試料に高電圧を印加する実験を考えております。シリコンオイル中、および大気中において、何kV/cmで絶縁破壊が起こるか、ご存知の方がいらっしゃいましたら教えていただきたく存じます。有効数字は一桁程度でかまいません。

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A 回答 (3件)

一般的にいわれるのは


大気中:30kV/cm

また、教科書によると、
シリコン油中:80kV/2.5mm
だそうです。
ただ、絶縁破壊電界は電極間距離に依存し、一般には短い方が高電界に耐えます。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。参考になりました。

実は,今回の質問の前にも一度実験を行っておりまして,その時は電線の接合部(セロテープで絶縁)がなんらかの弾みで接近し,接近距離は不明なのですが,出力電圧が4kV付近で絶縁破壊を起こし,発火してしまいました。

今度は試料をシリコンオイルに浸し,接合部は絶縁テープで保護して再実験したいと思っております。

> ただ、絶縁破壊電界は電極間距離に依存し、一般には短い方が高電界に耐えます。

そうなのですか。勉強になります。

お礼日時:2001/06/17 18:50

空気中での高圧配線や、スパークギャップなどの調整では、族に1000ボルト1ミリと言われ、1ミリメートルの隙間は1000ボルトで放電するそうです。

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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時:2001/06/17 18:36

空気という絶縁体の場合、確か10kV/cmで絶縁破壊だったと思います。

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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時:2001/06/17 18:35

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Q断熱材のグラスウールは空気より熱伝導率が高いです。

断熱材のグラスウールは空気より熱伝導率が高いです。

グラスウール λ 0.036-0.052 W/mk
空気 λ 0.02 W/mk

なぜ空気より熱を伝えやすいグラスウールの方が部屋が温くなるのでしょう?

Aベストアンサー

グラスウール自体に保温性が有る訳じゃありません。
グラスウールの中に抱え込まれて、対流できないようにされた空気の層で、保温しているんです。
発泡スチロール(スチロール樹脂を発泡させて閉じ込めた空気)、プチプチシート、ダウンベスト(水鳥の綿毛が抱え込んだ空気)などみな同じ原理です。

Q絶縁体を並行な電極で挟んで 電圧Voを印加する。 片側の電極は透明材料で形成。 非常に短いパルス状の

絶縁体を並行な電極で挟んで
電圧Voを印加する。

片側の電極は透明材料で形成。
非常に短いパルス状の光が透明電極側から絶縁体に入射する。
光は絶縁体の表面で吸収される。
(キャリアの熱励起と電極からの注入はないとする。)

1)この材料のバンドギャップは4.00eVである。光電効果が起こるために必要な光の波長の上限を求めよ。単位はnmとする。

2)電圧を印加してから十分な時間が経過して、絶縁体中に一様に固定電荷密度ρが形成されたとする。この時絶縁体の厚さ方向の位置xにおける電位V(x)について次の2階の微分方程式が成り立つ。空欄をうめよ。

d^2V/dx^2=[ ]

3)境界条件をV(0)=Vo, V(d)=0として上の微分方程式を解くと、絶縁体中の電解分布E(x)が次式の通り求められる。空欄をうめよ。
E(x)=ρ/2εrεo(2x-d)+[ ]

d:絶縁体の厚さ εr:非誘電率 εo:真空での誘電率


この問題解けるかたいますか?

