L'ISOLATION

En haute tension, l'isolation est un élément très important, notamment pour le "driver" d'une "magnifier".
Cet élément subit un très fort stress lié au coefficient de couplage important (k>0.4) alors que dans une bobine de Tesla classique ce coefficient est inférieur à 0.3.
Le principal ennemi d'une bonne isolation est l'air, et nous allons voir ses méfaits.


Voyons ce qui se passe dans un isolant PE (polyéthylène) séparé par une couche d'air, et soumis a une tension de +10V et -10V :

Tension dans un isolant en couche

Et maintenant la courbe de tension dans l'isolant de haut en bas :

Profile de la tension

Pour la tension rien de particulier. Mais qu'en est-il du champ électrique (V/cm) ?

Champ électrique dans un isolant en couche

Profile du champ électrique

On voit que dans le PE le champ est bien plus faible que dans la couche d'air, et ceci d'un facteur 10.
En fait plus la couche d'air est faible plus le champ est fort. Or la tension de claquage de l'air est 30 kV/cm.

En haute tension l'air emprisonné va se ioniser entre les couches d'isolant et se comporter comme un conducteur. L'isolation devient inefficace car il y a contournement comme le montre le schéma.

CONTOURNEMENT DE L'ISOLATION

L'ozone (gaz très corrosif) produit entre les isolants a aussi pour effet de les détruire assez rapidement par attaque chimique.

Voyons maintenant ce qui se passe si l'on remplace l'air par de l'huile de transformateur (e =4.5) :

Profile du champ élétrique

Dans ce cas le champ dans la couche d'huile est bien plus faible.

En fait, plus le coefficient diélectrique relatif de l'élément est fort et plus le champ électrique est faible.

Conclusion:

• Eviter les isolants en couches qui pourraient emprisonner de l'air
  
• Bien choisir les diélectriques, et surtout éliminer l'air (par exemple avec de l'huile)