Kas ir pārrāvuma spriegums?

Izolatori pēc definīcijas nevada elektrību. Sadalījuma spriegums ir punkts, kurā materiāls pārstāj būt izolators un kļūst par rezistoru; tas ir, vada elektrību noteiktā proporcijā no kopējās strāvas. Izolatoriem ir raksturīgi atomi ar cieši saistītiem elektroniem. Atomu spēki, kas notur šos elektronus vietā, pārsniedz lielāko daļu ārējo spriegumu, kas var izraisīt elektronu plūsmu. Tomēr šis spēks ir ierobežots, un to vienmēr var pārsniegt ārējs spriegums, kas pēc tam izraisīs elektronu plūsmu ar noteiktu ātrumu caur vielu.

Ja viss pārējais ir vienāds, izolatora kvalitāte palielinās līdz ar tā pārrāvuma spriegumu. Tādējādi porcelāns, kura dielektriskā izturība ir aptuveni 100 kilovolti uz collu, ir viduvējs izolators. Stikls, kas sadalās pie 20 reižu lielāka sprieguma nekā porcelāns, ir daudz labāks.

Diodēm ir arī pārrāvuma spriegums. Vienkāršās diodes ir paredzētas, lai vadītu elektrību tikai vienā virzienā, ko dēvē par “uz priekšu”. Tomēr pie pietiekami augsta sprieguma diode var likt vadīt elektrību “apgrieztā virzienā”. Dažas diodes, ko sauc par lavīnu diodēm, ir paredzētas šāda veida lietošanai. Pie zema sprieguma tie vada elektrību tikai vienā virzienā. Konkrētā brīdī viņi to veic tikpat efektīvi arī otrā virzienā. Tas atšķir tos no izolatoriem un citām diodēm, kuras pat virs sabrukšanas līmeņa saglabā salīdzinoši augstu pretestību. Nav pārsteidzoši, ka arī triodes un citi specializētie elektronikas komponenti noteiktā punktā sabojājas un sāk vadīt elektrību pa pietiekami augsta sprieguma diktētu ceļu.

Praksē ir grūti noteikt precīzu materiāla pārrāvuma spriegumu. Konkrēts skaitlis, kas pievienots šim daudzumam, nav uzticama konstante, piemēram, kušanas temperatūra; tas ir vidējais statistiskais rādītājs. Līdz ar to, projektējot ķēdi, jāpārliecinās, ka tās maksimālais spriegums ir krietni zem jebkura iesaistītā materiāla zemākā pārrāvuma sprieguma. Elektriskā sistēma ir tikai tik laba, cik ir vismazākais kādas tās sastāvdaļas pārrāvuma spriegums.