Dielektrická pevnost

Dielektrická pevnost je fyzikální pojem vyjadřující odolnost materiálů vůči elektrickému poli. Jedná se o hodnota intenzity elektrického pole, při které pro daný elektrický izolant dochází k tzv. průrazu a tento materiál se stává vodivý.[1][2]

Značení a jednotky
Elektrický průraz
  • Symbol - Ep
  • Výpočet - , kde
    • Up - průrazné napětí
    • l - tloušťka izolantu
  • Jednotky - základní: V/m; odvozené: kV/mm, kV/cm, MV/m

Elektrický průraz

Každý průraz má 2 stadia:

  1. náhlé zvětšení elektrické vodivosti a průchod proudu izolantem,
  2. následek průchodu proudu (oblouk, roztavení, ohoření apod.).

Průrazná intenzita elektrického pole

Teoreticky je dielektrická pevnost materiálu jeho charakteristickou vlastností, která nezávisí na uspořádání elektrod ani na tom, z jakého materiálu jsou vyrobeny. Působením elektrického pole se při průrazu uvolňují vázané elektrony. Je-li přiložené pole dost vysoké, může urychlit elektrony natolik, že při jejich srážkách s neutrálními atomy nebo molekulami jsou uvolňovány další elektrony; tento jev se nazývá lavinový průraz. K průrazu dochází velmi rychle (typicky během nanosekund) a vzniká při něm elektricky vodivá dráha skrz materiál izolantu. Jedná-li se o pevnou látku, průraz natrvalo podstatně zhorší nebo dokonce zcela odstraní jeho izolační schopnosti.

Průrazné napětí

Napětí při němž dojde k průrazu v daném případě závisí na vzájemném uspořádání dielektrika (izolátoru) a elektrod na které je přiloženo elektrické pole; dále na časovém průběhu (rychlosti růstu) napětí na elektrodách. Protože dielektrikum vždy obsahuje mikroskopické defekty, jeho dielektrická pevnost je daleko nižší než teoretická hodnota v ideálním materiálu. Dielektrická pevnost tenkých vrstev bývá vyšší než v případě silnějších destiček téhož materiálu. Napětí se rozloží do sériové kombinace více virtuálních kondenzátorů. V aplikacích, kde se vyžaduje co nejvyšší dielektrická pevnost, např. pro vysokonapěťové kondenzátory nebo pulzní transformátory, se proto používají vícenásobné tenké vrstvy dielektrik, nebo vakuové provedení.

Hodnoty
Materiál Ep [kV/mm]
Polystyren 90 - 120
Polyester 180
Napouštěný papír 100 130
Mikanit (slídový izolant) 100
Steatit 20 - 45
Rutilit (TiO2) 10
Kondenzátorový olej 20
Permitit 20
Kabelový papír 50 - 60
Polyvinylchlorid 26 - 50
Polyetylen 90 - 120
Porcelán 10 - 30
Kamenina 7 - 27
Transformátorový olej 4 - 30
Vzduch 1 - 3

[1]

Odkazy

Reference
  1. MUDRŇKOVÁ, Anna. Elektrotechnické materiály I.. Praha: VOŠ a SPŠ elektrotechnická Františka Křižíka, 2016. Dostupné online. ISBN 978-80-88058-90-8.
  2. REICHL, Jaroslav; VŠETIČKA, Martin. Elektrická pevnost dielektrika [online]. [cit. 2022-05-08]. Dostupné online.

Související články
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.