空气的击穿与空气的电离

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击穿，或者称为“绝缘击穿”，即原本是绝缘体的物质，在高电压下产生电离变成导体而放电的现象。空气原本是绝缘体，但是在超高电压下被电离出离子，而放电。所谓“落地雷”就是这样，电器开关在按下一瞬间的火花就是小规模的绝缘击穿。

由于电荷分布的基本原理，在“尖锐处”的电荷集中程度要远大于“平坦处”。因此，人在空旷地面上时，有非常大的几率被雷劈中。因此，平原上遇到雷暴雨，绝对不要一个人站立在空旷处，也不要站在孤立的旗杆，树或者什么类似于这种东西的正下方。而应当寻找有避雷措施的建筑，或者就地平躺。

击穿电压：以空气为电介质的电极之间的间隙发生击穿时的电压。

空气放电间距：在一定物理条件下、一定空气间距的最低放电电压。

空气间隙的击穿电压与电场分布、间隙距离、电压种类及空气状态等有关。当然空气间距愈大，击穿电压愈高。但不一定正比关系。

绝缘物在强电场及其他因素的作用下，如电场强度超过一定限度，将急速地发生破裂或分解，完全失去绝缘性能而破坏。这种破坏方式称为击穿。绝缘物发生击穿时的电压称为击穿电压，发生击穿时的电场强度简称击穿强度。气体击穿是由碰撞电离导致的电击穿，是与气体放电过程相联系的。两极间气体放电特性如下：由于大气中产生和存在着微量的自然离子，在两极间施加电压即有电流出现。当两极间电压低于U1时，气体中电流随电压增加而增加。这是由于电压越高，电场越强，达到极面的电子和离子越多的缘故。当电压升高到U1~U2之间时，气体中电流基本上保持不变。这是由于电极间空气中的电子和离子在极短的时间内全部到达电极的缘故。当电压升高超过U2时，由于碰撞电离，即由于空气中的电子在定向运动过程中获得足够的动能，与气体分子碰撞时使中性分子电离，产生新的电子和离子，使得电流随着电压的增加而迅速增加。当电压继续升高超过U3时，由于出现雪崩式电离，即由于碰撞产生的电子也能积累足够的动能引起新的碰撞电离，形成所谓电子崩；电子崩出现后，空间电子和离子急剧增加，碰撞电离增强，光电离出现，形成所谓流注。如果电场比较均匀，一旦出现流注，即迅速发展，形成贯穿整个间隙的火花放电，间隙被击穿；如果间隙很大，流注伸展一定距离后不再向前发展，但其后方发生强烈的热电离，形成所谓先导放电，先导放电贯穿整个间隙即构成更为明亮的火花放电。如果电场不均匀，流注在电场强度高的区域形成，并可能只伸展到一定距离就停下来，流注前部呈刷状，但不构成整个间隙的火花放电。如果电场很不均匀，只在很小的范围内发生流注，形成电晕放电。

在均匀电场，气压为0.098MPa、温度为20℃、两极间距离大于0.1cm 的条件下，空气击穿电压与极间距离保持以下关系

Uj=300b+1.35

式中:Uj——空气击穿电压，kV；

B ——电极间距离，cm。

空气是由氧、氮、水蒸气、二氧化碳等多种气体组成的气体混合物，在正常情况下，气体分子不带电（显中性），但在射线、受热及强电场的作用下，空气中的气体分子会失去一些电子，即所谓空气电离，这些失去的电子称为自由电子，它又会与其它中性分子相结合而得到电子的气体分子带负电，称为空气负离子。负离子具有热电性和压电性，既使在微小的温度和压力变化的情况下，亦能引起负离子晶体之间的电势差，从而使空气发生电离，空气中，多种气体分子"俘获"电子的能力有强有弱，其中氧气和二氧化碳较强，而氧气在空气中占20%多，二氧化碳仅占0.03%。因此空气电离产生的自由电子大部分被氧气获得，形成负氧离子，又称"负离子"。

击穿的电压是不是要大于电离的电压，要求更高

电离比击穿更普遍