O que é tensão de ruptura?

A tensão de ruptura, às vezes também chamada de rigidez dielétrica ou tensão de impacto, é a quantidade de força elétrica necessária para transformar as propriedades elétricas de um objeto. Mais comumente, é usado em relação a isolantes. A tensão de ruptura é a tensão mínima necessária para forçar um isolador a conduzir uma certa quantidade de eletricidade. Esta medição é significativa apenas em relação a um sistema existente; é o ponto em que um material desafia as expectativas do operador sobre como ele funcionará.

Os isolantes, por definição, não conduzem eletricidade. A tensão de ruptura é o ponto em que um material deixa de ser um isolante e se torna um resistor; isto é, conduz eletricidade em alguma proporção da corrente total. Os isolantes são caracterizados por átomos com elétrons fortemente ligados. As forças atômicas que mantêm esses elétrons no lugar excedem a maioria das voltagens externas que podem induzir o fluxo de elétrons. Essa força é finita, no entanto, e sempre pode ser potencialmente excedida por uma voltagem externa, que fará com que os elétrons fluam em alguma taxa através da substância.

Tudo o mais sendo igual, a qualidade de um isolante aumenta junto com sua tensão de ruptura. Assim, a porcelana, que tem uma rigidez dielétrica de cerca de 100 quilovolts por polegada, é um isolante medíocre. O vidro, que se decompõe a 20 vezes a voltagem que a porcelana, é muito melhor.

Os diodos também têm uma tensão de ruptura. Os diodos simples destinam-se a conduzir eletricidade apenas em uma direção, conhecida como "frente". Em uma tensão suficientemente alta, no entanto, o diodo pode ser feito para conduzir eletricidade em "reverso". Alguns diodos, chamados de diodos de avalanche, são destinados a esse tipo de uso. Em baixas tensões, eles conduzem eletricidade apenas em uma direção. Em um ponto específico, eles o conduzem com a mesma eficácia na outra direção. Isso os distingue de isoladores e outros diodos, que, mesmo acima do nível de ruptura, mantêm uma resistência relativamente alta. Não surpreendentemente, triodos e outros componentes eletrônicos especializados também quebram em um certo ponto e começam a conduzir eletricidade ao longo do caminho ditado por uma tensão suficientemente alta.

Na prática, é difícil determinar a tensão de ruptura exata de um material. Um número específico ligado a esta quantidade não é uma constante confiável como um ponto de fusão; é uma média estatística. Consequentemente, ao projetar um circuito, deve-se garantir que sua tensão máxima esteja bem abaixo da menor tensão de ruptura de qualquer um dos materiais envolvidos. Um sistema elétrico é tão bom quanto a menor tensão de ruptura de um de seus componentes.