Aベストアンサー

なんか変な問題ですね。
1)は「光電効果」ですが、2)3) とは何の関係もないと思います。電子が飛び出した後の「正電荷」が蓄積するというのでしょうか。
2)は空間に分布する電荷の作る電場もしくは静電ポテンシャル、3)はそのある境界条件での解です。

1) 光の振動数を ν とすると、光電効果が起こるためには、プランク定数を h として
  hν ≧ 4 (eV) ≒ 4 * 0.1602 * 10^(-18) (J) = 6.408*10^(-19) (J)
よって
  ν ≧ 6.408*10^(-19) (J) / h = 6.408*10^(-19) (J) / (6.626 * 10^(-34) (Js))
   ≒ 9.67*10^14 (1/s)
光の速度を c=2.998*10^8 (m/s) として、この ν に相当する波長 λ は
  λ ≦ c/ν = 2.998*10^8 / 9.67*10^14 ≒ 0.310*10^(-6) (m)
つまり波長の上限は約 0.31 μm = 310 nm。

以下の問題は、光電効果とは関係なく、一様な電荷密度ρが作る電場として考えます。

2) ガウスの法則より、誘電率を ε = εr*ε0 と書いて(εr:比誘電率、ε0:真空での誘電率)
  div(E(x)) = ρ/ε
この場合には、電場 E(x) は x のみの関数なので
  dE(x)/dx = ρ/ε
ということになります。

 また、-grad(V) = E(x) ですが、これも x のみの関数なので
  dV/dx = -E(x)

 以上から
  d^2V/dx^2 = -ρ/ε   (A)

3) 上記(A)を解いて、 V(x) を求めると

  E(x) = -(1/ε)∫ρdx = -ρx/ε + C1
  V(x) = ∫(-ρx/ε + C1)dx = -ρx^2/2ε + C1x + C2

初期条件より
  V(0) = C2 = V0
  V(d) = -ρd^2/2ε + C1d + V0 = 0
  → C1 = (ρd^2/2ε - V0)/d = ρd/2ε - V0/d

よって
  V(x) = -ρx^2/2ε + (ρd/2ε - V0/d)x + V0

これより
  E(x) = -dV/dx
     = ρx/ε - ρd/2ε + V0/d
     = (ρ/2ε)(2x - d) + V0/d

なんか変な問題ですね。
1)は「光電効果」ですが、2)3) とは何の関係もないと思います。電子が飛び出した後の「正電荷」が蓄積するというのでしょうか。
2)は空間に分布する電荷の作る電場もしくは静電ポテンシャル、3)はそのある境界条件での解です。

1) 光の振動数を ν とすると、光電効果が起こるためには、プランク定数を h として
  hν ≧ 4 (eV) ≒ 4 * 0.1602 * 10^(-18) (J) = 6.408*10^(-19) (J)
よって
  ν ≧ 6.408*10^(-19) (J) / h = 6.408*10^(-19) (J) / (6.626 * 10^(-34) (Js))
   ≒ 9.67*1...続きを読む

Q熱伝導率と電気伝導率について

熱伝導率と電気伝導率について

熱伝導率の大きな物質(例えば銅、アルミニウム、鉄、・・・など)は電気伝導率も大きく、
熱伝導率の小さな物質(例えばアスベスト、ガラス、発泡スチロール・・・など)は電気伝導率も小さい。
これは常に成り立つのでしょうか。
またこの熱伝導率と電気伝導率の関係性は物理的に解明されているのでしょうか。
 

Aベストアンサー

電気伝導と、熱伝導は、物性論の教科書をひもとかれれば、理論的にだいたい説明がつくことが割と簡単にご理解頂けるとおもいます。小生は電気伝導性ない(すなわち絶縁体)、熱伝導のよい材料の開発にむかし従事していました。自分の知るかぎり実用化された材料でのチャンピオンデータはBeOでまさに圧勝でした。熱膨張経緯数もアルミナとほぼ同じことから半導体の熱拡散材料として、他に累を見ない材料でしす。ただ、毒性の問題でその使用が相当規制されており、国産されていないため(製造、加工が禁止されている)、相当量米国から輸入されているはずです(米国の一企業の独占)。次にAlNとかSiCが絶縁材料で熱伝導率が高いため注目されていますが、AlNは熱膨張係数が若干小さいこと、SiCはご存じ半導体でBeOを添加して絶縁性を得ていましたが(開発当時は、日本の世界的発明ともてはやされました)、それでもAlN以上に電気特性が良くないこと、それとやはりBeOが問題となり今はあまり使用されていないはず。最初の方がお答えになったダイヤモンドは熱伝導、絶縁性ともに極めて良好ですが、熱膨張係数があまりに小さすぎ、半導体とのミスマッチがひどく、大型チップへの対応ができないため、その用途は極めて限られてているはずです。

