Cortocircuito
El voltaje de ruptura de un aislador es el voltaje mínimo que hace que una parte de un aislante 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 conduzca de manera apreciable en reversa. Algunos dispositivos (como los TRIAC ) también tienen un voltaje de ruptura directo .
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 los 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 hasta el contacto negativo. Por ejemplo, en los metales, uno o más de los electrones cargados negativamenteen cada átomo, llamados electrones de conducción , pueden moverse libremente 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 fluya solo 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 convierten en conductores. Si se aumenta el voltaje aplicado a través de una pieza de aislante, a una cierta intensidad de campo eléctrico, el número de portadores de carga en el material aumenta repentinamente enormemente y su resistividad cae, lo que hace que fluya una fuerte corriente a través de él. A esto se le 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 con una intensidad de campo eléctrico característica en cada material, medida en voltios por centímetro, denominada rigidez 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 excede por primera vez la rigidez dieléctrica del material en alguna región del objeto. Una vez que un área se ha descompuesto y se vuelve conductora, esa área casi no tiene caída de voltaje y el voltaje total se aplica a lo largo de la longitud restante del aislante, 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 ruptura se propaga rápidamente en una ruta conductiva a través del aislante hasta que se extiende desde el contacto positivo al negativo. El voltaje al que esto ocurre se llama voltaje de ruptura de ese objeto. Voltaje 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 aislante que define la diferencia máxima de voltaje que se puede aplicar a través del material antes de que el aislante 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 golpe . [2]
