Estudió la tensión disruptiva de láminas paralelas envueltas de gas como función de la presión y la distancia entre ellas. La tensión necesaria para crear un arco eléctrico a través del espacio entre láminas disminuyó a un punto a medida que la presión fue reducida. Luego, comenzó a aumentar, gradualmente excediendo su valor original. También encontró que disminuyendo el espacio entre láminas a presión normal, causaba el mismo comportamiento en la tensión de ruptura.

Paschen encontró que la tensión disruptiva puede ser descrita mediante la ecuación:

V=\frac{apd}{\ln (pd)+b}\

donde:

  • V es la tensión disruptiva en voltios,
  • p es la presión,
  • d es la distancia entre las láminas, y
  • a y b son constantes que dependen de la composición del gas. Para el aire a presión atmosférica de 760 Torr, a = 43.6x106 y b = 12.8 , donde p es la presión en Atmósferas y d es la distancia de separación en metros.[2]

El gráfico de esta ecuación es la curva de Paschen. Ésta predice la existencia de una tensión disruptiva mínima para un determinado producto de la presión y la separación. El mínimo citado para presión atmosférica y una separación de 7.5 micrómetros es de 327 Voltios. En este punto, la intensidad del campo eléctrico en Voltios/metros es alrededor de unas 13 veces mayor que la necesaria para superar una brecha de un metro. El fenómeno está bien verificado experimentalmente y es conocido como el mínimo de Paschen. La ecuación falla para distancias menores de pocos micrómetros a una Atmósfera de presión y predice incorrectamente un arco infinito de voltaje en la distancia de 2.7 micrómetros.

Referencias[editar]

  1. Friedrich Paschen (1889). «Ueber die zum Funkenübergang in Luft, Wasserstoff und Kohlensäure bei verschiedenen Drucken erforderliche Potentialdifferenz». Annalen der Physik 273 (5):  pp. 69-75. doi:10.1002/andp.18892730505. 
  2. http://www.ece.rochester.edu/courses/ECE234/MEMS_ESD.pdf Course Handout]

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