在电场强度足够大时,电容器中的对极板间的绝缘介质可能会瞬间被击穿,电荷会以极快的速度通过绝缘介质的击穿部位流动,形成击穿放电,这就是电容的击穿现象。
击穿是因为介质在电场作用下分子被离子化,形成电离(释放出电子、阳离子和阴离子),从而改变了介质物理特性,使介质成为导体,介质内电阻很小,电荷可以自由地流动,这便导致了电容器的击穿现象。
电容击穿与很多因素有关,包括电压、电极间距离、介质材料和温度等。以下几个因素受到了更多的关注:
电容器工作时,电极间施加的电压直接影响击穿电场强度和击穿电流强度,也是影响击穿的主要因素之一。当电压超过电容器可承受电压时,电场将会足够强以引发绝缘介质的击穿现象。
介质材料是电容器的关键组成部分,不同的介质材料其击穿电场强度也不同。通常的选择是介质材料的击穿场强要高于电容器正常工作时会出现的场强。
电极间距离也是影响电容器击穿的重要因素之一,两电极的距离越近,电场强度越大,导致了介质被击穿上峰值电压的条件也就越小。
防止电容器击穿的关键在于避免电容器充电时产生超过其设计允许的电压。以下几方面需要注意:
正确选择电容器是非常关键的。一些应用需要特定类型、特定容量的电容器进行正确的设计和运行。同时,了解所选电容器的工作特性和允许电压,保证电容器运行在正常允许的电压范围内。
稳压装置可以避免电容器电压升高超过其工作电压范围,将电容器充电电流限制在一个安全范围内。在某些情况下,稳压器可以更好地控制充电电流,以保证电容器正常运行和延长其寿命。
这是一种常用的方法,通过在电容器两极之间连接电阻使电容器逐渐充电,防止充电电流过大,同时也可以避免大电流对电容器造成伤害。
电容击穿可导致电路失效、电器设备损坏甚至工作环境瞬间发生危险。要正确地使用和维护电容器,在选择和安装时遵循正确的环境和操作规范,以确保电容器的安全和可靠的工作。