Das elektrische Feld wirkt im Isolator zwischen zwei unterschiedlich geladenen elektrisch leitfähigen Materialien (Elektroden).
Die Kraftwirkung F auf die Elektroden steigt
mit zunehmender Ladungstrennung Q und damit
mit steigender Spannung U zwischen den Elektroden und
mit abnehmendem Abstand d der Elektroden zueinander.
also:
F = Q * U / d [VAs/m][Ws/m][kg*m/s²]
Steigert man die Spannung zwischen zwei isolierten Elektroden ständig weiter, so kommt es zum Durchschlag, weil die Kraftwirkung auf die Elektronen der Kathode so groß ist, dass sie den Isolator durchschlagen.
Die Höhe der Durchschlagsspannung hängt ab vom ...
Isolationsmaterial selbst und
seiner Dicke.
Zur Klassifizierung der Isolationseigenschaften hat man deshalb - sinnvoller Weise - die (Durchschlags)-Feldstärke als Faktor von Spannung zu Elektrodenabstand definiert:
E = U / d [V/m]
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Isolierstoff
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Ed [KV/mm]
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Luft
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3
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Isolieröl
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20
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Hartpapier
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20 - 30
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Porzellan
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35
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Epoxidharz
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35
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PVC
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20 - 50
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Kautschuk
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25
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Quarzglas
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35 - 40
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Weitere Formel - Zusammenhänge:
E = F / Q
Formelumstellungen:
F = E * Q
Q = F / E
U = E * d
d = U / E
Q = F * d / U
U = F * d / Q
d = U * Q / F
Legende:
E = el. Feldstärke [V/m][KV/mm]
F = Kraft [N][kgm/s²]
U = el. Spannung [V]
Q = el. Ladung [C][As]
d = Isolierschichtdicke [m]
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