Электри́ческая про́чность - минимальная напряжённость однородного электрического поля, при которой наступает пробой диэлектриков.
* * *
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ - ЭЛЕКТРИ́ЧЕСКАЯ ПРО́ЧНОСТЬ, минимальная напряженность (см. НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ) однородного электрического поля Епр, при которой наступает пробой диэлектриков (см. ПРОБОЙ ДИЭЛЕКТРИКОВ). Электрическая прочность зависит от материала диэлектрика (см. ДИЭЛЕКТРИКИ), конфигурации электродов, внешних факторов, качества диэлектрика, типа воздействующего напряжения. Электрической прочностью обладают все газы, в том числе пары металлов, твердые и жидкие диэлектрики.
При определении электрической прочности для исключения теплового пробоя измерения производятся, как правило, в импульсном режиме, но импульсы напряжения должны быть достаточно длительными, чтобы процессы, приводящие к электрическому пробою, протекали без перенапряжений. Такими процессами являются ударная ионизация (см. УДАРНАЯ ИОНИЗАЦИЯ) либо туннельное (см. ТУННЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ) просачивание, либо то и другое. При напряжениях выше электрической прочности диэлектрик становится проводником (когда напряженность электрического поля Е достигает пробивной Епр, электропроводность скачкообразно возрастает). Переход в проводящее состояние часто приводит к разрушению материала из-за перегрева.
Электрическая прочность у газов, сравнительно с прочностью жидкостей и твердых диэлектриков, невелика и сильно зависит от внешних условий и от природы газа. Обычно пробивные характеристики разных газов сопоставляют при нормальных условиях (н. у.). Эти условия - давление 1 атм, температура 20 °С, электроды, создающие однородное поле, площадью 1 см2, межэлектродный зазор 1 см. Воздух при н. у. имеет электрическую прочность 3.104В/см. Коэффициент k, показывающий отношение электрической прочности газа к электрической прочности воздуха составляет для некоторых газов, используемых в технике: водород - k = 0.5, гелий (см. ГЕЛИЙ) - k = 0.2, элегаз (см. СЕРЫ ФТОРИДЫ) к = 2.9, фреон (см. ХЛАДОНЫ)-12 - k = 2.4, перфторированные углеводородные газы k = (4-10).
Жидкие диэлектрики отличаются более высокими значениями электрической прочности, чем газы в нормальных условиях. Предельно чистые жидкости получить очень трудно. Постоянными примесями в жидкости являются вода, газы и мельчайшие частицы твердых веществ, наличие которых сильно влияет на электрическую прочность жидкого диэлектрика. Зависимость от влажности проявляется при малой влажности, менее 0.01% и выражается в резком уменьшении пробивного напряжения с ростом содержания воды. Для чистых жидкостей, как правило, наблюдаются три области зависимостей электрической прочности от температуры: при низких температурах электрическая прочность падает по мере роста температуры, затем очень слабо меняется и вблизи температуры кипения опять заметное падение.
В твердых диэлектриках чисто электрический пробой имеет место, когда исключено влияние электропроводности и диэлектрических потерь, обусловливающих нагрев материала, а также отсутствует ионизация газовых включений. В случае однородного поля и полной однородности структуры материала пробивные напряженности при электрическом пробое могут служить мерой электрической прочности вещества. Такие условия удается наблюдать у монокристаллов многих окислов, щелочно-галоидных соединений и некоторых органических полимеров. При этом Епр достигает значений более 106В/м. Электрический пробой наблюдается у большинства диэлектриков при кратковременном (импульсном) воздействии напряжения.
Тонкие пленки могут обладать существенно более высокой электрической прочностью, чем массивные образцы. Это свойство получило название электрического упрочнения материалов.