電壓擊穿試驗儀想要擊穿空氣，要有幾個條件：我們假定，空氣中已經存在電離后的正離子，當這些正離子當這些正離子受到電場的驅動到達陰極時，會轟擊電極材料，由此產生了二次發射。

上圖中正離子狠狠撞擊在陰極材料上 ，極陰材料因此激發出電子有一位研究空氣電離的專家，叫做湯遜。他把電極材料受離子撞擊后產生的二次發射電子數叫做表面電離系數，或者叫做湯遜第二系數。對于某種電極材料而言，湯遜第二系數的值為

現在我們來看看擊穿電壓的表達式到底是什么樣，我們來瞻仰一下：

注意看這個表達式，式中出現的p和l分別是空氣壓強和電極間的距離，T是絕對溫度。而A和B是系數，與測量值有關。 這樣一來，我們發現，空氣的擊穿電壓與溫度、氣壓和電極間的距離都有關，當然，與電極材料也有關。 現在，我們要請出一位著名人物：巴申，他在1889年就從大量的試驗中總結出著名的巴申定律。 巴申認為值出現在兩次對數運算中，因此空氣的擊穿電壓對它不敏感。同時，若氣體溫度不變，則空氣的擊穿電壓變成這樣的形式： 注意：電極間的距離被更換為d。 其曲線是這幅模樣：

注意：電極間的距離被更換為d。
其曲線是這幅模樣：

這里，縱坐標就是氣體的擊穿電壓，它的單位是千伏，而橫坐標的單位是cm.133Pa。也就是說，這里的pl已經合并到一起了。 值得注意的是：空氣的擊穿電壓最小值對應的pd為：。如果電極間距為1cm，則氣壓為0.57，這個值遠遠小于大氣壓。 這說明什么？ 說明，當pd大于或者小于時，擊穿電壓都將隨著氣壓的增大或者減小而增大。也因此，提高電極間隙的氣壓或者把間隙抽成高真空，都能提高空氣的擊穿電壓。 這也是高壓開關柜采用真空斷路器或者用SF6高壓氣體填充的原因。

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