電気伝導と、熱伝導は、物性論の教科書をひもとかれれば、理論的にだいたい説明がつくことが割と簡単にご理解頂けるとおもいます。小生は電気伝導性ない(すなわち絶縁体)、熱伝導のよい材料の開発にむかし従事していました。自分の知るかぎり実用化された材料でのチャンピオンデータはBeOでまさに圧勝でした。熱膨張経緯数もアルミナとほぼ同じことから半導体の熱拡散材料として、他に累を見ない材料でしす。ただ、毒性の問題でその使用が相当規制されており、国産されていないため(製造、加工が禁止されている...続きを読む

Q絶縁体に超高電圧を印加する方法

絶縁体に超高電圧を印加する方法
こんにちは、
下記HPは、電気抵抗率の比較をしたものです。一番下の水晶(SiO2)を見ますと7.5*10^17Ωmと超高抵抗です。水晶に仮に(非現実的ですが)1.2*10^18V/mを印加した場合、電流は1.6A流れます。
(1)この場合、多分短絡して溶けると思うのですが、1.6Aを何Aぐらいまでにすれば、短絡して溶けないのでしょうか?短絡して溶けるアンペア数は決まっているのでしょうか?
(2)水晶1m当たりに、1.2*10^18V/mを印加した場合、短絡して溶けないようにする方法はあるでしょうか?インピーダンスを増やす方法として、水晶を細くして、コイル状にすることは可能でしょうか?例えば、鋳型に入れてコイル状の結晶を作るとか?

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B0%97%E6%8A%B5%E6%8A%97%E7%8E%87%E3%81%AE%E6%AF%94%E8%BC%83

Aベストアンサー

<Ta,W,Bi,Pbなどの酸化物は絶縁破壊が起こるのでしょうか?
<結局2×10^6V/cmで電気を通すんですね。すると上記と矛盾しないですか?
<具体的に何V以上で成り立たなくなるのでしょうか?


電圧が閾値を超えれば、絶縁物でなくともあらゆる物質で電離衝突とほぼ同様の過程でイオン化は起こります。
(ただし絶縁体・半導体以外では電離衝突とは別の呼称で呼ばれます。また絶縁破壊とは呼ばれません。)
どんな絶縁体でも絶縁破壊は起こりえるので、このことを持ってして「この物質は電気を通す」と言ってしまうと、
電気を通さない物質など存在しなくなるので、普通は言いません。
ただし抵抗が低い場合は、これよりも先に低い電圧でジュール熱によって破損してしまいます。
破壊電界は物質によって千差万別なので具体的にいくら、とは言いがたいですので、下記のURLをどうぞ。
絶縁物以外の値はちょっとわかりません。(そんな使い方を普通しないですから)

電離衝突
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%A1%9D%E7%AA%81%E9%9B%BB%E9%9B%A2
絶縁破壊
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%B6%E7%B8%81%E7%A0%B4%E5%A3%8A
各種物質の絶縁破壊電界
http://ebw.eng-book.com/pdfs/da30ffc7efa44a878def80a1dbb6255b.pdf

<<そのときに流れる電流が200pA以下なら金は溶けません。
<では正確には、200pA/m^2が正しい表現なのでしょうか?


