Пробивное напряжение: определение, значение и применение

Пробивное напряжение (диэлектрическая прочность, пробойное напряжение) — электрическая сила, нужная для изменения электрических свойств объекта. Чаще всего к изоляторам. Минимум напряжения, заставляющего изолятор проводить ток. Величина смысла только относительно конкретной системы — точка, где материал ведет себя не так, как ожидает оператор.

Изоляторы по определению не проводят ток. Пробивное напряжение — точка перехода в резистор (проводит долю тока). Атомы изоляторов с крепко связанными электронами. Атомные силы удерживают электроны сильнее большинства внешних напряжений. Но сила конечна — внешнее напряжение может превзойти её, заставив электроны течь.

При прочих равных качество изолятора растет с пробойным напряжением. Фарфор — ~100 кВ/дюйм, посредственный. Стекло — в 20 раз выше, намного лучше.

У диодов тоже есть пробойное напряжение. Простые диоды ведут только «прямо». При высоком напряжении могут вести «обратно». Лавинные диоды созданы для этого: на низких напряжениях — односторонние, в точке пробоя — равноэффективны в обе стороны. Отличаются от изоляторов и обычных диодов, сохраняющих высокое сопротивление даже выше пробоя. Триоды и спецкомпоненты тоже пробоются при достаточном напряжении.

На практике точное определение пробойного напряжения сложно. Конкретное число — не надежная константа как точка плавления, а статистическое среднее. При проектировании цепи максимум напряжения должен быть значительно ниже минимального пробойного любого материала. Электрическая система так же хороша, как наименьшее пробойное напряжение ее компонентов.