Mikä on rikkoutumisjännite?

Murtojännite, jota joskus kutsutaan myös dielektriseksi lujuudeksi tai iskujännitteeksi, on sähkövoiman määrä, joka tarvitaan esineen sähköisten ominaisuuksien muuttamiseen. Yleisimmin sitä käytetään eristimien suhteen. Murtojännite on vähimmäisjännite, joka tarvitaan eristäjän pakottamiseksi johtamaan jonkin verran sähköä. Tällä mittauksella on merkitystä vain suhteessa olemassa olevaan järjestelmään; se on kohta, jossa materiaali uhkaa käyttäjän odotuksia sen toiminnasta.

Eristimet eivät määritelmän mukaan johda sähköä. Murtojännite on piste, jossa materiaali lakkaa olemasta eriste ja siitä tulee vastus; eli johtaa sähköä jonkin verran kokonaisvirrasta. Eristimille on ominaista atomit, joissa on tiukasti sidottuja elektroneja. Atomivoimat, jotka pitävät nämä elektronit paikallaan, ylittävät useimmat ulkojännitteet, jotka voivat saada elektronit virtaamaan. Tämä voima on kuitenkin rajallinen, ja se voi aina ylittyä ulkoisella jännitteellä, mikä saa elektronit virtaamaan jonkin verran aineen läpi.

Kaiken muun ollessa sama, eristimen laatu paranee sen hajoamisjännitteen mukana. Näin ollen posliini, jonka dielektrinen lujuus on noin 100 kilovolttia tuumalla, on keskinkertainen eristin. Lasi, joka hajoaa 20 -kertaisella jännitteellä kuin posliini, on paljon parempi.

Diodilla on myös katkaisujännite. Yksinkertaiset diodit on tarkoitettu johtamaan sähköä vain yhteen suuntaan, jota kutsutaan “eteenpäin”. Riittävän korkealla jännitteellä diodi voidaan kuitenkin tehdä johtamaan sähköä “päinvastoin”. Jotkut diodit, joita kutsutaan lumivyörydiodeiksi, on tarkoitettu tällaiseen käyttöön. Pienillä jännitteillä ne johtavat sähköä vain yhteen suuntaan. Tietyssä vaiheessa he suorittavat sen yhtä tehokkaasti toiseen suuntaan. Tämä erottaa ne eristimistä ja muista diodeista, jotka jopa rikkoutumistason yläpuolella säilyttävät suhteellisen korkean vastuksen. Ei ole yllättävää, että triodit ja muut erikoistuneet elektroniikkakomponentit myös hajoavat jossain vaiheessa ja alkavat johtaa sähköä riittävän korkean jännitteen sanelemaa reittiä pitkin.

Käytännössä materiaalin tarkan hajoamisjännitteen määrittäminen on vaikeaa. Tähän määrään liitetty tietty luku ei ole luotettava vakio, kuten sulamispiste; se on tilastollinen keskiarvo. Näin ollen piirin suunnittelussa on varmistettava, että sen maksimijännite on selvästi alle kaikkien asianomaisten materiaalien alimman rikkoutumisjännitteen. Sähköjärjestelmä on vain niin hyvä kuin pienin sen osan komponenttien rikkoutumisjännite.