見落としていました。読み返すと確かにURLの回答者さんの「200pA」はおかしいですね。
電流が流れる面積の記述がないですからアンペアで答えても意味がないです。
ただ200pA/m^2はさすがに馬鹿みたいに小さい値ですから、これで金が蒸発なんてしません。
金の伝導率、密度、熱容量などを調べて温度上昇を計算してみましたが、1秒10^-15ケルビン・・・小さすぎます。
きっとURLの回答者さんが普段使っている素子のサイズを元に計算して「200pA」が出たのでしょう。

電流密度A/m^2と電流Aの関係は、
例えるなら圧力と力の関係で、同じ力をかけても、例えば針のような
接触面積の小さな物で力をかければ大きな圧力になりますし、逆に掌でべったりと押さえつけても大した圧力にはなりません。
考慮する状況しだいで全く違う結果になりますので、きっちり使い分けなければいけません。

全体的な話になりますが
ある物質が、熱で融解するか?絶縁破壊するか?などを議論したければ、必要な情報を揃えなければ議論が出来ません。
素子全体としてのの物理量であるV[V],I[A],R[Ω]で話を進めるのなら、
その素子の長さ・面積などの素子の形状に関する情報がなければなりません。

例えば1ジュールのエネルギーが発生したとしてもそれが小指の先ほどの素子で発生したのか、それとも掌サイズの素子で発生したのかで、素子の温度上昇は異なります。
鍋の水を湯にするのと、プールの水を湯にするのでは、全く状況が違います。

素子の長さ・面積などの形状に左右されずに話を進めたいのなら、
単位長さ、単位面積あたりなどに直した物理量E[V/m],J[A/m^2],ρ[Ωm]を用いて計算しなくてはなりません。ごっちゃにして計算すると間違った答えになります。

<正確には高抵抗な重元素(酸化物)に、少なくとも10^12 V/cm以上を一瞬だけ印加した
<いです。IGを使用する既存の方法では当然無理なので、一瞬だけ印加する斬新なアイデア<が必要になります。

把握しました。

IG(イグニッション電源のことですよね?)をその様な用途で使うことがあるのかどうかは良く知りませんが、
普通は基礎研究などでの超高電圧はコンデンサで作ります。
(大学の学部時代に高電圧発生装置を使った放電(人工的な落雷)の実験を1度だけやったことがあります。
まあ、実際はその研究室の修士が全部セッティングやってくれたので、(初心者がやると下手すりゃ死にますから)
メーターいじってボタン押してデータ集めるだけでしたけど。
プレハブ小屋を2回建てにしたくらいの大きさの装置でした。何ボルト出ていたかは覚えてませんが。)
IGは変圧器の一種ですので「てこ」の原理のイメージ
コンデンサ式の電圧発生器は、バケツで水を汲んでプールいっぱいにためて一気にひっくり返すイメージです。

多段式インパルス電圧発生器
http://www5e.biglobe.ne.jp/~cup/electric/marxgenerator.htm

<Ta,W,Bi,Pbなどの酸化物は絶縁破壊が起こるのでしょうか?
<結局2×10^6V/cmで電気を通すんですね。すると上記と矛盾しないですか?
<具体的に何V以上で成り立たなくなるのでしょうか?


電圧が閾値を超えれば、絶縁物でなくともあらゆる物質で電離衝突とほぼ同様の過程でイオン化は起こります。
(ただし絶縁体・半導体以外では電離衝突とは別の呼称で呼ばれます。また絶縁破壊とは呼ばれません。)
どんな絶縁体でも絶縁破壊は起こりえるので、このことを持ってして「この物質は電気を通す」と言ってしまう...続きを読む

Q金属の熱伝導率

金属の熱伝導率を調べております。
黄銅より銅の方が、熱伝導率が高く熱を伝わりやすい事は分っているのでが、逆に冷めるのは熱伝導率が高いと放熱しやすい(冷めやすい)のか教えて下さい。

Aベストアンサー

熱の移動には、伝熱、対流、放射が有ります。
熱伝導率は同じ材質内を熱が伝熱する場合の係数です。
金属から空気に熱が移動する場合は次の通りで、熱伝導率は直接には関与しません。
・放射:NO.1様のご説明によります。
・伝熱:金属と空気間の<熱抵抗>という係数が関与します。
・対流:空気側の対流によって金属と接している空気の温度が下がり、伝熱も増えます。
対流には<熱伝達率>という係数を使います。

Q絶縁破壊のメカニズム

電気機器の絶縁テストマニュアルを見ますと、「10,000Vを1分間かけて100MΩ以上」というふうに、必ず「荷電時間」が併記されています。
この「時間」は、絶縁破壊とどういう関係があるのでしょうか?

