Entendendo a Tensão de Ruptura do Isolante e a Rigidez Dielétrica

Os elétrons em materiais isolantes são firmemente ligados, tornando-os excelentes barreiras ao fluxo de elétrons livres. No entanto, mesmo os melhores dielétricos não suportam tensão ilimitada. Quando um campo elétrico suficiente é aplicado, qualquer isolante eventualmente sofrerá ruptura, permitindo a passagem de corrente.

Ao contrário dos condutores, onde a corrente aumenta linearmente com a tensão para uma dada resistência, a relação corrente-tensão em isolantes é altamente não linear. Abaixo de um limite crítico — conhecido como tensão de ruptura ou rigidez dielétrica — quase nenhuma corrente flui. Exceder esse limite desencadeia um aumento rápido de corrente.

Rigidez dielétrica é a tensão necessária para forçar corrente através de um material isolante, efetivamente "quebrando" ele. Pós-ruptura, a estrutura molecular do material pode ser alterada, e o isolante pode não reter mais suas propriedades originais. Tipicamente, uma perfuração localizada se forma no local do fluxo de corrente.

A espessura do material influencia a tensão de ruptura. Embora a rigidez dielétrica específica seja frequentemente expressa em volts por mil (1/1000 polegada) ou quilovolts por polegada, a relação não é estritamente linear: um aumento triplo na espessura rende ligeiramente menos que o triplo da rigidez dielétrica. Para estimativas aproximadas, usar a classificação de tensão por espessura permanece aceitável.

* Materiais listados são especialmente preparados para uso elétrico.

Principais Conclusões

• Uma tensão alta o suficiente pode libertar elétrons de isolantes, forçando corrente através deles.
• A tensão mínima necessária para "quebrar" um isolante é chamada de tensão de ruptura ou rigidez dielétrica.
• Aumentar a espessura eleva a tensão de ruptura, todas as demais condições iguais.
• A rigidez dielétrica é geralmente expressa em volts por mil ou quilovolts por polegada.

Planilhas Relacionadas

• Planilha de Condutores e Isolantes