注：计算采用帕申定律，计算给定压力和间隙距离下的空气击穿电压。
气隙电压计算器是一种必不可少的工具，主要用于电气工程和物理学，用于确定气隙上的击穿电压。此计算对于设计安全有效的电气系统至关重要，包括高压设备和绝缘系统中的电气系统。了解击穿电压有助于工程师防止可能导致设备故障或危险情况的意外放电。
气隙电压计算器公式
计算气隙击穿电压的公式考虑了多种环境和材料因素：使用帕申定律公式：
公式的组成部分：
- Vb 是击穿电压
- p 是压力
- d 是间隙距离
- A 和 B 是取决于气体的常数（对于空气，B ≈ 365 V/(Pa·m) 且 A ≈ 1/(Pa·m)）
- γ 是二次电子发射系数，表示每个入射离子从阴极表面发射的二次电子的平均数量。对于气隙击穿计算：
- 对于空气和金属电极：
- γ 的典型值范围为 0.01 至 0.1
- 最常用的值是 γ = 0.01
- 对于空气和金属电极：
该公式用于预测何时以及在什么条件下气隙会破裂并允许电流通过，这对于确保各种电气系统的安全性和功能至关重要。
一般术语表
| 按揭年数 | 定义 |
|---|---|
| 击穿电压（V） | 使绝缘材料（如空气）变得具有导电性的最低电压。 |
| 常数B | 与电极材料和气体类型相关的经验常数。 |
| 常数A | 帮助根据环境条件调整计算的经验常数。 |
| 压力（p） | 大气或环境对气隙施加的力，以帕斯卡为单位。 |
| 间隙距离 (d) | 电流可以通过的两个导电表面或电极之间的距离。 |
| 自然对数 (ln) | A 数学的 有助于模拟增长过程或调整大量数据的功能。 |
气隙电压计算器示例
输入：
- 压力（p）= 101325 Pa（标准 气压)
- 间隙距离 (d) = 0.01 米 (1 厘米)
- γ = 0.01（空气标准值）
- B=365伏/(帕·米)
- A = 1/B = 1/(365帕·米)
使用帕申定律公式：
Vb = (B × p × d) / [ln(A × p × d) – ln(ln(1 + 1/γ))]
我们来一步步计算一下：
- p × d = 101325 × 0.01 = 1013.25
- A×p×d = (1/365)×1013.25 = 2.776
- ln(1 + 1/0.01) = ln(101) = 4.615
- ln(ln(101)) = ln(4.615) = 1.529
- ln(2.776) = 1.021
因此：
Vb = (365 × 1013.25) / (1.021 - 1.529)
= 369,836.25 / (-0.508)
约30,200V
最常见的常见问题解答
1. 压力如何影响击穿电压?
较高的压力通常会增加击穿电压，因为密度较高的空气需要较高的电压才能电离。
2. 为什么了解电气设计中的击穿电压很重要？
了解击穿电压有助于工程师设计出可以在各种条件下安全运行且不存在放电风险的系统。
3. 温度的变化会影响击穿电压吗？
是的，温度会影响空气 密度，这反过来又会影响它被电离的难易程度；因此，对于具有显著热波动的环境，温度变化对于计算至关重要。
为什么当我代入示例中的数字时，得到的结果是 377610.55 而不是书面示例中显示的 37,027 伏，手动运行计算时也不起作用？这里肯定有问题，可能是我计算的方式有问题，也可能是提供的信息有问题。请澄清。
感谢您提醒我们注意这个问题。您说得对——计算器在执行空气击穿电压公式时出现了问题。我们现在已经解决了这个问题。
计算器之前使用了错误的公式实现，导致值被夸大为 377,610.55V。我们现已更新计算器，使用正确的空气击穿电压公式：
对于标准条件下的空气：
击穿电场强度（E）约为3MV/m
电压计算公式为 V = E × d × (p/p₀)
其中：
d 是间隙距离（以米为单位）
p 是施加的压力
p₀ 是标准大气压（101325 Pa）
对于您的示例值：
压力：101325帕
间隙距离：0.01 米
正确的击穿电压约为 30 kV，这与这些条件下空气击穿的实验数据一致。
计算器已使用此更正后的公式更新，现在应该能给出准确的结果。感谢您帮助我们识别和更正此错误。请再次尝试使用计算器，如果您有任何其他问题，请告知我们。