Hvad er nedbrudsspænding?

Nedbrydningsspænding, undertiden også kaldet dielektrisk styrke eller strejkspænding, er den mængde elektrisk kraft, der kræves for at transformere et objekts elektriske egenskaber. Oftest bruges det med hensyn til isolatorer. Nedbrudsspændingen er den mindste spænding, der er nødvendig for at tvinge en isolator til at lede en mængde elektricitet. Nedbrudsspænding er kun meningsfuld i forhold til et eksisterende system; det er det punkt, hvor et materiale modsvarer operatørens forventninger til, hvordan det vil fungere.

Isolatorer fører per definition ikke elektricitet. Nedbrudsspænding er det punkt, hvor et materiale ophører med at være en isolator og bliver en modstand; det vil sige, leder elektricitet til en vis del af den samlede strøm. Isolatorer er kendetegnet ved atomer med tæt bundne elektroner. Atomkræfterne, der holder disse elektroner på plads, overskrider de fleste udvendige spændinger, der kan få elektroner til at strømme. Denne kraft er imidlertid endelig og kan altid potentielt overskrides med en ekstern spænding, som derefter får elektroner til at strømme til en vis grad gennem stoffet.

Alt andet lige, øges kvaliteten af ​​en isolator sammen med dens nedbrudspænding. Derfor er porcelæn, der har en dielektrisk styrke på ca. 100 kilovolt pr. Tomme, en middelmådig isolator. Glas, der nedbryder 20 gange den spænding, som porcelæn udfører, er meget bedre.

Dioder har også en nedbrydningsspænding. Enkle dioder er beregnet til kun at lede elektricitet i en retning, kaldet "fremad". Ved en tilstrækkelig høj spænding kan dioden imidlertid laves til at lede elektricitet i "omvendt". Nogle dioder, kaldet lavine-dioder, er beregnet til denne type brug. Ved lave spændinger leder de kun elektricitet i en retning. På et bestemt tidspunkt leder de det lige så effektivt i den anden retning. Dette adskiller dem fra isolatorer og andre dioder, der selv over nedbrydningsspændingen opretholder relativt høj modstand. Ikke overraskende bryder trioder og andre specialiserede elektronikkomponenter også ned på et bestemt tidspunkt og begynder at lede elektricitet langs stien dikteret af en tilstrækkelig høj spænding.

I praksis er det vanskeligt at bestemme et materiales nøjagtige nedbrydningsspænding. Et specifikt nummer knyttet til denne mængde er ikke en pålidelig konstant som et smeltepunkt; det er et statistisk gennemsnit. Derfor skal man, når man designer et kredsløb, sikre sig, at dets maksimale spænding er godt under den laveste nedbrudspænding for et hvilket som helst af de involverede materialer. Et elektrisk system er kun så godt som den mindste nedbrudspænding for en af ​​dens komponenter.