Durchschlagspannung, manchmal auch Durchschlagsfestigkeit oder Schlagspannung genannt, ist die Menge der elektrischen Kraft, die erforderlich ist, um die elektrischen Eigenschaften eines Objekts zu verändern. Am häufigsten wird es in Bezug auf Isolatoren verwendet. Die Durchbruchspannung ist die minimale Spannung, die erforderlich ist, um einen Isolator zu zwingen, eine gewisse Menge an Elektrizität zu leiten. Diese Messung ist nur in Bezug auf ein bestehendes System sinnvoll; es ist der Punkt, an dem ein Material den Erwartungen des Bedieners an seine Funktionsweise widerspricht.
Isolatoren leiten per Definition keinen Strom. Die Durchbruchspannung ist der Punkt, an dem ein Material aufhört, ein Isolator zu sein und zu einem Widerstand wird; das heißt, leitet Elektrizität zu einem gewissen Anteil des Gesamtstroms. Isolatoren zeichnen sich durch Atome mit fest gebundenen Elektronen aus. Die atomaren Kräfte, die diese Elektronen an Ort und Stelle halten, übersteigen die meisten äußeren Spannungen, die Elektronen zum Fließen bringen könnten. Diese Kraft ist jedoch endlich und kann potentiell immer durch eine äußere Spannung überschritten werden, die dann Elektronen mit einer gewissen Geschwindigkeit durch die Substanz fließen lässt.
Bei sonst gleichen Bedingungen steigt die Qualität eines Isolators mit seiner Durchbruchspannung. Daher ist Porzellan mit einer Durchschlagsfestigkeit von etwa 100 Kilovolt pro Zoll ein mittelmäßiger Isolator. Glas, das bei der 20-fachen Spannung von Porzellan zerbricht, ist viel besser.
Dioden haben auch eine Durchbruchspannung. Einfache Dioden sollen Strom nur in eine Richtung leiten, die als „vorwärts“ bezeichnet wird. Bei einer ausreichend hohen Spannung kann die Diode jedoch dazu gebracht werden, den Strom „umgekehrt“ zu leiten. Einige Dioden, sogenannte Avalanche-Dioden, sind für diese Art von Verwendung vorgesehen. Bei niedrigen Spannungen leiten sie den Strom nur in eine Richtung. An einem bestimmten Punkt führen sie es genauso effektiv in die andere Richtung. Dies unterscheidet sie von Isolatoren und anderen Dioden, die auch oberhalb des Durchbruchspegels einen relativ hohen Widerstand beibehalten. Es überrascht nicht, dass Trioden und andere spezialisierte Elektronikkomponenten an einem bestimmten Punkt ebenfalls zusammenbrechen und beginnen, Elektrizität entlang des von einer ausreichend hohen Spannung vorgegebenen Pfads zu leiten.
In der Praxis ist es schwierig, die genaue Durchbruchspannung eines Materials zu bestimmen. Eine an diese Menge angehängte bestimmte Zahl ist keine zuverlässige Konstante wie ein Schmelzpunkt; es ist ein statistischer Durchschnitt. Folglich sollte man beim Entwerfen einer Schaltung sicherstellen, dass ihre maximale Spannung deutlich unter der niedrigsten Durchbruchspannung aller beteiligten Materialien liegt. Ein elektrisches System ist nur so gut wie die kleinste Durchbruchspannung einer seiner Komponenten.