どうも、絶縁破壊というのは、「徐々に進行するもの」ではないかという気がしています。
勿論、「定格電圧10,000V」という機器に10,000Vかけた場合は数万時間ともつのでしょうが、例えばこの機器に30,000V位をかけた場合、一気に絶縁破壊が起きるのではなく、徐々に絶縁抵抗が低下し、ある時間経ったときに突然絶縁破壊する(通電が起きる)のではないかという気がしています。

絶縁破壊のメカニズムはどうなっているのでしょうか?

Aベストアンサー

文章読み違えました。すみません。
自分は詳しく説明できませんが、高電圧工学の本をひもといて、絶縁の所を見るとメカニズムが載っていると思います。

Q熱伝導率 わかりやすく教えてください。

熱伝導率が 高いということはどういうこと、望ましい時はいつ。
熱伝導率が低いということはどういうこと、望ましい時はいつ。

手をあてて、あったかく感じる時は、
熱伝導率が低いということはなのでしょうか?

例をあげて、わかりやすく教えて。

Aベストアンサー

> ウールなど 触って暖かく感じるということは ウールは熱伝導率が低い 
> ということでいいのでしょうか、

地味に答えにくい質問です。歯切れが悪くて申し訳ありませんが「そういうケースもある」ぐらいでどうでしょうか。

まず「触って暖かく感じるのは、単純にその物の温度が高いから」という事もあるでしょう。同じ熱伝導率の物でも100℃の物と0℃の物なら100℃の物の方が触って暖かく感じます。当り前ですが。

次に、これは質問内容に対するかなりの深読みなのですが「ウールのセーターを着ると暖かいのは、ウールの熱伝導率が低いからだ」と考えているのならこれは中々に微妙です。

もちろん『セーター』の熱伝導率が低いため、人の体温が外気に奪われにくくなるので暖かいという事になります。また『ウール』自体の熱伝導率もそれなりに低いと思います。
ところが、実は『ウール』そのものよりもウールの間に捕らえられた『空気』の熱伝導率が低い事の方がセーターの暖かさの秘密だったりします。
例えば北国でガラス窓を二重にしたりするのは、間に(熱伝導率の低い)空気の層を作る事によって、室内の熱が外へ逃げないようにする工夫だったりします。

そういった事に注意しさえすれば、触ってみた感じから熱伝導率を大雑把に比べる事も出来るだろうと思います。

> ウールなど 触って暖かく感じるということは ウールは熱伝導率が低い 
> ということでいいのでしょうか、

地味に答えにくい質問です。歯切れが悪くて申し訳ありませんが「そういうケースもある」ぐらいでどうでしょうか。

まず「触って暖かく感じるのは、単純にその物の温度が高いから」という事もあるでしょう。同じ熱伝導率の物でも100℃の物と0℃の物なら100℃の物の方が触って暖かく感じます。当り前ですが。

次に、これは質問内容に対するかなりの深読みなのですが「ウールのセーターを着ると暖かいのは...続きを読む

Q低電圧での絶縁破壊について

空気の絶縁破壊は一般に1mmで3kvと言われていますが、
2mm離した(鋭利でないただの鉄板と仮定)電極をわずか500v程度で強制的に絶縁破壊を起こさせたいのですが、強制的に絶縁破壊を起こさせる方法はあるでしょうか?

