Resistività dell'aria

Capitolo 1 - Il Plasma ad arco
Sezione 2 - Proprietà del plasma

Resistività elettrica dell'aria

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Il condotto di plasma (FIG. 1 ) che si forma tra una coppia di contatti nella fase di apertura di un circuito elettrico viene generato dalla ionizzazione del gas circostante costituito normalmente da aria che, a temperatura ambiente, è un eccellente isolante (conducibilità aria).

Quando l' Azoto dell'aria viene trasformato in plasma a circa 5000 K, la sua conducibilità aumenta di circa 13 ordini di grandezza, avvicinandosi a quella del carbone. Questa enorme differenza tra un eccellente isolante ed un efficace conduttore non può essere riprodotta da altre sostanze in qualsiasi altro stato.

Dopo l'apertura del circuito, vicino al catodo si forma una carica spaziale costituita di pesanti ioni positivi (in prevalenza N^⁺), mentre gli elettroni, più leggeri, si muovono rapidamente verso l'anodo.

Fig. 1 - Plasma tra coppia di contatti

Ecco perchè l'arco di plasma è il mezzo più efficace di apertura di circuiti elettrici sotto una tensione di alcune centinaia di migliaia di volt (interruttori di corrente ad alta tensione).

conducibilità aria (air conductivity) - A pressione e temperatura normali una distanza d'arco di 1 centimetro in aria può sopportare una tensione di circa 30 kV, ossia più di un equivalente spessore di vetro.

Azoto (Nitrogen) - La capacità dell' Azoto (principale componente dell'aria) di condurre il calore raggiunge un massimo a circa 7000 K, temperatura alla quale l' Azoto allo stato atomico, prodotto nell'arco per dissociazione , ritorna alla stato molecolare.

interruttori di corrente (current breakers) - Gli interruttori per tensioni fino a 500.000 volt utilizzano una serie di archi di plasma tra i contatti in fase di apertura del circuito, investiti da un getto d' aria ad alta velocità per l'estinzione finale dell'arco.