Rigidità dielettrica Flashcards
(21 cards)
Qual è il compito di un isolante?
Fare in modo che non avvenga la scarica fra due punti a diverso potenziale.
Cos’è la rigidità dielettrica?
È un valore di tensione per la quale, in maniera improvvisa, il dielettrico perde le sue caratteristiche isolanti facendo avvenire una scarica con la distruzione, parziale o totale, del dielettrico.
Quando un isolamento è auto-ripristinante e quando non lo è? Fai un esempio per entrambe le caratteristiche.
Lo è quando, una volta perse le sue capacità isolanti, riesce a riacquisirle dopo un certo tempo. Gli isolanti gassosi sono auto-ripristinanti, al contrario di quelli solidi.
Da cosa dipende la rigidità dielettrica?
- Se siamo in AC o DC.
- In caso di impulso, dipende dal tipo di impulso.
- Dalla omogeneità del materiale.
- Dalla geometria.
- Dallo spessore del dielettrico (in maniera non lineare).
- Pressione e temperatura: aumentando l’energia posseduta dagli elettroni di un atomo, avremo una maggiore dispersione degli elettroni.
Come viene ricavata la tensione di scarica?
Con il metodo up and down e con il metodo dei livelli multipli.
In cosa consiste il metodo dei livelli multipli?
Consente di ricavare la tensione di scarica tramite dati statistici. Vengono fatte varie prove mantenendo le condizione invariate così poi da ricavarne dei dati tra cui la media, la dispersione e la probabilità che avvenga la scarica. Successivamente si variano le condizioni per poi ricavare i dati appena citati. Infine si traccia un grafico rappresentante il livello di tensione in rapporto alla probabilità che avvenga la scarica.
In cosa consiste il metodo up and down?
In questo metodo si effettuano un numero minore di prove.
Si parte da una certa differenza di potenziale arbitraria che poi verrà diminuita, se avviene la scarica, aumentata se non avviene.
Andiamo poi a ricavare una media tra i valori per la quale è avvenuta una scarica e andremo a considerare tale media il valore per la quale c’è il 50% di possibilità che avvenga una scarica.
Avendo due elettrodi a diverso potenziale così da creare un campo elettrico, come si muovono gli elettroni?
In direzione del campo elettrico, dal catodo all’anodo.
Cosa succede tra due elettrodi quando tutte gli elettroni raggiungono l’anodo?
Nello spazio interelettronico rimangono solamente gli atomi ionizzati.
Come avviene la ionizzazione per urto?
Gli elettroni accumulano energia cinetica dal campo elettrico, si muovono finendo per urtare atomi neutri.
L’elettrone andrà a ionizzare l’atomo se esso possiede abbastanza energia, altrimenti sarà un semplice urto.
Come viene valutato il fenomeno di ionizzazione per urto?
Da un coefficiente alpha che dipende dal gas trattato.
In cosa consiste il fenomeno di attaccamento?
Esso avviene quando l’elettrone, che parte dal catodo, incontra un atomo neutro fortemente elettronegativo (detto acchiappa-elettroni) che cattura l’elettrone facendo ionizzare negativamente l’atomo.
Qual è la differenza tra l’effetto creato dalla ionizzazione per urto e quella per attaccamento?
Data la velocità di movimento dell’elettrone maggiore di quella degli atomi ionizzati, nel fenomeno di attaccamento è meno probabile l’avvenimento di un successivo fenomeno.
Cosa avviene se uno ione positivo incontra uno ione negativo?
Avviene il fenomeno di ricombinazione causando la neutralità dei due atomi.
Come viene creato il campo elettrico in un dielettrico?
L’isolante, idealmente, non presenta cariche libere ma, essendo a contatto con metalli percorsi da corrente, avvengono i fenomeni di ionizzazione per urto e attaccamento generando cariche libere in essi e quindi un campo elettrico.
Come viene valutato il fenomeno di scarica da Townsend? Da dove deriva tale fenomeno?Disegnare il grafico rappresentante tale fenomeno
Alimentando una cella di prova (con una forma tale da avere un campo più uniforme possibile) con gli elettrodi sferici messi a breve distanza. Impostò una certa pressione, temperatura, umidità e cominciò ad aumentare la differenza di potenziale, e quindi la corrente, della cella fino ad arrivare ad un valore di corrente catodica in cui essa rimane costante. Aumentando ancora la tensione fino ad un punto in cui avviene la scarica e la corrente aumenterà in modo esponenziale. Tale fenomeno deriva dalla ionizzazione per urti. Per avere il grafico, vedere appunti.
Come viene rappresentata la ionizzazione per urti da Townsend?
Per vedere formula andare negli appunti a pag 40.
In cosa consiste il secondo fenomeno teorizzato da Townsend?
Qual è la condizione affinché avvenga la scarica?
Towsend notò sperimentalmente che la corrente aumentava in maniera più improvvisa rispetto alla prima legge ipotizzata.
All’interno del campo elettrico ci sono gli ioni positivi che si muovono in direzione opposta agli elettroni fino ad urtarsi al catodo dando altra anergia agli elettroni. Tale fenomeno ha condotto Towsend ad apportare delle modifiche alla sua legge implementando un nuovo coefficiente gamma che descrive tale fenomeno.
La legge è: I = Io[e^(alphad)]/[1-gamma(e^(alphad)-1)].
La condizione affinché avvenga la scarica è che: gammae^(alphad) = 1.
Cosa sostiene la legge di Paschen? Disegnare il grafico con i vari ordini di grandezza.
Per un campo elettrico uniforme e piccole distanze tra gli elettrodi, la tensione di scarica dipende dalla moltiplicazione della pressione con la distanza tra gli elettrodi.
Per grafico vedi a pag 43.
Cosa sostiene la teoria di Meek?
Considerando la diversa massa tra gli ioni positivi e gli elettroni, gli elettroni vanno verso l’anodo mentre gli ioni positivi rimangono nel punto in cui si sono creati formando una carica spaziale libera che deforma l’andamento del campo geometrico (il campo elettrico legato alla tensione applicata). Meek sostiene che la scarica avviene quando la componente radiale del campo elettrico risulta maggiore o uguale al campo elettrico geometrico.
Cosa succede all’aumentare della pressione?
Gli atomi si avvicinano, diminuisce la distanza fra due urti successivi (detto libero cammino medio), diminuisce l’energia acquisita dall’elettrone tra un urto e l’altro e quindi diminuisce la probabilità che avvenga un successivo urto. Tutto ciò per dire che all’aumentare della pressione, aumenta la tensione necessaria per far avvenire una scarica.
