Напряжение пробоя изолятора

Атомы в изоляционных материалах имеют очень плотно связанные электроны, очень хорошо сопротивляющиеся свободному потоку электронов. Однако изоляторы не могут выдерживать неопределенное количество напряжения. При достаточном напряжении любое изоляционный материал в конечном итоге поддастся электрическому «давлению», и тогда возникнет ток. Однако, в отличие от ситуации с проводниками, где ток линейно пропорционален приложенному напряжению (при фиксированном сопротивлении), ток через изолятор весьма нелинейен:при напряжениях ниже определенного порога ток практически не протекает, но если приложенное напряжение превышает это пороговое напряжение (известное как напряжение пробоя или диэлектрическая прочность ), будет прилив тока.

Диэлектрическая прочность это напряжение, необходимое для пробоя диэлектрика , то есть пропускать ток через изоляционный материал. После диэлектрического пробоя материал может больше не вести себя как изолятор, поскольку молекулярная структура изменилась в результате нарушения. Обычно происходит локальный «прокол» изолирующей среды, по которому во время пробоя протекал ток.

Толщина изоляционного материала играет роль в определении его напряжения пробоя. Удельная диэлектрическая прочность иногда указывается в вольтах на мил (1/1000 дюйма) или киловольтах на дюйм (эти две единицы эквивалентны), но на практике было обнаружено, что связь между напряжением пробоя и толщиной не существует. точно линейный. Изолятор в три раза толще имеет электрическую прочность чуть менее чем в три раза. Однако для приблизительной оценки допустимы значения вольт на толщину.

Материал * Диэлектрическая прочность (кВ / дюйм) Вакуум20Воздух от 20 до 75 Фарфор от 40 до 200 Парафиновый воск 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.

ОБЗОР:

• При достаточно высоком приложенном напряжении электроны могут быть освобождены от атомов изоляционных материалов, в результате чего через этот материал протекает ток.
• Минимальное напряжение, необходимое для «разрушения» изолятора путем пропускания через него тока, называется напряжением пробоя . или диэлектрическая прочность .
• Чем толще кусок изоляционного материала, тем выше напряжение пробоя при прочих равных условиях.
• Удельная диэлектрическая прочность обычно измеряется в одной из двух эквивалентных единиц:вольт на мил или киловольт на дюйм.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ТАБЛИЦЫ:

• Рабочий лист проводников и изоляторов