Електрични квар
Процес распада диелектрика, који настаје током ударне јонизације електронима услед кидања међуатомских, интермолекуларних или међујонских веза, назива се електрични пробој. Временско трајање електричног квара варира од неколико наносекунди до десетина микросекунди.
У зависности од околности његовог настанка, електрична оштећења могу бити штетна или корисна. Пример корисног електричног квара је пражњење свећице у радном подручју цилиндра мотора са унутрашњим сагоревањем. Пример штетног квара је квар изолатора на далеководу.
У тренутку електричног слома, када се примени напон изнад критичног (изнад пробојног напона), струја у чврстом, течном или гасовитом диелектрику (или полупроводнику) нагло расте. Ова појава може трајати кратак временски период (наносекунде) или се успоставити дуго, баш када се лук покреће и наставља да гори у гасу.
Електрична пробојна чврстоћа Епр (диелектрична чврстоћа) овог или оног диелектрика зависи од унутрашње структуре диелектрика и готово је независна ни од температуре, ни од величине узорка, ни од фреквенције примењеног напона. Дакле, за ваздух, диелектрична чврстоћа у нормалним условима је око 30 кВ / мм, за чврсте диелектрике овај параметар је у опсегу од 100 до 1000 кВ / мм, док ће за течност бити само око 100 кВ / мм.
Што су структурни елементи (молекули, јони, макромолекули итд.) гушћи, то је мања снага пробоја разматраног диелектрика, јер средња слободна путања електрона постаје већа, односно електрони добијају довољно енергије да јонизују атома или молекула чак и са мањим интензитетом примењених електричних поља.
Нехомогеност електричног поља формираног у диелектрику, везана за нехомогеност унутрашње структуре чврстог диелектрика, снажно утиче на диелектрична чврстоћа таквог диелектрика… Ако се диелектрик чија је структура нехомогена уведе у електрично поље једнаке јачине, онда ће електрично поље унутар диелектрика бити нехомогено.
Микропукотине, поре, спољашње инклузије које имају вредност јачине пробоја мању од самог диелектрика ће генерисати нехомогености у обрасцу јачине електричног поља унутар диелектрика, што значи да ће локалне области унутар диелектрика имати већу чврстоћу. и до пробоја може доћи при напонима нижим од би се очекивало од савршено хомогеног диелектрика.
Представници порозних диелектрика, попут картона, папира или лакиране тканине, одликују се посебно ниским показатељима пробојног напона, јер је електрично поље формирано у њиховој запремини оштро нехомогено, што значи да ће интензитет у локалним подручјима бити више - висок и квар ће настати при нижем напону. На овај или онај начин, у чврстим честицама, електрични слом се може одвијати помоћу три механизма, о којима ћемо говорити у наставку.
Први механизам електричног распада чврсте супстанце је исти унутрашњи слом, који је повезан са стицањем носиоца наелектрисања дуж средњег пута слободне енергије, довољног да јонизује молекуле гаса или кристалну решетку, што повећава концентрацију носиоца наелектрисања. Овде се слободни носиоци наелектрисања формирају као лавина, па се струја повећава.
Пропад који се јавља у диелектрику према овом механизму може бити расути или површински. За полупроводнике, површински слом може бити повезан са такозваним филаментарним ефектом.
Када се кристална решетка полупроводника или диелектрика загреје, може доћи до другог механизма електричног слома, топлотног слома. Како температура расте, слободним носиоцима наелектрисања постаје лакше јонизовати атоме решетке; стога се пробојни напон смањује. И није толико важно да ли је до загревања дошло од дејства наизменичног електричног поља на диелектрик или једноставно од преноса топлоте споља.
Трећи механизам електричног распада чврсте материје је распад пражњења, који је узрокован јонизацијом гасова адсорбованих у порозном материјалу. Пример таквог материјала је лискун. Гасови заробљени у порама супстанце се пре свега јонизују, долази до цурења гаса, што затим доводи до уништења површине пора основне супстанце.