什么是电击穿

小雨家庭教育 · 2025-01-03 01:59:52

电击穿是指当介质内的电场强度超过其极限值时,由于介质自身电性的原因,会产生裂解并释放高速电子,从而改变介质的局部气体和物理性质,形成电离区和放电通道,最终导致局部或者整个介质跨越了阻挡电流的绝缘层而发生放电的现象。

电击穿的特点包括:

电压作用时间短:

击穿过程非常迅速,电压作用时间极短。

击穿电压高:

需要较高的电压才能导致电击穿。

与电场均匀度密切相关:

电场分布越均匀,击穿电压越高;电场局部不均匀性对电击穿影响较大。

与环境温度及电压作用时间几乎无关:

尽管环境温度和电压作用时间对电击穿有一定影响,但它们的影响相对较小。

电击穿机制主要包括以下几种:

自由电子加速碰撞:

固体电介质中的自由电子在强电场中作加速运动,累积较大的动能,这些动能足以破坏介质的分子结构,发生碰撞游离的连锁反应,产生贯穿的导电通道。

电子雪崩:

电介质中存在的少量传导电子在强外电场加速下得到能量,若电子与点阵碰撞损失的能量小于电子在电场加速过程中所增加的能量,则电子继续被加速而积累起相当大的动能,形成电子雪崩现象,最终导致击穿。

内部冷发射模型:

强外电场使能带发生倾斜,价带上的电子出现隧道效应,电子可通过隧道效应移动几百个原子的距离,从而引起击穿。

外部冷发射:

在强电场下金属电极中的自由电子也可以注入于电介质而参与导电。

电击穿可以分为以下几种类型:

固体电介质的纯粹电破坏过程:

称为电击穿,是由于固体电介质中的自由电子在强电场中作加速运动,累积较大的动能,这些动能足以破坏介质的分子结构,发生碰撞游离的连锁反应时,会在电介质中产生贯穿的导电通道,而使固体介质丧失绝缘性能。

热击穿:

是指在电场作用下,固体介质由于内部热量积累,温度过高而导致介质失去绝缘性能。

电化学击穿:

是在电场、温度等因素作用下,电介质发生缓慢的化学变化,性能逐渐劣化,最终丧失绝缘能力。

建议在实际应用中,了解电击穿的特点和机制有助于采取有效的措施防止或控制电击穿现象,确保电气设备的安全运行。

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