Matematické Fórum

No ano, elektrická pevnost vzduchu závisí na tlaku, čím je tlak vyšší, tím větší napětí je na průraz potřeba. Ve válci benzínových motorů je tlak zhruba 10x vyšší než atmosférický (klasické nepřeplňované benzínové motory mají kompresní poměr zhruba 10). Takže to tak i odpovídá.

Pokud chceme pochopit proč elektrická pevnost závisí na tlaku, musíme pochopit, jak nám vlastně takový výboj vznikne. Protože ani napětí v řádu kilovoltů či desítek kilovoltů zdaleka nestačí k tomu, aby nám vytrhlo elektrony z atomů. Ale pokud už nějaký takový volný elektron existuje, můžeme ho naším napětím urychlit na rychlost dostatečnou k tomu, aby vyrazil z jiného atomu další elektron.

No a čím déle takovýto elektron může letět, tím získává vyšší energii - nebo naopak, čím déle může letět, tím menší nám stačí napětí. Takže čím větší jsou vzdálenosti mezi atomy vzduchu, čím menší nám stačí napětí. A vzdálenosti mezi atomy ... to je to, co nám způsobuje tlak. Není to ovšem jenom vzdálenost, ještě taky jejich rychlost - tedy teplota. Ale ta na elektrickou pevnost velký vliv nemá.

Nejdůležitější jsou ty vzdálenosti mezi atomy. Při určitém napětí dojde k tomu, že volný elektron získá dostatečnou energii k tomu aby vyrazil z atomu jiný elektron ... a ten je následně zase urychlen dost na to aby vyrazil další...a pokud se tenhle proces řetězově opakuje, vytvoří se nakonec dost elektronů na to, aby vytvořily vodivý kanál a přeskočila jiskra.

Pokud naopak tlak snížíme, budou vzdálenosti mezi atomy veliké a stačí nám docela malé napětí, kolem 70V (v doutnavce). Bylo by hezké, kdybychom mohli dalším snižováním tlaku dosáhnout i toho, že by výboj přeskočil i třeba při 1V, ale věc má své omezení. Když budou vzdálenosti mezi atomy velké, nebudou se moc potkávat a srážet, a obecně nebude mít co vést ten proud. Takže při dostatečně nízkém tlaku už se žádný výboj nevytvoří.

Výboje v plynech jsou nakonec docela složitá věc...