Guía de condensadores
Resistencia de aislamiento y corriente de fuga del condensador cerámico
Como los electrodos del condensador están aislados, el valor de la resistencia es teóricamente infinito.
Sin embargo, el condensador real tiene un valor de resistencia finito porque una pequeña cantidad de corriente fluye entre los electrodos aislados.
Este valor de resistencia se denomina "resistencia de aislamiento", y la unidad se expresa como resistencia [MΩ] o producto CR [Ω･F], [MΩ･μF].
Comportamiento de la resistencia del aislamiento
Inmediatamente después de aplicar tensión continua a un condensador, fluye la corriente de arranque, también llamada corriente de carga, como se muestra en la figura 1. A medida que el condensador se carga gradualmente, la corriente disminuye exponencialmente.
La corriente I(t) que fluye tras el paso del tiempo t se clasifica en tres tipos, tal como se ve en la ecuación (1) siguiente, a saber, corriente de carga Ic(t), corriente de absorción Ia(t) y corriente de fuga Ir.
I(t) = Ic(t) + Ia(t) + Ir ...... ecuación (1)
La corriente de carga indica la corriente que fluye a través de un condensador ideal. La corriente de absorción fluye con un retardo respecto a la corriente de carga, que acompaña a la pérdida dieléctrica a baja frecuencia y a la polarización inversa para los condensadores de tipo de alta constante dieléctrica (ferroeléctricos) y a la barrera de Schottky que se produce en la interfaz entre la cerámica y los electrodos metálicos.
La corriente de fuga es una corriente constante que fluye después de un cierto periodo de tiempo, cuando la influencia de la corriente de absorción disminuye.
Por lo tanto, el valor de la corriente que fluye varía en función del tiempo de aplicación de tensión al condensador. Esto significa que el valor de la resistencia de aislamiento del condensador no puede determinarse a menos que se especifique el momento de la medición tras la aplicación de tensión.
La resistencia de aislamiento de un condensador cerámico multicapa representa la relación entre la tensión aplicada y la corriente de fuga después de un tiempo determinado (por ejemplo, 60 segundos) mientras se aplica tensión continua sin ondulación entre los terminales del condensador.
Es difícil distinguir claramente entre corriente de carga, corriente de absorción y corriente de fuga.
Especificaciones y unidades de resistencia del aislamiento
Como se ha descrito anteriormente, la unidad de resistencia de aislamiento se expresa como resistencia [MΩ] o [Ω･F] o producto CR [MΩ･μF].
El producto CR [MΩ･μF] es el producto del valor de capacitancia nominal y el valor de resistencia de aislamiento.
La unidad depende del número de pieza.
Consulte la Hoja de Especificaciones Detalladas de cada número de pieza.
Método de cálculo de la resistencia de aislamiento [MΩ] a partir del producto CR [MΩ･F].
Ejemplo: Cuando el producto CR es de 500 Ω･F o más y la capacitancia es de 1 μF
-> 500 ΩF / 1 μF = 500 MΩ o más
Como se ha indicado anteriormente, cuanto mayor sea el valor de la capacitancia, menor será su resistencia de aislamiento. La razón se explica a continuación.
La resistencia de aislamiento puede calcularse mediante la ley de Ohm a partir de la tensión aplicada, considerando el condensador cerámico multicapa como conductor, así como la corriente eléctrica.
El valor de la resistencia R puede expresarse mediante la ecuación (2) con la longitud del conductor como L, el área de la sección transversal como S y la resistencia específica como ρ.
R = ρ･L/S ...... ecuación (2)
Asimismo, la capacitancia C puede representarse con la ecuación (3) expresando la distancia entre electrodos para el condensador cerámico multicapa (espesor dieléctrico) como L, el área del electrodo interior como S y la constante dieléctrica como ε.
C ∝ ε･S/L ...... ecuación (3)
La ecuación (4) puede derivarse de la ecuación (2) y de la ecuación (3), lo que indica que R y C son inversamente proporcionales.
R ∝ ρ･ε/C ...... ecuación (4)
Una mayor resistencia de aislamiento indica que la corriente de fuga bajo tensión continua es menor. En general, se supone que los circuitos tienen un mayor rendimiento cuando el valor de la resistencia de aislamiento es mayor.
Preguntas más frecuentes
¿Qué precauciones deben observarse en relación con la resistencia de aislamiento al utilizar condensadores?
¿Cuáles son los valores de especificación de la corriente de fuga para CC?
¿Cuáles son las unidades de resistencia de aislamiento de los condensadores cerámicos?