Qu'est-ce que la tension de claquage?
La tension de rupture, parfois également appelée rigidité diélectrique ou tension de frappe, est la quantité de force électrique requise pour transformer les propriétés électriques d'un objet. Le plus souvent, il est utilisé en ce qui concerne les isolants. La tension de claquage est la tension minimale nécessaire pour obliger un isolateur à conduire une certaine quantité d’électricité. La tension de claquage n’a de sens que par rapport à un système existant; c'est le point auquel un matériau défie les attentes de l'opérateur en ce qui concerne son fonctionnement.
Les isolateurs, par définition, ne conduisent pas d'électricité. La tension de claquage est le point auquel un matériau cesse d'être un isolant pour devenir une résistance. c’est-à-dire qu’elle conduit l’électricité à une certaine proportion du courant total. Les isolateurs sont caractérisés par des atomes avec des électrons étroitement liés. Les forces atomiques qui maintiennent ces électrons en place dépassent la plupart des tensions extérieures qui pourraient amener les électrons à s'écouler. Toutefois, cette force est limitée et peut toujours être dépassée par une tension externe, ce qui entraînera alors un flux d'électrons à travers la substance.
Toutes choses étant égales par ailleurs, la qualité d'un isolateur augmente avec sa tension de claquage. Par conséquent, la porcelaine, qui a une rigidité diélectrique d'environ 100 kilovolts par pouce, est un isolant médiocre. Le verre, qui se brise à une tension vingt fois supérieure à celle de la porcelaine, est bien meilleur.
Les diodes ont également une tension de claquage. Les diodes simples sont conçues pour conduire l’électricité dans une seule direction, appelée "direct". Cependant, à une tension suffisamment élevée, la diode peut être amenée à conduire l'électricité "en sens inverse". Certaines diodes, appelées diodes à avalanche, sont destinées à ce type d'utilisation. À basse tension, ils ne conduisent l'électricité que dans un sens. À un moment donné, ils le conduisent tout aussi efficacement dans l'autre sens. Cela les distingue des isolateurs et des autres diodes qui, même au-dessus de la tension de claquage, conservent une résistance relativement élevée. Sans surprise, les triodes et autres composants électroniques spécialisés tombent également en panne à un moment donné et commencent à conduire de l'électricité le long du chemin imposé par une tension suffisamment élevée.
En pratique, il est difficile de déterminer la tension de claquage exacte d'un matériau. Un nombre spécifique attaché à cette quantité n'est pas une constante fiable comme un point de fusion; c'est une moyenne statistique. Par conséquent, lors de la conception d'un circuit, il convient de s'assurer que sa tension maximale est bien inférieure à la tension de claquage la plus basse de tous les matériaux impliqués. Un système électrique ne vaut que la plus petite tension de claquage de l’un de ses composants.