题目
以下四种气体间隙的距离均为10(cm),在直流电压作用下,击穿电压最低的是( )A. 棒一板间隙,棒为正极B. 球一球间隙(球径30(cm))C. 棒一板间隙,棒为负极D. 棒一棒间隙
以下四种气体间隙的距离均为$10\text{cm}$,在直流电压作用下,击穿电压最低的是( )
A. 棒一板间隙,棒为正极
B. 球一球间隙(球径$30\text{cm}$)
C. 棒一板间隙,棒为负极
D. 棒一棒间隙
题目解答
答案
A. 棒一板间隙,棒为正极
解析
本题考查的是在直流电压作用下,不同气体间隙电极配置对击穿电压的影响这一知识点。解题的关键在于理解不同电极形状和极性下电场分布的特点,因为电场分布会直接影响气体间隙的击穿特性。
各选项分析
- A选项:棒 - 板间隙,棒为正极
- 当棒为正极时,棒附近的电场强度非常高。这是因为正电荷会使周围的电场线更加密集,根据电场强度的定义,电场线密集的地方电场强度大。
- 高电场强度容易引发电子崩。电子崩是指在强电场作用下,电子获得足够的能量与气体分子发生碰撞,产生更多的电子和离子,形成电子和离子的雪崩式增长。
- 电子崩的发展会进一步导致气体间隙的击穿,所以这种情况下击穿电压最低。
- B选项:球 - 球间隙(球径$30\text{cm}$)
- 球 - 球间隙的电场分布相对均匀。由于球的形状使得电场线在空间中分布较为均匀,不像棒 - 板间隙那样存在电场强度特别高的区域。
- 均匀的电场使得电子崩的发展相对困难,需要更高的电压才能使气体间隙击穿,所以球 - 球间隙的击穿电压较高。
- C选项:棒 - 板间隙,棒为负极
- 当棒为负极时,棒附近的电场强度相对较弱。这是因为负电荷周围的电场线分布相对较稀疏。
- 较弱的电场强度不利于电子崩的引发和发展,所以需要更高的电压才能使气体间隙击穿,其击穿电压比棒为正极时要高。
- D选项:棒 - 棒间隙
- 棒 - 棒间隙的电场分布介于棒 - 板间隙(棒为正极)和球 - 球间隙之间。它的电场强度分布不像棒 - 板间隙(棒为正极)那样极端,也不如球 - 球间隙均匀。
- 因此,其击穿电压也介于两者之间。