电容器的击穿电压跟什么有关?怎么计算?只知道电容为1F,额定电压为5.5V能算吗

核心提示电容器击穿电压电指电容器介质所能承受的最大电压,这和介质的厚度、宽度以及介电常数息息相关。电容的击穿电压不是计算出来的,它是以电容介质的击穿电压为依据经过试验得出的。是一个理论值再经过试验确定的结果。影响固体电介质击穿的因素有那些电介质材料

电容器击穿电压电指电容器介质所能承受的最大电压,这和介质的厚度、宽度以及介电常数息息相关。

电容的击穿电压不是计算出来的,它是以电容介质的击穿电压为依据经过试验得出的。是一个理论值再经过试验确定的结果。

影响固体电介质击穿的因素有那些

电介质材料在高电场作用下电流急剧增大,并在某一电压下失去绝缘性能而成为导电的,这就是电介质击穿。发生绝缘性破坏的最低电场称之为绝缘击穿强度。一般说来,试样的厚度与面积愈大,电介质的击穿强度越低。这是由于绝缘的击穿多半是在材料的一个弱点产生的,当厚度与面积增大时,弱点就会增加所致。

关于固体电介质的击穿理论,主要有电击穿理论,热击穿理论以及电化学击穿理论。

固体介质的电击穿是指仅仅由于电场的作用而直接使介质破坏并丧失绝缘性能的现象。在介质电导很小,又有良好的散热条件以及介质内部不存在放热的条件下,固体点机制的击穿通常指电击穿,击穿强度可达105-106KV/m.电场的均匀程度对击穿强度有很大影响,除去时间很短的情况以外,与电压作用时间关系不大。

固体介质的热击穿是指固体介质因为介质的损耗而发热,如果周围的环境温度高,散热条件不好,介质温度将会不断上升而导致绝缘的破坏,从而引起热击穿。

实际的固体介质击穿过程是错综复杂的,常取决于介质本身的特性,绝缘结构形式和电场的均匀性。曹晓珑[8]研究了金属纳米添加剂对聚合物击穿性能的影响,发现在金属 Ag 纳米添加剂含量为8%时,复合材料的击穿强度提高了15倍。Lai等制备了Ag/环氧树脂复合材料,结果发现,复合材料的击穿强度随银体积增大而减小,这是由于Ag颗粒与环氧树脂的界面层在一定的电场下产生空间电荷造成的。

影响固体电介质击穿电压的主要因素有:电场的不均匀程度,作用电压的种类及施加的时间,温度,固体电介质性能、结构,电压作用次数,机械负荷,受潮等。

①电场的不均匀程度:均匀、致密的固体电介质在均匀电场中的击穿场强可达1~10MV/cm。击穿场强决定于物质的内部结构,与外界因素的关系较小。当电介质厚度增加时,由于电介质本身的不均匀性,击穿场强会下降。当厚度极小时

(<10-3~10-4cm),击穿场强又会增加。电场越不均匀,击穿场强下降越多。电场局部加强处容易产生局部放电,在局部放电的长时间作用下,固体电介质将产生化学击穿。

②作用电压时间、种类:固体电介质的三种击穿形式与电压作用时间有密切关系

(图3)。同一种固体电介质,在相同电场分布下,其雷电冲击击穿电压通常大于工频击穿电压,且直流击穿电压也大于工频击穿电压。交流电压频率增高时,由于局部放电更强,介质损耗更大,发热严重,更易发生热击穿或导致化学击穿提前到来。

③温度:当温度较低,处于电击穿范围内时,固体电介质的击穿场强与温度基本无关。当温度稍高,固体电介质可能发生热击穿。周围温度越高,散热条件越差,热击穿电压就越低。

④固体电介质性能、结构:工程用固体电介质往往不很均匀、致密,其中的气孔或其他缺陷会使电场畸变,损害固体电介质。电介质厚度过大,会使电场分布不均匀,散热不易,降低击穿场强。固体电介质本身的导热性好,电导率或介质损耗小,则热击穿电压会提高。

⑤电压作用次数:当电压作用时间不够长,或电场强度不够高时,电介质中可能来不及发生完全击穿,而只发生不完全击穿。这种现象在极不均匀电场中和雷电冲击电压作用下特别显著。在电压的多次作用下,一系列的不完全击穿将导致介质的完全击穿。由不完全击穿导致固体电介质性能劣化而积累起来的效应称为累积效应。

⑥机械负荷:固体电介质承受机械负荷时,若材料开裂或出现微观裂缝,击穿电压将下降。

⑦受潮:固体电介质受潮后,击穿电压将下降。

 
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