Guia de condensadores
Resistência de isolamento e corrente de fuga do condensador cerâmico
Uma vez que os eléctrodos do condensador estão isolados, o valor da resistência é teoricamente infinito.
No entanto, o condensador real tem um valor de resistência finito porque uma pequena quantidade de corrente flui entre os eléctrodos isolados.
Este valor de resistência é chamado de "resistência de isolamento", e a unidade é expressa como resistência [MΩ] ou produto CR [Ω･F], [MΩ･μF].
Comportamento da resistência de isolamento
Imediatamente após a aplicação de uma tensão contínua a um condensador, a corrente de pico, também designada por corrente de carga, flui como se mostra na Figura 1. À medida que o condensador é gradualmente carregado, a corrente diminui exponencialmente.
A corrente I(t) que flui após a passagem do tempo t é classificada em três tipos, como se pode ver na equação (1) abaixo, nomeadamente, a corrente de carga Ic(t), a corrente de absorção Ia(t) e a corrente de fuga Ir.
I(t) = Ic(t) + Ia(t) + Ir ...... equação (1)
A corrente de carga indica a corrente que flui através de um condensador ideal. A corrente de absorção flui com um atraso em relação à corrente de carga, acompanhando a perda dieléctrica a baixa frequência e a polarização inversa para condensadores do tipo de elevada constante dieléctrica (ferroeléctricos) e a barreira Schottky que ocorre na interface entre a cerâmica e os eléctrodos metálicos.
A corrente de fuga é uma corrente constante que flui após um determinado período de tempo, quando a influência da corrente de absorção diminui.
Assim, o valor da corrente que flui varia consoante o tempo que a tensão é aplicada ao condensador. Isto significa que o valor da resistência de isolamento do condensador não pode ser determinado a não ser que se especifique o momento da medição após a aplicação da tensão.
A resistência de isolamento de um condensador cerâmico multicamada representa o rácio entre a tensão aplicada e a corrente de fuga após um determinado período de tempo (ex. 60 segundos) enquanto se aplica uma tensão contínua sem ondulação entre os terminais do condensador.
É difícil distinguir claramente entre corrente de carga, corrente de absorção e corrente de fuga.
Especificação e unidades de resistência de isolamento
Como descrito acima, a unidade de resistência de isolamento é expressa como resistência [MΩ] ou [Ω･F] ou produto CR [MΩ･μF].
O produto CR [MΩ･μF] é o produto do valor da capacitância nominal e do valor da resistência de isolamento.
A unidade depende do número da peça.
Por favor, verifique a Folha de Especificação Detalhada para cada número de peça.
Método para calcular a resistência de isolamento [MΩ] a partir do produto CR [MΩ･F]
Exemplo: Quando o produto CR é de 500 Ω･F ou mais e a capacitância é de 1 μF
-> 500 ΩF / 1 μF = 500 MΩ ou mais
Como se pode ver acima, quanto maior for o valor da capacitância, menor será a sua resistência de isolamento. A razão é explicada a seguir.
A resistência de isolamento pode ser calculada com a lei de Ohm a partir da tensão aplicada, considerando o condensador cerâmico multicamada como um condutor, bem como a corrente eléctrica.
O valor da resistência R pode ser expresso pela equação (2) com o comprimento do condutor como L, a área da secção transversal como S e a resistência específica como ρ.
R = ρ･L/S ...... equação (2)
Do mesmo modo, a capacitância C pode ser representada pela equação (3), expressando a distância entre os eléctrodos do condensador cerâmico multicamada (espessura dieléctrica) como L, a área do elétrodo interior como S e a constante dieléctrica como ε.
C ∝ ε･S/L ...... equação (3)
A equação (4) pode ser derivada da equação (2) e da equação (3), indicando que R e C são inversamente proporcionais.
R ∝ ρ･ε/C ...... equação (4)
O facto de a resistência de isolamento ser mais elevada indica que a corrente de fuga sob tensão contínua é mais baixa. Geralmente, é suposto os circuitos terem um desempenho superior quando o valor da resistência de isolamento é mais elevado.
FAQ de referência
Que precauções relativamente à resistência de isolamento devem ser observadas quando se utilizam condensadores?
Quais são os valores de especificação da corrente de fuga para DC?
Qual é a unidade de resistência de isolamento para condensadores cerâmicos?