O que é tensão de ruptura?

A tensão de ruptura, às vezes também chamada de força dielétrica ou tensão de ataque, é a quantidade de força elétrica necessária para transformar as propriedades elétricas de um objeto. Mais comumente, é usado em relação aos isoladores. A tensão de ruptura é a tensão mínima necessária para forçar um isolador a conduzir uma certa quantidade de eletricidade. A tensão de ruptura é significativa apenas em relação a um sistema existente; é o ponto em que um material desafia as expectativas do operador sobre como ele funcionará.

Os isoladores, por definição, não conduzem eletricidade. A tensão de ruptura é o ponto em que um material deixa de ser um isolador e se torna um resistor; isto é, conduz eletricidade em alguma proporção da corrente total. Os isoladores são caracterizados por átomos com elétrons fortemente ligados. As forças atômicas que mantêm esses elétrons no lugar excedem a maioria das tensões externas que podem induzir o fluxo de elétrons. Essa força é finita, no entanto, e sempre pode ser potencialmente excedida por uma tensão externa, que fará com que os elétrons fluam de alguma forma através da substância.

Tudo o resto é igual, a qualidade de um isolador aumenta junto com sua tensão de ruptura. Portanto, a porcelana, que possui uma força dielétrica de cerca de 100 quilovolts por polegada, é um isolante medíocre. O vidro, que quebra 20 vezes a voltagem da porcelana, é muito melhor.

Os diodos também têm uma tensão de ruptura. Os diodos simples destinam-se a conduzir eletricidade apenas em uma direção, denominada "frente". Em uma voltagem suficientemente alta, no entanto, o diodo pode ser fabricado para conduzir eletricidade em "reverso". Alguns diodos, chamados diodos de avalanche, destinam-se a esse tipo de uso. Em baixas tensões, eles conduzem eletricidade em apenas uma direção. Em um ponto específico, eles conduzem com a mesma eficácia na outra direção. Isso os diferencia dos isoladores e outros diodos, que, mesmo acima da tensão de ruptura, mantêm uma resistência relativamente alta. Não é de surpreender que os triodos e outros componentes eletrônicos especializados também quebrem em um determinado ponto e passem a conduzir eletricidade ao longo do caminho ditado por uma tensão suficientemente alta.

Na prática, é difícil determinar a tensão exata de ruptura de um material. Um número específico anexado a essa quantidade não é uma constante confiável como um ponto de fusão; é uma média estatística. Consequentemente, ao projetar um circuito, deve-se garantir que sua tensão máxima esteja bem abaixo da tensão de ruptura mais baixa de qualquer um dos materiais envolvidos. Um sistema elétrico é tão bom quanto a menor tensão de ruptura de um de seus componentes.