Wat is doorslagspanning?
Doorslagspanning, soms ook diëlektrische sterkte of slagspanning genoemd, is de hoeveelheid elektrische kracht die nodig is om de elektrische eigenschappen van een object te transformeren. Meestal wordt het gebruikt met betrekking tot isolatoren. De doorslagspanning is de minimale spanning die nodig is om een isolator te dwingen een bepaalde hoeveelheid elektriciteit te geleiden. Doorslagspanning is alleen zinvol in relatie tot een bestaand systeem; het is het punt waarop een materiaal de verwachtingen van de operator voor hoe het zal functioneren tart.
Isolatoren geleiden per definitie geen elektriciteit. Doorslagspanning is het punt waarop een materiaal niet langer een isolator is en een weerstand wordt; dat wil zeggen, geleidt elektriciteit op een bepaald deel van de totale stroom. Isolatoren worden gekenmerkt door atomen met strak gebonden elektronen. De atoomkrachten die deze elektronen op hun plaats houden, overschrijden de meeste externe spanningen die elektronen kunnen laten stromen. Deze kracht is echter eindig en kan altijd worden overschreden door een externe spanning, waardoor elektronen met een bepaalde snelheid door de stof kunnen stromen.
Als al het andere gelijk is, neemt de kwaliteit van een isolator toe met zijn doorslagspanning. Daarom is porselein, dat een diëlektrische sterkte heeft van ongeveer 100 kilovolt per inch, een middelmatige isolator. Glas, dat 20 keer de spanning afbreekt die porselein doet, is veel beter.
Diodes hebben ook een doorslagspanning. Eenvoudige diodes zijn bedoeld om elektriciteit slechts in één richting te geleiden, "vooruit" genoemd. Bij een voldoende hoge spanning kan de diode echter worden gemaakt om elektriciteit "omgekeerd" te geleiden. Sommige diodes, genaamd lawinediodes, zijn bedoeld voor dit type gebruik. Bij lage spanningen geleiden ze elektriciteit slechts in één richting. Op een specifiek punt voeren ze het net zo effectief in de andere richting uit. Dit onderscheidt hen van isolatoren en andere diodes, die zelfs boven de doorslagspanning een relatief hoge weerstand behouden. Het is niet verrassend dat triodes en andere gespecialiseerde elektronische componenten op een bepaald punt ook afbreken en elektriciteit gaan geleiden langs het pad dat wordt voorgeschreven door een voldoende hoge spanning.
In de praktijk is het moeilijk om de exacte doorslagspanning van een materiaal te bepalen. Een specifiek getal dat aan deze hoeveelheid is gekoppeld, is geen betrouwbare constante zoals een smeltpunt; het is een statistisch gemiddelde. Bij het ontwerpen van een circuit moet daarom ervoor worden gezorgd dat de maximale spanning ervan ver onder de laagste doorslagspanning van alle betrokken materialen ligt. Een elektrisch systeem is slechts zo goed als de kleinste doorslagspanning van een van zijn componenten.