Электроника:Постоянный ток/Физика проводников и диэлектриков/Пробивное напряжение диэлектрика

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 648.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Пробивное напряжение диэлектрика[1]

Атомы в изоляционных материалах имеют очень плотно связанные электроны, поэтому они очень сильно сопротивляются свободному электронному потоку. Однако диэлектрики не могут противостоять чрезвычайно большому напряжению. При наличии достаточно мощного напряжения любой изолирующий материал в конечном итоге поддастся электрическому «давлению» и ток всё равно возникнет. Однако, в отличие от ситуации с проводниками, где ток линейно пропорционален приложенному напряжению (при фиксированном сопротивлении), ток через диэлектрик крайне не линеен: при напряжениях ниже определённого порога ток практически не протекает, но если приложенное напряжение превышает пороговое значение (известное как напряжение пробоя или диэлектрическая прочность), то это приведёт к взрывному росту силы тока.

Диэлектрическая прочность – это напряжение, необходимое для пробоя диэлектрика, то есть для проталкивания потока электронов через изоляционный материал. После диэлектрического пробоя материал может больше не вести себя как изолятор, поскольку его молекулярная структура теперь нарушена. Обычно происходит локальный «прокол» изолирующей среды, по которому при пробое протекал ток.

Толщина изоляционного материала играет роль в определении его напряжения пробоя. Удельная электрическая прочность иногда указывается в вольтах на милы (1/1000 дюйма) или киловольтах на дюймы (обе единицы измерения эквивалентны). Однако на практике установлено, что связь между напряжением пробоя и толщиной материала не является точно линейный. Изолятор, который в три раза толще, имеет диэлектрическую прочность чуть менее бо́льшую чем в три раза. Однако для приблизительной оценки допустимы значения в вольтах на условную толщину.

Материал * Диэлектрическая прочность (кВ/дюйм)
Вакуум 20
Воздух От 20 до 75
Фарфор От 40 до 200
Парафиновая свеча От 200 до 300
Трансформаторное масло 400
Бакелит От 300 до 550
Резина От 450 до 700
Шеллак 900
Бумага 1250
Тефлон 1500
Стекло От 2000 до 3000
Слюда 5000

* = Перечисленные материалы специально подготовлены для электрического использования.

Итог

См.также

Внешние ссылки