Напряжение пробоя описывается уравнением
где: U — напряжение пробоя в вольтах,
p — давление,
d расстояние между плоскими электродами.
Постоянные a и b зависят от состава газа. Для воздуха при атмосферном давлении 760 Торр, a = 43,6·106 и b = 12,8 , где p давление в атмосферах и d — расстояние между электродами в метрах.
График этого уравнения называется кривой Пашена. При дифференцировании его по (pd) и приравнивании производной нуля, можно получить минимальное напряжение пробоя:
Состав газа влияет и на минимальное значение напряжения пробоя, и на расстояние между электродами, при котором этот пробой может случиться. Для аргонаминимальное напряжение пробоя равно 137 вольт при расстоянии больше 12 мкм. Для диоксида серы минимальное напряжение пробоя равно 457 вольт уже при расстоянии 4,4 мкм.
Для воздуха в стандартных условиях, напряжённость электрического поля, необходимая для существования электрической дуги при минимальном напряжении, значительно больше, чем нужно для дуги при расстоянии между электродами в 1 м. При расстоянии 7,5 мкм, необходимо поле 43 мегавольт на метр, а при расстоянии 1 метр необходимо только 3,4 мегавольт на метр, что меньше почти в 13 раз. Это явление хорошо подтверждается экспериментально и известно как Минимум Пашена. Уравнение Пашена не работает при расстояниях между электродами меньше нескольких микрометров в воздухе при давлении 1 атмосфера и неправильно предсказывает бесконечно большое напряжение электрической дуги при расстоянии около 2,7 мкм.