Aベストアンサー

気体の絶縁破壊電圧(火花電圧)は一般にパッシェン(Paschen)の法則に従います。
平行平板電極などの平等電界条件におけるパッシェン曲線は高電圧工学の教科書等によく掲載されています。
具体的には、絶縁破壊電圧は、気圧pと電極間距離dの積(pd)の関数となります。
空気の場合、大気圧=10^5 Pa×0.1 cm = 10^4 Pa・cmの絶縁破壊電圧は約3 kVとなります。
この状態からpdを減少させていく(電極間距離dが一定の場合は気圧pを下げる)と、絶縁破壊電圧は減少(両対数グラフに描くとほぼ直線的に減少)します。そして空気の絶縁破壊電圧の極小値は約300 Vで、このときのpd値は約10^2 Pa・cmです。
なお、それ以上にpdを下げると逆に絶縁破壊電圧は急上昇します。
問題の電極間距離d=2 mmの平板電極の場合、上記絶縁破壊電圧の極小を与える気圧pは約500 Pa (=100/0.2)です。
500 V程度で絶縁破壊を起こすならもう少し気圧を高くしてもOKです。

ということで、低電圧で絶縁破壊を起こすには、まず気圧を下げる方法があります。
なお、これは気体を空気に限定した場合のことで、特定の気体を封入すると著しく絶縁破壊電圧が減少します。

詳しくは、絶縁破壊が起こるには気体中の原子・分子が何らかのエネルギーにより電離され、得られた自由電子が外部電界により加速し、別の原子・分子に衝突して二次電子放出を起こし、累積的に自由電子数が増大する(電子雪崩を起こす)必要があります。
この「何らかのエネルギー」とは、一般には宇宙から降り注いでいる放射線などです。
この状態でさらに外部から強制的に光を照射するなどすると、さらに気体原子・分子の光電離により自由電子数が増大し、絶縁破壊が生じやすくなります。
また先ほど言いかけた話ですが、ペニング(Penning)効果などがあります。
これは、例えばNe中にArを0.1%混合すると、放電開始電圧は約1/4に減少するといった現象です。
これは準安定準位を持った原子・分子による寄与です。

ということで、結論としては絶縁破壊電圧を下げる方法は次のようになります。
(1) 気圧を特定値まで下げる。
(2) 光照射などの外部刺激を与える。
(3) 混合気体などの気体効果を考える。

ちなみに、針電極などの不平等電界下では絶縁破壊電圧は著しく減少します。

気体の絶縁破壊電圧(火花電圧)は一般にパッシェン(Paschen)の法則に従います。
平行平板電極などの平等電界条件におけるパッシェン曲線は高電圧工学の教科書等によく掲載されています。
具体的には、絶縁破壊電圧は、気圧pと電極間距離dの積(pd)の関数となります。
空気の場合、大気圧=10^5 Pa×0.1 cm = 10^4 Pa・cmの絶縁破壊電圧は約3 kVとなります。
この状態からpdを減少させていく(電極間距離dが一定の場合は気圧pを下げる)と、絶縁破壊電圧は減少(両対数グラフに描くとほぼ直線的に減少)します。そして空気...続きを読む

Q熱伝導率について

現在、熱伝導率について勉強しているのですが、薄膜について考えていたら詰まってしまたため、お教えください。

例えばφ10mm, 長さ10mmの円柱があるとして、その熱伝導率が100W/mKとします。
この円柱側面に熱伝導率が500W/mKの材料を1μmコーティングしたとします。
この時、コーティングされたAの熱伝導率を求めるための理論式に確証が持てません。

私は単純に、熱抵抗R = l /λA(lは長さ、λは熱伝導率、Aは断面積)とおいて、円柱と膜(厚さ1μmの筒)の合成抵抗、1/R合=1/R1+1/R2として考え求めたのですが、この合成した熱抵抗と未処理の円柱の熱抵抗との比をとると限りなく1に近い値となりました。つまり、1μm程度では熱伝導率への影響はないという結果となってしまいました。

