击穿电压解析:定义、重要性与应用
击穿电压,亦称介电强度或起晕电压,是改变物体电学性质所需电力量。最常用于绝缘体。击穿电压是迫使绝缘体导通一定电量的最小电压。此测量仅相对于现有系统有意义:即材料违背操作员预期功能表现的临界点。
绝缘体定义上不导电。击穿电压是材料不再是绝缘体而变为电阻(即按一定比例导通总电流)的临界点。绝缘体原子电子束缚紧。原子力束缚电子超过多数可能诱导电子流动的外部电压。但此力有限,总可能被外部电压超越,导致电子以某种速率流经物质。
其他条件相同时,绝缘体质量随击穿电压升高而提高。故瓷器介电强度约100千伏/英寸属中等绝缘体。玻璃击穿电压是瓷器20倍,好得多。
二极管也有击穿电压。简单二极管仅单向导电(“正向”)。足够高电压下可反向导通。某些二极管(雪崩二极管)专为此设计。低压下单向导电;特定点处另一方向同等有效导电。这区别于绝缘体和其他二极管(即使超击穿电平仍保持相对高阻)。不出所料,三极管等专用电子元件也在特定点击穿,按足够高电压指引路径导电。
实践中确定材料精确击穿电压困难。具体数值非熔点般可靠常数,而是统计平均值。因此设计电路时,须确保最大电压远低于所有涉及材料中最低击穿电压。电气系统优劣取决于其组件中最小击穿电压。
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