Perpustakaan Digital ITB

Perkembangan teknologi peralatan listrik semakin berkembang dengan tujuan meningkatkan efisiensi peralatan. Mengurangi dimensi peralatan hingga ukuran mikrometer adalah salah satu metode efisiensi yang dikembangkan. Berkurangnya ukuran peralatan menyebabkan jarak elektroda menjadi sangat dekat. Dalam keadaan ini, pengetahuan tentang perilaku gangguan diperlukan untuk mencegah kegagalan operasi karena gangguan listrik. Tembus pada gas umumnya disebabkan oleh kontribusi dari dua proses ionisasi: (I) ionisasi molekul gas oleh tumbukan elektron dan (ii) pelepasan elektron dari permukaan katoda setelah tumbukan ion (emisi elektron sekunder). Kurva Paschen mempertimbangkan kedua mekanisme dan secara unik menghubungkan tegangan tembus dan produk jarak kali tekanan (p × d). Menurut hukum Paschen, pada tekanan atmosfer dan untuk jarak skala mikro, tegangan tembusnya harus sangat tinggi. Namun, dari hasil penelitian yang dilakukan oleh berbagai peneliti menggunakan metode yang berbeda yaitu, eksperimental, analisis dan simulasi teoritis menyimpulkan bahwa pada jarak skala mikro tegangan tembus diharapkan lebih rendah daripada yang diharapkan dari hukum Paschen. Mereka menyimpulkan bahwa proses emisi medan memiliki peran kunci dalam memicu pelepasan dalam pemisahan elektroda mikro dan submikron. Menurut teori emisi klasik Fowler-Nordheim, emisi elektron medan murni terjadi pada medan 108 - 109V m. Namun, beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa penyimpangan dari hukum Paschen pada jarak mikro terjadi untuk medan listrik yang lebih rendah. Efek kekasaran pada permukaan katoda disimpulkan sebagai penyebab peristiwa tersebut. Ketika celah antara elektroda hanya beberapa ?m, kekasaran elektroda juga dapat dilihat sebagai semacam tonjolan. Kemudian dapat mengubah intensitas distribusi dan medan listrik, dan pada gilirannya, karakteristik tembus listrik. Dalam karya ini, kita mempelajari geometri jarum - pelat di mana elektroda pelat adalah katoda dan anoda adalah jarum. Kami membatasi simulasi untuk bentuk setengah lingkaran dan segitiga untuk penonjolan dengan berbagai ukuran, rasio aspek, posisi, dan kepadatan untuk memahami efek dari parameter penonjolan pada peningkatan medan listrik pada permukaan katoda. Hasil yang menarik ditemukan. Untuk satu tonjolan setengah lingkaran, ukuran tonjolan tidak mempengaruhi medan listrik tetapi keberadaan tonjolan menggandakan medan listrik. Peningkatan medan listrik di puncak tonjolan dipengaruhi oleh bentuk tonjolan dan jarak antara anoda dan katoda karena adanya tonjolan. Posisi tonjolan pada permukaan katoda tidak mempengaruhi faktor peningkatan medan listrik di katoda. Peningkatan kepadatan tonjolan dapat mengurangi intensitas medan listrik karena kehadiran tonjolan.