しかし実際は薄膜により熱伝導率が向上したというような話をよく聞きます。
おそらく私の考え方(計算方法)が間違っていると思います。

ご指摘いただけると幸いです。以上よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ご提示された熱抵抗による計算がただしいか、コメントできません。というのは熱抵抗云々という概念が、小生の認識する限りでは、ある特定のアプリケーション分野(小生の知るのはは半導体の実装技術分野)の簡易的な手法で、3次元の熱伝導を計算するものと結果が異なるはずです。 たぶん熱抵抗云々は一次元の熱伝導しか考慮していないと思うのですが)。
ただ、10mmΦ×10mmというボリュームに1μの薄膜をコーティングしただけでは、熱伝導率は変わらないという事は間違いありません。実際に薄膜を被覆した場合の3次元の熱伝導率を計算したことがあります。通常の数値解析では薄膜部分にメッシュを切るのが極めて困難(ほしい情報は薄膜内部と直下の基材部の温度分布)なため(薄膜が基材に比べあまりにも小さいため)相当工夫をしないと計算できませんでした。ただ、少なくとも定常熱伝導の場合は薄膜による温度分布は考慮する必要がないことを確かめています。
ただし、実際にこのような基材を加熱して表面温度を測定すると、被覆の有無でその温度は有意な差がでるということは、わりとよく知られて事実で、よく被覆したことによる熱伝導率変化と間違えられる方が多数いらっしゃいます。
小生は、この現象は、被覆したことによって、表面の輻射率がかわり、周囲との輻射による熱の授受に大きな差が出てくるためと考えております。

熱伝導という現象はマスが重要なため10mmΦにたいし1μというマスではまず影響がでないというご質問者の回答は正しいと思います。

ご提示された熱抵抗による計算がただしいか、コメントできません。というのは熱抵抗云々という概念が、小生の認識する限りでは、ある特定のアプリケーション分野(小生の知るのはは半導体の実装技術分野)の簡易的な手法で、3次元の熱伝導を計算するものと結果が異なるはずです。 たぶん熱抵抗云々は一次元の熱伝導しか考慮していないと思うのですが)。
ただ、10mmΦ×10mmというボリュームに1μの薄膜をコーティングしただけでは、熱伝導率は変わらないという事は間違いありません。実際に薄膜を被覆した場合の3...続きを読む

Qダイオードの実用性、絶縁破壊の原理

現在、次世代半導体材料として炭化ケイ素(SiC)を用いたダイオードの研究を行っています。

主に、逆方向のリーク電流の低減、高耐圧化をメインにやっているのですが、二点わからない部分があり質問とさせていただきます。

(1)リーク低減、高耐圧化することで最終製品にどのような影響があるのか、主な用途はどこになるのか、イメージ出来ていません…。用途は変圧所などからの変換の際の損失低減などでしょうか。

(2)また絶縁破壊時の原理がいまいちイメージできません…。pn接合部の電界集中が原因というのは何となくイメージできるのですが、電界がそこに集中するまでの過程などがいまいちイメージできていないです。

ダイオードは縦型で、n-epi/n-subにp層を部分的に注入し作っています。

回答、また分かりやすい文献、どこを勉強すればいいのか、などよろしければご教授お願いいたします。

Aベストアンサー

1. 配電系統に接続する変換器では交流6.6kVを扱う必要があります。
素子の耐圧が低いと、一旦変圧器で電圧を下げて変換器をつなぐ(その場合には、変圧器の分寸法が大きくなったり、回路電流が大きくなってしまう)か、素子を複数直列にして使う(素子間の電圧が均等に分担できるかが問題になり)必要があります。
単体で、6.6kVの変換器を作れるだけの耐圧があれば、これらの問題をクリアできます。
ただし、高電圧の変換器だと、小さい漏れ電流でもそれなりの損失になってしまうので、より漏れ電流を小さく抑える必要は出てくるかと思います。


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