In de natuurkunde heeft de term diëlektrische kracht de volgende betekenissen:
Het maximale elektrische veld van het isolatiemateriaal dat een zuiver materiaal kan weerstaan onder ideale omstandigheden zonder verslechtering (dat wil zeggen, falen van de isolerende eigenschappen).
Het minimaal aangelegde elektrische veld (dat wil zeggen, de aangelegde spanning wordt gedeeld door de elektrodescheidingsafstand) voor een specifieke configuratie van het diëlektrische materiaal en de elektroden, wat resulteert in falen. Dit is het concept van foutspanning.
De theoretische diëlektrische sterkte van een materiaal is een eigenschap die inherent is aan het bulkmateriaal en is onafhankelijk van de configuratie van de elektroden waarop het materiaal of veld wordt aangebracht. Deze "geboorde diëlektrische sterkte" komt overeen met die welke wordt gemeten met gebruikmaking van zuivere materialen onder ideale laboratoriumomstandigheden. In geval van een storing geeft het elektrisch veld de aangesloten elektronen vrij. Als het aangelegde elektrische veld hoog genoeg is, kunnen de vrije elektronen die worden blootgesteld aan achtergrondstraling snelheden bereiken die extra elektronen kunnen afgeven tijdens botsingen met neutrale atomen of moleculen in een proces dat lawineafbraak wordt genoemd. De fout treedt zeer snel op (meestal in nanoseconden) en vormt een elektrisch geleidend pad en een storende ontlading door het materiaal. Voor vaste stoffen vermindert of vernietigt een storing de isolatiemogelijkheid aanzienlijk.
Factoren die de schijnbare diëlektrische sterkte beïnvloeden
naarmate de dikte van het monster toeneemt.
afneemt naarmate de bedrijfstemperatuur stijgt.
neemt af met toenemende frequentie.
Gassen (bijv. Stikstof, zwavelhexafluoride) worden gewoonlijk gereduceerd bij toenemende vochtigheid.
Voor lucht neemt de diëlektrische sterkte enigszins toe als de absolute vochtigheid toeneemt, maar neemt af met toenemende relatieve vochtigheid.
Breuk veldsterkte
De veldsterkte waarop de desintegratie optreedt hangt af van de geometrie van de elektroden waarop het diëlektricum (isolator) en het elektrische veld worden toegepast, evenals de snelheid waarmee het elektrische veld wordt toegepast. Aangezien diëlektrische materialen in het algemeen kleine gebreken bevatten, zal de praktische diëlektrische sterkte idealiter een fractie zijn van de intrinsieke diëlektrische sterkte van een foutloos materiaal. Diëlektrische films vertonen een grotere diëlektrische sterkte dan dikkere monsters van hetzelfde materiaal. De diëlektrische sterkte van siliciumdioxidefilms met een dikte van enkele honderden nm tot verschillende umm is bijvoorbeeld ongeveer 0.5GV / m. Zeer dunne lagen (onder, bijvoorbeeld, 100 nm) worden echter gedeeltelijk geleidend als gevolg van elektronentunneling. Meerlagige dunne diëlektrische films worden gebruikt, waar een maximale praktische diëlektrische sterkte vereist is, zoals hoogspanningscondensatoren en pulstransformatoren. De diëlektrische sterkte van gassen varieert afhankelijk van de vorm en configuratie van de elektroden, meestal wordt stikstofgas gemeten als een fractie van de diëlektrische sterkte.
Diëlektrische sterkte van verschillende gangbare materialen (in MV / m of 106 Volt / meter):
units
Madde |
Dielektrik Mukavemet (MV / m) |
Helyum ( göreceli için azot ) |
0.15 |
Hava |
3.0 |
alüminyum oksit |
13.4 |
pencere bardak |
9,8 - 13,8 |
borosilikat bardak |
20 - 40 |
Silikon yağ , maden oi |
10-15 |
Benzen |
163 |
polisitren |
19.7 |
Polietilen |
19 - 160 |
Neopren silgi |
15.7 - 26.7 |
damıtık Su |
65 - 70 |
Yüksek vakum ( alan emisyon sınırlı ) |
20-40 (elektrot bağlıdır şekli ) |
Sigortalı silis |
20'de 25-40 ° C |
mumlu kâğıt |
40 - 60 |
PTFE (Teflon, ekstrüde ) |
19.7 |
PTFE (Teflon, izolasyon filmi) |
60 - 173 |
Mika |
118 |
Elmas |
2000 |
PZT |
10-25 |
Vakum |
10 |
In SI is de eenheid van de diëlektrische kracht in volt per meter (V / m). Het is ook heel gebruikelijk om gerelateerde eenheden te zien, zoals centimeters (V / cm) volt en megavolt per meter (MV / m).
Ons laboratorium voert EUROLAB diëlektrische sterkte testdiensten uit als geaccrediteerd.