Hva er nedbrytningsspenning?

Nedbrytningsspenning, noen ganger også kalt dielektrisk styrke eller strekspenning, er den mengden elektrisk kraft som kreves for å transformere de elektriske egenskapene til et objekt. Oftest brukes det med hensyn til isolatorer. Nedbrytingsspenningen er den minste spenningen som er nødvendig for å tvinge en isolator til å lede noe strøm. Nedbrytningsspenning er meningsfull bare i forhold til et eksisterende system; det er punktet der et materiale trosser operatørens forventninger til hvordan det vil fungere.

Isolatorer fører per definisjon ingen strøm. Nedbrytningsspenning er det punktet et materiale slutter å være en isolator og blir en motstand; det vil si at leder elektrisitet til en viss andel av den totale strømmen. Isolatorer er preget av atomer med tett bundne elektroner. Atomkreftene som holder disse elektronene på plass, overskrider de fleste ytre spenninger som kan forårsake elektroner til å strømme. Denne kraften er imidlertid begrenset, og kan alltid potensielt overskrides av en ekstern spenning, som vil føre til at elektroner strømmer til en viss grad gjennom stoffet.

Alt annet som det er, øker kvaliteten på en isolator sammen med nedbrytningsspenningen. Derfor er porselen, som har en dielektrisk styrke på rundt 100 kilovolt per tomme, en middelmådig isolator. Glass, som bryter ned med 20 ganger spenningen som porselen gjør, er mye bedre.

Dioder har også en nedbrytningsspenning. Enkle dioder er ment å lede strøm bare i en retning, referert til som "fremover." Ved en tilstrekkelig høy spenning kan imidlertid dioden gjøres for å lede strøm i "revers." Noen dioder, kalt skreddioder, er beregnet på denne typen bruk. Ved lave spenninger leder de bare strøm i en retning. På et bestemt tidspunkt leder de det like effektivt i den andre retningen. Dette skiller dem fra isolatorer og andre dioder, som selv over nedbrytningsspenningen opprettholder relativt høy motstand. Ikke overraskende bryter trioder og andre spesialiserte elektronikkomponenter også på et bestemt punkt og begynner å lede strøm langs banen diktert av en tilstrekkelig høy spenning.

I praksis er det vanskelig å bestemme materialets eksakte nedbrytningsspenning. Et spesifikt nummer knyttet til denne mengden er ikke en pålitelig konstant som et smeltepunkt; det er et statistisk gjennomsnitt. Følgelig, når man designer en krets, bør man sørge for at den maksimale spenningen er godt under den laveste nedbrytningsspenningen for et av de involverte materialene. Et elektrisk system er bare så bra som den minste nedbrytningsspenningen til en av komponentene.