절연체 항복 전압

절연 물질의 원자는 매우 밀접하게 결합된 전자를 가지고 있어 자유 전자 흐름에 매우 잘 저항합니다. 그러나 절연체는 무한한 양의 전압에 저항할 수 없습니다. 충분한 전압이 가해지면 모든 절연 재료는 결국 전기적 "압력"에 굴복하고 전류 흐름이 발생합니다. 그러나 전류가 인가된 전압(고정된 저항이 주어짐)에 선형 비례하는 도체의 상황과 달리 절연체를 통과하는 전류는 매우 비선형적입니다. 특정 임계값 미만의 전압에 대해서는 사실상 전류가 흐르지 않지만 인가된 전압이 인가된 전압을 초과하면 임계 전압(항복 전압 으로 알려짐) 또는 절연 강도 ), 전류가 쇄도할 것입니다.

절연 강도 유전체 파괴를 일으키는 데 필요한 전압입니다. 즉, 절연 물질을 통해 전류를 강제합니다. 절연 파괴 후, 물질은 더 이상 절연체로 작용하거나 그렇지 않을 수 있으며, 분자 구조는 파손으로 인해 변경되었습니다. 일반적으로 절연 매체의 국부적인 "구멍"이 파손되는 동안 전류가 흐르는 곳이 있습니다.

절연 물질의 두께는 항복 전압을 결정하는 역할을 합니다. 비 유전 강도는 때때로 볼트당 볼트(인치의 1/1000) 또는 인치당 킬로볼트(두 단위는 동일함)로 표시되지만 실제로는 항복 전압과 두께 사이의 관계가 정확히 선형. 3배 두께의 절연체는 3배보다 약간 낮은 유전 강도를 갖습니다. 그러나 대략적인 추정을 위해 두께당 전압 등급은 괜찮습니다.

자료* 절연 강도(kV/인치) 진공20공기20~75도자기40~200파라핀 왁스200~300변압기유400베이클라이트300~550고무450~700쉘락900종이1250테플론1500유리2000~3000운모5

* =나열된 재료는 전기 사용을 위해 특별히 준비되었습니다.

검토:

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충분히 높은 전압을 인가하면 절연 물질의 원자에서 전자가 분리되어 그 물질에 전류가 흐를 수 있습니다.

절연체에 전류를 흐르게 하여 절연체를 "파괴"하는 데 필요한 최소 전압을 항복 전압 이라고 합니다. 또는 유전체 강도 .

절연 재료가 두꺼울수록 항복 전압이 높아지며 다른 모든 요소는 동일합니다.

비유전 강도는 일반적으로 볼트/인치 또는 킬로볼트/인치의 두 가지 등가 단위 중 하나로 평가됩니다.

관련 워크시트:

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도체 및 절연체 워크시트