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介電強度

九月 15, 2023

介電強度是指絕緣體在不發生電擊穿的情況下所能承受的最大電場強度[1]，也即保持其不導電的特性。當電場強度高於絕緣體的介電強度時便會發生電擊穿，該絕緣體的電阻會急劇下降而變成可導電。

當外加電場在某絕緣體上時，來自背景輻射的自由電子會受電場加速而獲得更多能量。如果這些自由電子受加速而具有夠高的能量（即外加電場強度足夠高時），其與絕緣體內原子或分子對撞時會使得絕緣體中的束縛電子受到解放而成為自由電子，以突崩潰的形式使得絕緣體內形成電流。電擊穿發生的速度非常快，通常以奈秒為單位。電擊穿會導致絕緣體內出現導電路徑，並產生破壞性的放電現象，嚴重劣化甚至破壞其絕緣能力。

單位 编辑

介電強度的國際單位是伏/米，即每米的絕緣物能承受多強的電壓而不被擊穿。

影響介電強度的因素 编辑

  • 可能受材料內部的微小缺陷影響。[2]
  • 可能受工作溫度影響。
  • 可能受電源頻率影響。
  • 對於氣體來說，濕度增加通常導致介電強度降低，因為水中的離子可形成導電通道。
  • 對於氣體來說，介電強度隨壓力增加而增加（帕邢定律）。
  • 對於大氣來說，介電強度隨絕對濕度增加而少量上升，但隨相對濕度增加而下降。[3]

介電強度列表 编辑

材質 介電強度
MV/m（百萬伏特/米）
氦（相對於氮）[4]
[需要解释]		 0.15
大氣[5] 3
六氟化硫[4] 8.5–9.8
氧化鋁[4] 13.4
窗戶玻璃[4] 9.8–13.8
硼矽酸鹽玻璃（英语：Borosilicate glass）[4] 20–40
礦物油、矽油（英语：Silicone oil）[4][6] 10–15
苯[4] 163
聚苯乙烯[4] 19.7
聚乙烯[7] 19–160
氯丁橡膠[4] 15.7–26.7
蒸餾水[4] 65–70
高真空（200 μPa）
（场致发射受限）[8]		 20–40
（和電極的形狀有關）
熔融石英（英语：Fused_quartz）[4] 470–670
蠟紙（英语：Waxed_paper）[9] 40–60
鐵氟龍（擠壓成型 )[4] 19.7
鐵氟龍（作為絕緣膜產品）[4][10] 60–173
聚醚醚酮 23
云母[4] 118
钻石[11] 2,000
鋯鈦酸鉛（縮寫：PZT） 10–25[12][13]

參見 编辑

參考文獻 编辑

  1. ^ W.Edward Gettys, Frederick J.Keller, Malcolm J.Skove. Physics Classical and Modern, International Edition (1989), P512, McGraw-Hill Book Company. ISBN 0-07-033555-9.
  2. ^ DuPont Teijin Films. (PDF). 2003 [2022-05-04]. （原始内容 (PDF)存档于2016-12-19）. 
  3. ^ Ritz, Hans. Durchschlagfeldstärke des homogenen Feldes in Luft. Archiv für Elektrotechnik. 1932, 26 (4): 219–232. S2CID 108697400. doi:10.1007/BF01657189. 
  4. ^ 4.00 4.01 4.02 4.03 4.04 4.05 4.06 4.07 4.08 4.09 4.10 4.11 4.12 4.13 CRC Handbook of Chemistry and Physics
  5. ^ Hong, Alice. Elert, Glenn , 编. . The Physics Factbook. 2000 [2020-06-18]. （原始内容存档于2019-05-02）. 
  6. ^ Föll, H. . Tf.uni-kiel.de. [2020-06-18]. （原始内容存档于2015-03-24）. 
  7. ^ Xu, Cherry. Elert, Glenn , 编. . The Physics Factbook. 2009 [2020-06-18]. （原始内容存档于2022-05-04）. 
  8. ^ Giere, Stefan; Kurrat, Michael; Schümann, Ulf. (PDF). 20th International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. [2020-06-18]. （原始内容 (PDF)存档于2012-03-01）. 
  9. ^ Mulyakhova, Dasha. Elert, Glenn , 编. . The Physics Factbook. 2007 [2020-06-18]. （原始内容存档于2022-02-11）. 
  10. ^ Glenn Elert. . Physics.info. [2020-06-18]. （原始内容存档于2022-04-11）. 
  11. ^ . el.angstrom.uu.se. [2013-08-10]. （原始内容存档于2020-06-06）. 
  12. ^ Moazzami, Reza; Chenming Hu; William H. Shepherd. (PDF). IEEE Transactions on Electron Devices. September 1992, 39 (9): 2044 [2022-05-04]. Bibcode:1992ITED...39.2044M. doi:10.1109/16.155876. （原始内容 (PDF)存档于2015-09-24）. 
  13. ^ B. Andersen; E. Ringgaard; T. Bove; A. Albareda & R. Pérez. Performance of Piezoelectric Ceramic Multilayer Components Based on Hard and Soft PZT. Proceedings of Actuator 2000. 2000: 419–422. 

