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電界とは、他の荷電粒子に力を加える荷電粒子の周囲の空間領域です。この電界の方向は、電界が正の試験電荷に及ぼす力の方向です。電界の強さは、メートルあたりのボルト（V / m）です。技術的には、絶縁体は電気を伝導しませんが、電界が十分に大きい場合、絶縁体は破壊されて電気を伝導します。
これは、2つの電極間の空気中の放電またはアークと見なされる場合があります。ガスの絶縁破壊電圧は次から計算できます。 パスシェンス法。 物理的性質は、ブレークダウン電圧がデバイスが逆バイアスモードで導通を開始するポイントである半導体ダイオードでは異なります。
破壊電圧
ダイオードと半導体
ダイオードは通常、通常はシリコンまたはゲルマニウムの半導体結晶でできています。一方の側に負の電荷キャリア（電子）の領域を作成してn型半導体を作成し、正の電荷キャリア（正孔）の領域を作成して他方にp型半導体を作成するために、不純物が追加されます。
p型とn型の材料を一緒にすると、瞬間的な電荷の流れにより、電荷キャリアが存在しない第3の領域または空乏領域が作成されます。電流は、n側よりもp側に十分に高い電位差が印加されると流れます。
ダイオードは通常、逆方向の抵抗が高く、この逆バイアスモードでは電子が流れません。逆電圧が特定の値に達すると、この抵抗は低下し、ダイオードは逆バイアスモードで導通します。これが発生する可能性は 降伏電圧.
がいし
導体とは異なり、絶縁体には、原子にしっかりと結合した電子があり、自由電子の流れに抵抗します。これらの電子を所定の位置に保持する力は無限ではなく、十分な電圧で、それらの電子はそれらの結合を克服するのに十分なエネルギーを獲得でき、絶縁体は導体になります。これが発生するしきい値電圧は、ブレークダウン電圧または 絶縁耐力。ガスでは、絶縁破壊電圧は パスシェンス法.
パスシェンスの法則は、大気圧とギャップ長の関数として破壊電圧を与える方程式であり、
Vb = Bpd/]
どこ Vb DCブレークダウン電圧 p ガスの圧力です d ギャップ距離はメートルで、 A そして B 周囲のガスに依存する定数であり、 γse 二次電子放出係数です。二次電子放出係数は、入射粒子が他の粒子に衝突したときに二次粒子の放出を誘発するのに十分な運動エネルギーを持つ点です。
1インチあたりの空気の絶縁破壊電圧の計算
エアギャップ破壊電圧テーブルを使用して、あらゆるガスの破壊電圧を調べることができます。リファレンスマニュアルがない場合、1インチ（2.54 cm）離れた2つの電極の絶縁耐力の計算は、パッシェンの法則を使用して計算できます。
A = 112.50（kPacm）−1
B = 2737.50 V /（kPa.cm）-1
γse = 0.01
P = 101,325 Pa
これらの値を上記の方程式に代入すると、
Vb = (2737.50 × 101,325 × 2.54 × 10-2)/
それに続く
Vb = 20.3 kV
工学的および物理的な表から、空気中の絶縁破壊電圧の典型的な範囲は20 kV〜75 kVと予想されます。湿度、厚さ、温度など、空気中の絶縁破壊電圧に影響する他の要因があるため、広い範囲があります。