エアギャップ電圧計算機

エアギャップ電圧計算機は、エアギャップの絶縁破壊電圧を決定するために主に電気工学と物理学で使用される重要なツールです。この計算は、高電圧機器や絶縁システムで使用されるものを含め、安全で効果的な電気システムを設計するために不可欠です。絶縁破壊電圧を理解することで、エンジニアは機器の故障や危険な状態につながる可能性のある意図しない放電を防ぐことができます。

エアギャップ電圧計算機の計算式

エアギャップの破壊電圧を計算する式では、いくつかの環境要因と材料要因を考慮します。パッシェンの法則の式を使用します。

式の構成要素:

• Vbはブレークダウン電圧である
• pは圧力
• dはギャップ距離
• AとBはガスに依存する定数です（空気の場合、B ≈ 365 V/(Pa·m)、A ≈ 1/(Pa·m)）
• γは二次電子放出係数であり、入射イオン1個あたりに陰極表面から放出される二次電子の平均数を表す。エアギャップの絶縁破壊の計算では、
  • 空気電極と金属電極の場合:
    • γの典型的な値は0.01から0.1の範囲である。
    • 最もよく使われる値はγ = 0.01です。

この式は、エアギャップがいつ、どのような条件下で破壊され、電気が通過するかを予測するために使用され、さまざまな電気システムの安全性と機能性を確保するために不可欠です。

一般条件表

契約期間	定義
破壊電圧 (V)	絶縁体（空気など）が電気伝導性を持つようになる最小電圧。
定数B	電極材料とガスの種類に関連する経験定数。
定数A	環境条件に基づいて計算を調整するのに役立つ経験定数。
圧力（p）	大気または環境によって空気の隙間に及ぼされる力。パスカル単位で測定されます。
ギャップ距離 (d)	電気が通過する可能性のある 2 つの導電面または電極間の距離。
自然対数 (ln)	A 数学的 成長プロセスをモデル化したり、広範囲のデータを調整したりするのに役立つ関数。

エアギャップ電圧計算機の例

入力：

• 圧力（p）= 101325 Pa（標準 大気圧)
• ギャップ距離（d）= 0.01 m（1 cm）
• γ＝0.01（空気の標準値）
• B = 365 V/(Pa·m)
• A = 1/B = 1/(365 Pa·m)

パッシェンの法則の式を使用すると：
Vb = (B × p × d) / [ln(A × p × d) – ln(ln(1 + 1/γ))]

ステップごとに計算してみましょう。

1. p × d = 101325 × 0.01 = 1013.25
2. A × p × d = (1/365) × 1013.25 = 2.776
3. ln(1 + 1/0.01) = ln(101) = 4.615
4. ln(ln(101)) = ln(4.615) = 1.529
5. ln(2.776) = 1.021

したがって：
Vb = (365 × 1013.25) / (1.021 – 1.529)
= 369,836.25 / (-0.508)
≈ 30,200 V

最も一般的な FAQ