Gráfico de la Resistividad Eléctrica del Aire vs la Presión del Aire

Question

He buscado en muchos lugares (Google, foros, etc.) pero no puedo encontrar nada que explique la relación entre:

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Resistividad eléctrica del aire
vs
Presión del aire

Variable constante: Temperatura (temperatura ambiente, no gas ionizado), humedad

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Entonces la pregunta es, ¿cuál es el gráfico de 'Resistividad eléctrica del aire' vs 'Presión del aire'?
- O en otras palabras,
¿Es el aire normal seco un mejor aislante eléctrico que el vacío?

Nota importante:
Esta pregunta no se trata de Arco Eléctrico vs Presión del Aire.
(como lo que la mayoría de los motores de búsqueda me dieron como respuesta anteriormente...)

Answer 1

Pregunta relacionada en EE: ¿Existe la aislación perfecta? (especialmente la parte sobre el vacío)

Aislantes y conductores

La propiedad de un material para transportar cargas de un punto a otro es lo que constituye la corriente eléctrica.

La diferencia entre aislantes y conductores radica en la estructura de bandas electrónicas que poseen. En los conductores, el nivel de Fermi (energía termodinámicamente probable de un electrón) se encuentra en una banda de conducción (valencia). Esto significa que la mayoría de los electrones estarán listos para moverse y la electricidad fluirá fácilmente.

En un aislante, el nivel de Fermi está lejos de la siguiente banda de conducción, lo que significa que muy pocos electrones estarán listos para moverse (debido a una baja probabilidad de estar en un estado específico). Otros electrones solo pueden ser excitados por campos muy fuertes u otras circunstancias.

Por lo tanto, la conducción en un aislante puede describirse como por azar. Como el aire es un aislante, este es el caso.

¿Cómo cambia la presión este comportamiento?

Presiones muy bajas y muy altas reducirán el número de partículas cargadas que se transportan. En el primer caso, porque hay pocas partículas, y en el segundo, porque está demasiado comprimido y colisionan y pierden energía todo el tiempo. En realidad, no deberías mirar la presión, sino el producto de la presión y la distancia entre electrodos, ya que su producto es lo importante. Eso significa que las presiones baja y alta reducen la conductividad.

Excepto por las probabilidades, en la vida real tenemos rayos cósmicos y otros rayos que pueden ionizar las moléculas de aire. Esta es en realidad una parte muy importante del mecanismo de conducción para gases y no se puede descuidar.

Leyes de ruptura (pero para voltajes inferiores al voltaje de ruptura)

Dado que solo estabas interesado en la conductividad, solo te mencionaré algunas palabras clave sobre los otros aspectos de la conducción durante la ruptura: Ley de Paschen, Mecanismo de Townsend, Streamers.

Estos mecanismos pueden ser alimentados con parámetros que no darán como resultado una ruptura. En estos casos, describirán el mecanismo de conducción (hasta cierto punto).