1- O que é a ruptura dielétrica?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pergunta “O que é a ruptura dielétrica?”. Isso cai na matéria de Física (eletromagnetismo) e Ciência dos Materiais, mais especificamente no comportamento de isolantes elétricos. Para responder, a gente vai precisar entender o que é um dielétrico (um isolante), campo elétrico e como um material que normalmente não conduz pode, em certas condições, começar a conduzir.

Passo 2

Antes de falar da ruptura, lembra: um dielétrico é um material que não deixa a corrente elétrica passar (pensa num plástico, no vidro, na borracha). Quando você aplica um campo elétrico sobre ele, os elétrons não fluem livremente, mas o material sofre polarização (as cargas se deslocam um pouco internamente). A ruptura dielétrica acontece quando esse campo elétrico fica tão forte que o isolante “quebra” e passa a conduzir corrente.

Passo 3

Teoria na prática: cada dielétrico tem um “limite” de campo elétrico que ele aguenta, chamado de tensão de ruptura ou rigidez dielétrica e , E , lambda ;>rsim; Wi . Se você aplicar um campo , vários fenômenos ocorrem simultaneamente:
  1. Portadores livres (elétrons ou íons) recebem energia suficiente para arrancar elétrons de átomos vizinhos, gerando mais portadores (efeito avalanche).
  2. Isso forma um caminho condutor dentro do material (canais de ionização).
  3. O resultado é uma corrente elétrica repentina e intensa, muitas vezes acompanhada de faíscas ou descargas internas.
    Em fórmula, de modo bem simplificado, o salto de elétron ocorre se
onde
é a carga do elétron,
é o campo aplicado,
é o caminho livre médio,
é a energia de ionização do átomo.

Passo 4

Fatores que influenciam a ruptura dielétrica:
• Espessura do dielétrico (camadas finas tendem a ter maior rigidez aparente).
• Tipo de material (vidro, cerâmica, polímero etc. têm diferentes).
• Temperatura e umidade (umidade cria caminhos condutivos).
• Taxa de variação do campo (picos rápidos de tensão podem causar ruptura mesmo abaixo do estático).

Resposta

A ruptura dielétrica é o processo em que um material isolante (dielétrico) deixa de isolar e começa a conduzir corrente elétrica porque o campo aplicado ultrapassou a rigidez dielétrica , gerando ionização em cadeia (efeito avalanche) e formando canais condutivos no interior do material.

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