在物理學中,術語介電力具有以下含義:
來自絕緣材料的最大電場,純材料在理想條件下可以承受而不會劣化(即,絕緣性能失效)。
對於介電材料和電極的特定配置,施加的最小電場(即,施加的電壓除以電極間隔距離)導致失效。 這是故障電壓的概念。
材料的理論介電強度是塊狀材料中固有的性質,並且與施加材料或場的電極的構造無關。 該“有芯介電強度”對應於在理想實驗室條件下使用純材料測量的“有芯介電強度”。 在發生故障的情況下,電場釋放連接的電子。 如果施加的電場足夠高,則暴露於背景輻射的自由電子可以達到在稱為雪崩擊穿的過程中在與中性原子或分子碰撞期間釋放額外電子的速度。 故障發生得非常快(通常在幾納秒內)並形成導電路徑和通過材料的干擾放電。 對於固體,故障事件會顯著降低甚至破壞絕緣能力。
影響表觀介電強度的因素
隨著樣品厚度的增加。
隨著工作溫度的升高而降低。
隨著頻率的增加而減少
氣體(例如氮氣,六氟化硫)通常隨著濕度的增加而降低。
對於空氣,介電強度隨著絕對濕度的增加而略微增加,但隨著相對濕度的增加而減小。
斷裂場強
發生崩解的場強取決於施加電介質(絕緣體)和電場的電極的幾何形狀,以及施加電場的速度。 由於介電材料通常包含微小缺陷,因此理想的實際介電強度將是無瑕疵材料的固有介電強度的一部分。 介電膜表現出比相同材料的較厚樣品更大的介電強度。 例如,厚度為幾百nm至幾μm的二氧化矽膜的介電強度約為0.5GV / m。 然而,非常薄的層(下面,例如,100 nm)由於電子隧穿而變得部分導電。 使用多層薄介電膜,其中需要最大的實際介電強度,例如高壓電容器和脈衝變壓器。 氣體的介電強度根據電極的形狀和構型而變化,通常測量氮氣作為介電強度的一部分。
各種常見材料的介電強度(MV / m或106伏/米):
單位
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 |
在SI中,介電力的單位是伏特每米(V / m)。 看到相關單位如厘米(V / cm)伏特和兆瓦/米(MV / m)也是很常見的。
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