Isi
Medan listrik adalah wilayah ruang di sekitar partikel bermuatan yang mengerahkan gaya pada partikel bermuatan lainnya. Arah medan ini adalah arah gaya medan yang akan diberikan pada muatan listrik uji positif. Kekuatan medan listrik adalah volt per meter (V / m). Secara teknis, isolator tidak menghantarkan listrik tetapi jika medan listrik cukup besar, isolator rusak dan menghantarkan listrik.
Ini kadang-kadang dapat dilihat sebagai pelepasan listrik atau busur di udara antara dua elektroda. Tegangan tembus gas dapat dihitung dari Hukum Paschens. Fisika berbeda untuk dioda semikonduktor di mana tegangan gangguan adalah titik di mana perangkat mulai melakukan dalam mode bias terbalik.
Tegangan Kerusakan
Dioda dan Semikonduktor
Dioda biasanya terbuat dari kristal semikonduktor, biasanya silikon atau germanium. Kotoran ditambahkan untuk membuat daerah pembawa muatan negatif (elektron) di satu sisi menciptakan semikonduktor tipe-n, dan pembawa muatan positif (lubang) untuk membuat semikonduktor tipe-p di sisi lain.
Ketika material tipe-p dan tipe-n disatukan, aliran muatan sesaat menciptakan wilayah ketiga atau daerah penipisan di mana tidak ada pembawa muatan yang hadir. Arus mengalir ketika perbedaan potensial yang cukup tinggi diterapkan pada sisi-p daripada sisi-n.
Suatu dioda biasanya memiliki resistansi tinggi dalam arah terbalik dan tidak memungkinkan elektron mengalir dalam mode bias-balik ini. Ketika tegangan balik mencapai nilai tertentu, resistansi ini turun dan dioda melakukan dalam mode bias-balik. Potensi di mana ini terjadi disebut tegangan rusak.
Insulator
Tidak seperti konduktor, isolator memiliki elektron yang terikat erat pada atomnya yang menahan aliran elektron bebas. Gaya yang menahan elektron-elektron ini pada tempatnya tidak terbatas dan dengan tegangan yang cukup elektron-elektron tersebut dapat memperoleh energi yang cukup untuk mengatasi ikatan-ikatan tersebut dan isolator menjadi sebuah konduktor. Tegangan ambang di mana ini terjadi dikenal sebagai tegangan breakdown atau kekuatan dielektrik. Dalam gas, tegangan gangguan ditentukan oleh Hukum Paschens.
Hukum Paschens adalah persamaan yang memberikan tegangan breakdown sebagai fungsi dari tekanan atmosfer dan panjang celah dan ditulis sebagai
Vb = Bpd/]
dimana Vb adalah tegangan gangguan DC, hal adalah tekanan gas, d adalah jarak gap dalam meter, SEBUAH dan B adalah konstanta yang bergantung pada gas di sekitarnya, dan γse adalah koefisien emisi elektron sekunder. Koefisien emisi elektron sekunder adalah titik di mana partikel-partikel insiden memiliki energi kinetik yang cukup sehingga ketika mereka menyerang partikel-partikel lain, mereka menginduksi emisi partikel-partikel sekunder.
Menghitung Tegangan Kerusakan Udara Per Inch
Tabel tegangan tembus celah udara dapat digunakan untuk mencari tegangan tembus untuk gas apa pun. Jika manual referensi tidak tersedia, perhitungan kekuatan dielektrik untuk dua elektroda yang dipisahkan oleh satu inci (2,54 cm) dapat dihitung menggunakan Hukum Paschens di mana
SEBUAH = 112,50 (kPacm)−1
B = 2737.50 V / (kPa.cm)-1
γse = 0.01
P = 101.325 Pa
Memasukkan nilai-nilai tersebut ke dalam hasil persamaan di atas
Vb = (2737.50 × 101,325 × 2.54 × 10-2)/
Karena itu
Vb = 20,3 kV
Dari tabel teknik dan fisik, kisaran tipikal untuk voltase breakdown di udara adalah 20 kV hingga 75 kV. Ada faktor-faktor lain yang memengaruhi tegangan rusak di udara, mis. Kelembaban, ketebalan, dan suhu, oleh karena itu jangkauannya luas.