Fizik Pengaliran Pepejal

Penebat elektrik bermaksudtiada pengaliran elektrik. Teori jalur elektronik (cabang fizik) menerangkan bahawa cas mengalir apabila keadaan kuantum jirim mencapai keadaan di mana elektron boleh teruja. Jika beza keupayaan digunakan merentasi bahan, ini menyebabkan elektron mendapat tenaga dan seterusnya bergerak melalui konduktor, seperti logam. Sekiranya tiada keadaan sedemikian, bahan itu adalah penebat.

Kebanyakan penebat mempunyai jurang jalur yang besar. Ini berlaku kerana jalur "valensi" yang mengandungi elektron tenaga tertinggi penuh, dan jurang tenaga yang besar memisahkan jalur ini daripada jalur seterusnya di atasnya. Sentiasa terdapat beberapa voltan (dipanggil voltan pecahan) yang membekalkan tenaga yang mencukupi untuk elektron teruja ke dalam jalur ini. Apabila voltan ini melebihi, kerosakan elektrik berlaku dan bahan tidak lagi penebat dan oleh itu tidak lagi boleh memindahkan cas. Ini selalunya disertai dengan perubahan fizikal atau kimia yang merendahkan bahan dan sifat penebatnya secara kekal.

Apabila medan elektrik yang digunakan pada bahan penebat melebihi medan pecahan ambang bahan di mana-mana lokasi, penebat tiba-tiba menjadi konduktor, menyebabkan peningkatan besar dalam aliran arus dan dengan itu lengkok merentasi bahan. Ia berlaku apabila medan elektrik dalam bahan cukup kuat untuk mempercepatkan pembawa cas bebas (elektron dan ion, yang sentiasa terdapat dalam kepekatan rendah) ke halaju yang cukup tinggi untuk mengetuk elektron daripada atom semasa ia menyerangnya, dengan itu mengionkan atom. . Kerosakan elektrik boleh berlaku. Elektron dan ion yang dibebaskan ini seterusnya dipercepatkan dan menyerang atom lain, mewujudkan lebih banyak pembawa cas dalam tindak balas berantai. Penebat cepat mengisi dengan pembawa cas mudah alih dan rintangannya menurun ke tahap yang lebih rendah. Dalam pepejal, voltan pecahan adalah berkadar dengan tenaga jurang jalur. Apabila pelepasan korona berlaku, udara di kawasan sekitar konduktor voltan tinggi terurai dan mengionkannya tanpa peningkatan arus yang besar. Walau bagaimanapun, jika kawasan pecahan udara meluas ke konduktor lain dengan voltan yang berbeza, laluan konduktif terbentuk di antara mereka dan arus besar mengalir melalui udara, mewujudkan arka. Malah vakum boleh mengalami beberapa jenis kerosakan, tetapi dalam kes ini, kerosakan atau arka vakum melibatkan cas yang dikeluarkan dari permukaan elektrod logam dan bukannya cas yang dihasilkan oleh vakum itu sendiri.