题目
【单选题】以下四种气体间隙的距离均为10cm,在直流电压作用下,击穿电压最低的是()。A. 棒—板间隙,棒为正极B. 棒—板间隙,棒为负极C. 针—针间隙D. 球—球间隙(球径50cm)
【单选题】以下四种气体间隙的距离均为10cm,在直流电压作用下,击穿电压最低的是()。
A. 棒—板间隙,棒为正极
B. 棒—板间隙,棒为负极
C. 针—针间隙
D. 球—球间隙(球径50cm)
题目解答
答案
A. 棒—板间隙,棒为正极
解析
本题考查不同气体间隙在直流电压作用下击穿电压的比较,解题思路是根据不同电极形状和极性对电场分布的影响,进而分析其对击穿电压的影响。
1. 分析棒 - 板间隙,棒为正极的情况
当棒为正极时,棒电极附近的电场强度较大。因为正离子会向棒电极移动并聚集在棒电极附近,使得棒电极附近的空间电荷密度增大,进一步增强了该区域的电场强度。这种不均匀的电场分布使得气体更容易在棒电极附近发生电离和击穿,所以击穿电压相对较低。
2. 分析棒 - 板间隙,棒为负极的情况
当棒为负极时,电子会向板电极移动,而正离子会留在棒电极附近。正离子的存在会削弱棒电极附近的电场强度,使得电场分布相对均匀一些。相比棒为正极的情况,气体更不容易在棒电极附近发生电离和击穿,所以击穿电压相对较高。
3. 分析针 - 针间隙的情况
针 - 针间隙的电场分布也是不均匀的,但由于两个针电极的存在,电场的不均匀程度相对棒 - 板间隙(棒为正极)要小一些。而且针电极的曲率半径比棒电极更小,电子更容易从针电极发射出来,但正离子的聚集和电场增强的效果不如棒 - 板间隙(棒为正极)明显,所以击穿电压比棒 - 板间隙(棒为正极)高。
4. 分析球 - 球间隙(球径 50cm)的情况
球 - 球间隙的电场分布相对比较均匀,因为球的曲率半径较大,电场强度在整个间隙内的变化相对较小。均匀电场下气体的击穿电压较高,所以球 - 球间隙的击穿电压在这四种情况中是最高的。
综上所述,在直流电压作用下,击穿电压最低的是棒 - 板间隙,棒为正极的情况。