Dielektrická pevnost

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
(přesměrováno z Průrazné napětí)
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

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

Značení a jednotky[editovat | editovat zdroj]

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[editovat | editovat zdroj]

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[editovat | editovat zdroj]

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[editovat | editovat zdroj]

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[editovat | editovat zdroj]

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

[1]

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. a b 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[editovat | editovat zdroj]