В физике термин диэлектрическая сила имеет следующие значения:
Максимальное электрическое поле от изоляционного материала, которое может выдерживать идеальные условия чистого материала без разрушения (то есть без разрушения изоляционных свойств).
Для конкретной конфигурации диэлектрического материала и электродов минимальное приложенное электрическое поле (то есть приложенное напряжение делится на расстояние между электродами) приводит к неисправности. Это концепция напряжения неисправности.
Теоретическая диэлектрическая прочность материала является характеристикой, присущей объемному материалу, и не зависит от конфигурации электродов, к которым применяется материал или область. Эта «диэлектрическая сила» относится к тому, что должно измеряться с использованием чистых материалов в идеальных лабораторных условиях. В случае неисправности электрическое поле высвобождает связанные электроны. Если приложенное электрическое поле достаточно велико, свободные электроны, подвергающиеся воздействию фонового излучения, могут достигать скоростей, которые могут высвобождать дополнительные электроны во время столкновений с нейтральными атомами или молекулами в процессе, называемом разрушением лавины. Разлом происходит довольно быстро (обычно в наносекундах), создавая электропроводящий путь и разрушая материал. Для твердых тел ошибка может значительно уменьшить или даже разрушить способность запечатывать событие.
Факторы, влияющие на кажущуюся диэлектрическую прочность
толщина образца уменьшается.
уменьшается с ростом рабочей температуры.
уменьшается с увеличением частоты.
Для газов (например, азот, гексафторид серы) обычно уменьшается с увеличением влажности.
Для воздуха диэлектрическая прочность немного увеличивается с увеличением абсолютной влажности, но уменьшается с увеличением относительной влажности.
Напряженность поля разрушения
Напряженность поля, при котором происходит фракционирование, зависит от геометрии электродов, к которым применяются диэлектрик (изолятор) и электрическое поле, а также от скорости приложения электрического поля. Поскольку диэлектрические материалы обычно содержат крошечные дефекты, практическая диэлектрическая прочность будет частью собственной диэлектрической прочности идеального, безупречного материала. Диэлектрические пленки демонстрируют большую диэлектрическую прочность, чем более толстые образцы из того же материала. Например, диэлектрическая прочность пленок диоксида кремния толщиной от нескольких сотен до нескольких миллиметров составляет около 0.5GV / м. Однако очень тонкие слои (например, 100 нм ниже) становятся частично проводящими из-за туннелирования электронов. Многослойные тонкие диэлектрические пленки используются там, где требуется максимальная практическая диэлектрическая прочность, например, высоковольтные конденсаторы и импульсные трансформаторы. Диэлектрическая прочность газов варьируется в зависимости от формы и конфигурации электродов, обычно измеряемой как доля диэлектрической прочности газообразного азота.
Диэлектрическая прочность различных распространенных материалов (в МВ / м или 106 Вольт / метр):
единицы
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 |
В СИ единица измерения диэлектрической прочности указана в вольтах на метр (В / м). Также очень часто можно увидеть единицы измерения, такие как сантиметры (В / см), мегавольт на метр (МВ / м).
Наша лаборатория выполняет аккредитованные услуги по испытаниям диэлектрической прочности.