Arco Electrico

INDICE

INTRODUCCION 3

DESCARGAS DISRUPTIVAS 4

DESCARGA EN LOS GASES 4

LEY DE PASCHEN 5

BIBLIOGRAFIA 9

Ley de Paschen

Introducción

La Ley de Paschen, llamada así después de que Friedrich Paschen, fuera el primero en establecerla en 1889 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.

Él 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:

Donde:

V es la tensión disruptiva en Voltios

p es la presión

d es la distancia entre las láminas.

Las constantes a y b 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

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.

Descargas Disruptivas

Las descargas disruptivas son aquellas en lasque la corriente consigue atravesar porcompleto el aislante que separa a dosconductores de diferente potencial.

En este tipode descarga, el circuito eléctrico formado secierra y se produce la circulación de la corrienteeléctrica. El camino que recorre la corrientepara atravesar el aislante se crea al ionizarse elaislante que separa los conductores.

La formamás común de denominar a las descargasdisruptivas es ´arco eléctrico’

Descarga en los Gases

El mecanismo que rige la descarga en los gaseses el comportamiento de la corriente en funciónde la tensión entre los electrodos. La energía deradiación que actúa desde afuera logra ionizarligeramente al gas en vista de la cual el gasdenota cierta conductividad eléctrica.

Al existiruna diferencia de potencial entre amboselectrodos, circula entonces una intensidad decorriente.

Esta corriente aumenta primerocon la tensión, para luegopermanecer constante, debido ala saturación, esta saturaciónobedece a que la producción denuevas cargas eléctricas libres enfunción del tiempo se estabilizan.

Al continuar aumentando latensión, aumenta de nuevo lacorriente, como consecuencia dela ionización por choque. En estecaso se llamaDescarga Dependiente.

Si por el contrario laionización del medio lograengendrar nuevos electrones,siempre en mayor cantidad, sinun suministro de energía desdeafuera, entonces hablamos de Descarga Independiente y Autosostenida.

Este mecanismo con lleva a una ruptura de larigidez dieléctrica del medio circundante y esampliamente conocido comoDescarga deTownsend.

En loscampos homogéneosla Descarga Independiente o Autosostenidaconduce a la ruptura de la rigidez dieléctricadel medio aislante.En los campos no homogéneos la mismadescarga conduce alEfecto Coronaen aquellossitios donde el electrodo denote los mayoresgradientes. Este fenómeno se puede presentaren cualquiera de los dos electrodos.

Ley de Paschen

La Ley de Paschen es la referencia principal cuando se trata de diseñarsistemas aeroespaciales con altas tensiones. Con esta ley se puede determinarla tensión mínima a partir de la cual se puede producir la ruptura del airebajo campos eléctricos uniformes.La siguiente ecuación es conocida como la ecuación de la ley de Paschen:

La tensión de ruptura (V) en un campo uniforme, sólo es función de lapresión y de la separación entre los electrodos y es distinta para cada gas yelectrodo, a y b son constantes que dependen de la composición del gas

La representación gráfica de la Ley de Paschen se muestra en la siguiente figura:

Esta figura muestra cómo varía la tensión de ruptura del aire en función del producto dela presión por la longitud del entrehierro (p*d) para campos eléctricos uniformes.

Si nossituamos por encima de la curva, se producirá la descarga disruptiva del airey un arco eléctrico tendrá lugar. Si por el contrario nos situamos por debajo de la curva, la energía aplicada por la tensión externa no será suficiente para desencadenarla descarga disruptiva. La curva de la Ley de Paschen tiene un mínimo tensión deruptura (V) min,

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