
【电】 punch-through
【化】 breakdown
phenomenon; appearance
【化】 phenomenon
【医】 phenomenon
【经】 phenomenon
击穿现象 (Breakdown Phenomenon) 是电介质物理和电气工程领域的核心概念,指在强电场作用下,本应绝缘的材料突然丧失其绝缘性能,转变为导电状态的过程。以下从汉英词典释义出发,结合物理机制进行详细解释:
词典释义:
"The failure of an insulating material to prevent the flow of current under a high electric field, resulting in a sudden conductive state."
(来源:《牛津电子工程词典》)
击穿的本质是电介质内部载流子(电子/离子)受电场加速获得足够动能,撞击原子并产生连锁电离(雪崩效应),最终形成导电通道。其发生需满足:
材料发生击穿的最低电场强度,单位通常为 $text{kV/mm}$。
$$E_b = frac{V_b}{d}$$
其中 $V_b$ 为击穿电压,$d$ 为介质厚度。
根据介质类型与机制差异,主要分为三类:
权威参考文献:
https://ocw.mit.edu/courses/6-763-applied-superconductivity-fall-2005/
https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/PhysRevMaterials.5.065602
击穿现象是电学中的一种特殊物理现象,指电介质(绝缘体)在强电场作用下失去原有绝缘性,形成导电通道的过程。以下是详细解释:
当电介质承受的电压超过其临界值时,内部电场强度会击穿原子/分子结构,产生自由电子和离子。此时原本不导电的物质突然导通大电流,常见于空气、塑料、陶瓷等介质中。
气体击穿
典型表现为电弧放电,如雷击、验电笔发光现象。空气在约3kV/mm电场强度下会被击穿。
固体击穿
伴随物理损伤:
液体击穿
变压器油等液体介质会因杂质形成导电路径,产生电火花。
因素 | 影响规律 |
---|---|
介质种类 | 云母>陶瓷>空气>橡胶 |
温度 | 温度↑ → 击穿电压↓ |
杂质含量 | 杂质↑ → 击穿电压↓ |
电压类型 | 交流>直流击穿难度 |
该现象在电力设备防护、避雷器设计、半导体制造等领域有重要应用。实际应用中需保持工作电压低于介质击穿电压的50%-70%以确保安全。
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