九月 15, 2023
介電強度, 是指絕緣體在不發生電擊穿的情況下所能承受的最大電場強度, 也即保持其不導電的特性, 當電場強度高於絕緣體的時便會發生電擊穿, 該絕緣體的電阻會急劇下降而變成可導電, 當外加電場在某絕緣體上時, 來自背景輻射的自由電子會受電場加速而獲得更多能量, 如果這些自由電子受加速而具有夠高的能量, 即外加電場強度足夠高時, 其與絕緣體內原子或分子對撞時會使得絕緣體中的束縛電子受到解放而成為自由電子, 以突崩潰的形式使得絕緣體內形成電流, 電擊穿發生的速度非常快, 通常以奈秒為單位, 電擊穿會導致絕緣體內出現導電路徑. 介電強度是指絕緣體在不發生電擊穿的情況下所能承受的最大電場強度 1 也即保持其不導電的特性 當電場強度高於絕緣體的介電強度時便會發生電擊穿 該絕緣體的電阻會急劇下降而變成可導電 當外加電場在某絕緣體上時 來自背景輻射的自由電子會受電場加速而獲得更多能量 如果這些自由電子受加速而具有夠高的能量 即外加電場強度足夠高時 其與絕緣體內原子或分子對撞時會使得絕緣體中的束縛電子受到解放而成為自由電子 以突崩潰的形式使得絕緣體內形成電流 電擊穿發生的速度非常快 通常以奈秒為單位 電擊穿會導致絕緣體內出現導電路徑 並產生破壞性的放電現象 嚴重劣化甚至破壞其絕緣能力 目录 1 單位 2 影響介電強度的因素 3 介電強度列表 4 參見 5 參考文獻單位 编辑介電強度的國際單位是伏 米 即每米的絕緣物能承受多強的電壓而不被擊穿 影響介電強度的因素 编辑可能受材料內部的微小缺陷影響 2 可能受工作溫度影響 可能受電源頻率影響 對於氣體來說 濕度增加通常導致介電強度降低 因為水中的離子可形成導電通道 對於氣體來說 介電強度隨壓力增加而增加 帕邢定律 對於大氣來說 介電強度隨絕對濕度增加而少量上升 但隨相對濕度增加而下降 3 介電強度列表 编辑材質 介電強度MV m 百萬伏特 米 氦 相對於氮 4 需要解释 0 15大氣 5 3六氟化硫 4 8 5 9 8氧化鋁 4 13 4窗戶玻璃 4 9 8 13 8硼矽酸鹽玻璃 英语 Borosilicate glass 4 20 40礦物油 矽油 英语 Silicone oil 4 6 10 15苯 4 163聚苯乙烯 4 19 7聚乙烯 7 19 160氯丁橡膠 4 15 7 26 7蒸餾水 4 65 70高真空 200 mPa 场致发射受限 8 20 40 和電極的形狀有關 熔融石英 英语 Fused quartz 4 470 670蠟紙 英语 Waxed paper 9 40 60鐵氟龍 擠壓成型 4 19 7鐵氟龍 作為絕緣膜產品 4 10 60 173聚醚醚酮 23云母 4 118钻石 11 2 000鋯鈦酸鉛 縮寫 PZT 10 25 12 13 參見 编辑參考文獻 编辑 W Edward Gettys Frederick J Keller Malcolm J Skove Physics Classical and Modern International Edition 1989 P512 McGraw Hill Book Company ISBN 0 07 033555 9 DuPont Teijin Films Mylar polyester film PDF 2003 2022 05 04 原始内容 PDF 存档于2016 12 19 Ritz Hans Durchschlagfeldstarke des homogenen Feldes in Luft Archiv fur Elektrotechnik 1932 26 4 219 232 S2CID 108697400 doi 10 1007 BF01657189 4 00 4 01 4 02 4 03 4 04 4 05 4 06 4 07 4 08 4 09 4 10 4 11 4 12 4 13 CRC Handbook of Chemistry and Physics Hong Alice Elert Glenn 编 Dielectric Strength of Air The Physics Factbook 2000 2020 06 18 原始内容存档于2019 05 02 Foll H 3 5 1 Electrical Breakdown and Failure Tf uni kiel de 2020 06 18 原始内容存档于2015 03 24 Xu Cherry Elert Glenn 编 Dielectric strength of polyethylene The Physics Factbook 2009 2020 06 18 原始内容存档于2022 05 04 Giere Stefan Kurrat Michael Schumann Ulf HV dielectric strength of shielding electrodes in vacuum circuit breakers PDF 20th International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum 2020 06 18 原始内容 PDF 存档于2012 03 01 Mulyakhova Dasha Elert Glenn 编 Dielectric strength of waxed paper The Physics Factbook 2007 2020 06 18 原始内容存档于2022 02 11 Glenn Elert Dielectrics The Physics Hypertextbook Physics info 2020 06 18 原始内容存档于2022 04 11 Electronic properties of diamond el angstrom uu se 2013 08 10 原始内容存档于2020 06 06 Moazzami Reza Chenming Hu William H Shepherd Electrical Characteristics of Ferroelectric PZT Thin Films for DRAM Applications PDF IEEE Transactions on Electron Devices September 1992 39 9 2044 2022 05 04 Bibcode 1992ITED 39 2044M doi 10 1109 16 155876 原始内容 PDF 存档于2015 09 24 B Andersen E Ringgaard T Bove A Albareda amp R Perez Performance of Piezoelectric Ceramic Multilayer Components Based on Hard and Soft PZT Proceedings of Actuator 2000 2000 419 422 取自 https zh wikipedia org w index php title 介電強度 amp oldid 74442561, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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