¿Hasta dónde puede saltar la electricidad de alto voltaje y por qué?

Answer 1

Hay muchas variables, que incluyen forma, humedad, presión de aire, etc.

Aquí hay una respuesta simplificada de “Descarga electrostática”, Tercera edición, de Michel Mardiguian:

Los espacios de aire se han utilizado durante mucho tiempo contra sobretensiones u otros tipos de sobretensiones transitorias. Su respuesta es demasiado lenta para hacer una protección ESD precisa y confiable, excepto en algunos casos específicos en los que solo un dispositivo de descomposición en masa sería suficiente. Sin embargo, la comprensión del mecanismo de arco de alto voltaje es útil para algunos aspectos de prueba y diseño de cajas, donde las holguras y el arrastre de arco pueden conducir a una vulnerabilidad ESD peculiar de los equipos electrónicos, como se explica en los Capítulos 4 y 5. El voltaje al cual un determinado El arco de aire dependerá de la forma de los electrodos, la rugosidad micrométrica de sus superficies, la presión y temperatura del aire, y eventualmente su velocidad de aproximación si un electrodo es móvil. Siempre que (a) el voltaje sea cc o en una frecuencia lo suficientemente baja como para permitir una desionización completa del canal entre dos arcos consecutivos y (b) el espacio en sí esté seco y libre de polvo, la ley establece los voltajes de chispa por Paschen en 1889, de donde se derivan las curvas en las Figuras C.1 y C.2. Muestran que en el rango de 0.3 a 3 atmósferas (1 atm = 1016 mbar, o 15 psi), el voltaje de ruptura es aproximadamente proporcional a la presión exacta y la longitud del espacio. Poco más precisa que la regla general bruta de 10 kV / cm para bordes afilados, se puede usar una aproximación aproximada para espacios de milímetros a pocos centímetros:

• Para electrodos esféricos de radios planos o grandes: V (kV) = 3pd + 1.3 √d

• Para electrodos de aguja afilados: V (kV) = pd + 0.7

dónde
d = longitud del espacio, mm
p = presión atmosférica, atm

Answer 2

Personalmente he visto algunos rayos bastante largos, pero no tengo idea de cómo harías para medir su longitud.

Google indica que más de 100 millas es bastante posible.

Answer 3

Ha pasado un tiempo, pero creo que es algo del orden de 3 megavoltios por metro de aire. Entonces, un voltaje de, digamos, 30,000 voltios podría saltar un cm. Si el aire está húmedo, puede saltar más.

Answer 4

Menos de 1 cm / kV en un aire no comprimido. Debido a la ionización de un factor aislante.

Answer 5

Para un voltaje realmente alto (rayos), puede saltar más de una milla.