Cortocircuito
El voltaje de ruptura de un aislador es el voltaje mínimo que hace que una porción de un aislador experimente una ruptura eléctrica y se vuelva eléctricamente conductora .
Para los diodos , el voltaje de ruptura es el voltaje inverso mínimo que hace que el diodo se conduzca apreciablemente en sentido inverso. Algunos dispositivos (como los TRIAC ) también tienen un voltaje de ruptura directa .
Los materiales a menudo se clasifican como conductores o aislantes en función de su resistividad . Un conductor es una sustancia que contiene muchas partículas cargadas móviles llamadas portadores de carga que pueden moverse libremente dentro del material. Se crea un campo eléctrico a través de una pieza del material aplicando una diferencia de voltaje entre contactos eléctricos en diferentes lados del material. La fuerza del campo hace que los portadores de carga dentro del material se muevan, creando una corriente eléctrica desde el contacto positivo al contacto negativo. Por ejemplo, en los metales uno o más de los electrones cargados negativamenteen cada átomo, llamados electrones de conducción , son libres de moverse por la red cristalina. Un campo eléctrico hace que fluya una gran corriente, por lo que los metales tienen baja resistividad , lo que los convierte en buenos conductores. Por el contrario, en materiales como los plásticos y la cerámica , todos los electrones están estrechamente unidos a los átomos, por lo que, en condiciones normales, hay muy pocos portadores de carga móviles en el material. La aplicación de un voltaje hace que solo fluya una corriente muy pequeña, lo que le da al material una resistividad muy alta , y estos se clasifican como aislantes.
Sin embargo, si se aplica un campo eléctrico lo suficientemente fuerte , todos los aisladores se vuelven conductores. Si se aumenta el voltaje aplicado a través de una pieza de aislador, a cierta intensidad de campo eléctrico, el número de portadores de carga en el material aumenta enormemente y su resistividad cae, provocando que fluya una fuerte corriente a través de él. Esto se llama avería eléctrica . La ruptura ocurre cuando el campo eléctrico se vuelve lo suficientemente fuerte como para extraer electrones de las moléculas del material, ionizandoellos. Los electrones liberados son acelerados por el campo y golpean otros átomos, creando más electrones e iones libres en una reacción en cadena, inundando el material con partículas cargadas. Esto ocurre a una fuerza de campo eléctrico característica en cada material, medida en voltios por centímetro, llamada fuerza dieléctrica .
Cuando se aplica un voltaje a través de una pieza de aislante, el campo eléctrico en cada punto es igual al gradientedel voltaje El gradiente de voltaje puede variar en diferentes puntos del objeto, debido a su forma o variaciones locales en la composición. La ruptura eléctrica ocurre cuando el campo primero excede la rigidez dieléctrica del material en alguna región del objeto. Una vez que un área se ha roto y se ha vuelto conductora, esa área casi no tiene caída de voltaje y el voltaje total se aplica a lo largo de la longitud restante del aislador, lo que da como resultado un gradiente y un campo eléctrico más altos, lo que hace que se rompan áreas adicionales en el aislador. La falla se propaga rápidamente en un camino conductor a través del aislador hasta que se extiende desde el contacto positivo al negativo. El voltaje al que esto ocurre se llama voltaje de ruptura de ese objeto. Tensión de ruptura [1] varía con la composición del material, la forma de un objeto y la longitud del material entre los contactos eléctricos.
El voltaje de ruptura es una característica de un aislador que define la diferencia máxima de voltaje que se puede aplicar a través del material antes de que el aislador conduzca. En los materiales aislantes sólidos, esto generalmente [ cita requerida ] crea un camino debilitado dentro del material al crear cambios moleculares o físicos permanentes por la corriente repentina . Dentro de los gases enrarecidos que se encuentran en ciertos tipos de lámparas, el voltaje de ruptura también se denomina a veces voltaje de choque . [2]
