Szikrakisülés

Szikrakisülés a villamos rendszerekben a gázban kialakuló gyors, rövid ideig tartó kisülés, amely akkor jön létre, ha a két vezető között a feszültség meghaladja a gáz dielektromos szilárdságát. A kisülés során a gáz ionizálódik, és rövid plazmacsatorna vagy csatorna alakul ki, amelyen át hirtelen áram folyik. A jelenség a levegőben vagy más, szokásos gázokban figyelhető meg, például gyújtógyertyák és szikrakapuk közelében.

Mechanizmus: A kisülés kezdeti fázisában elektronok szabadulnak fel a vezető felületeiről és a molekulák ionizálódnak, majd gyors ionizációs avalanche indul. A dielektromos áttörés végén rövid, intenzíven vezető plazmacsatorna keletkezik. A Paschen-törvény a törésfeszültséget a rés távolsága és a gáz nyomása függvényében írja le. A szikra általában pulzusszerű, rövid kisülés; az ív hosszabb ideig fennálló, folyamatos vezetést jelent.

Környezet és értékek: A törésfeszültség függ a rés méretétől, a gáz típusától és nyomásától, valamint a páratartalomtól. Levegőben STP körülmények között a törésfeszültség többnyire nagyságrendekkel kifejezhető, például több kilovoltos tartományban van, és a konkrét érték a körülményektől függ. Gyakorlati példák közé tartozik a gyújtóberendezések és a magasfeszültségű kapcsolók szikrakapucsatlakoztatása.

Alkalmazás és biztonság: Szikrakisülést szándékos gyújtásra és különböző mérő- és tesztrendszerekhez használják. Biztonsági szempontból a kisülések tüzet, elektromágneses interferenciát és anyagkárosodást okozhatnak, ezért szigetelés és megfelelő biztonsági intézkedések szükségesek.

Történeti megjegyzés: A jelenség az elektromos kutatások korai időszakától ismert; a Paschen-törvény a gáz kisülésének leírásáért fontos mérföldkő volt a 19. század végén.