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一文讲透何为绝缘电阻?

2017-11-30
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独石陶瓷电容器的绝缘电阻表示当在电容器端子之间施加直流电压 (无纹波) 时,在设定时间 (比如60秒) 之后施加电压和漏电流之间的比率。当一个电容器绝缘电阻的理论值无穷大时,因为实际电容器的绝缘电极之间的电流流量很小,实际电阻值是有限的。上述电阻值称为"绝缘电阻",并用兆欧[MΩ]和欧法拉[ΩF]等单位表示。


绝缘电阻值的性能


当直流电压直接施加在电容器后,突入电流 (也称充电电流) 的流量如下图1所示。随着电容器逐渐被充电,电流呈指数降低。


图1


电流I (t) 随时间的增加而分为三类 (如方程 (1) 所示),即充电电流Ic (t)、吸收电流Ia (t) 和漏电电流Ir。

I (t)=Ic (t)+Ia (t)+Ir 方程 (1)


充电电流表明电流通过一个理想的电容器。与充电电流相比,吸收电流有一个延迟过程,并且在低频范围内伴随有介电损耗、造成高介电常数电容器 (铁电性电容器) 极性相反并在陶瓷与金属电极界面上发生肖特基障垒。


漏电电流是在吸收电流的影响降低后,在一定阶段出现的常数电流。


因此,下述电流值随施加在电容器上的时间电压量而变化。这意味着,只有在指定电压用途下的定时测量才能确定电容器的绝缘电阻值。


绝缘电阻值


绝缘电阻值以兆欧[MΩ]或欧姆法拉[ΩF]等单位表示。
其规定值随电容值而改变。该值用标称电容值和绝缘电阻的乘积 (CR的乘积) 来表示。例如: 当绝缘电阻在10,000MΩ以上时,电容为0.047µF或更小,当绝缘电阻为500ΩF时,其值大于0.047µF。


绝缘电阻值的保证



如上表所示,电容值越高,其绝缘电阻值越低。


其原因解释如下: 考虑到独石陶瓷电容器可以看作是一个导体,根据施加在其上的电压和电流,利用欧姆定律可以计算出绝缘电阻。


绝缘电阻值R可以用方程 (2) 表示,导体的长度为L,导体的横截面面积为S,电阻率为ρ。


R=ρ • L/S 方程 (2)


同样,电容量C可以用方程 (3) 表示,独石陶瓷电容器两个电极之间的距离 (电介质厚度) 用L表示,内部电极的面积用S表示,介电常数为ε。


C ∝ ε • S/L 方程 (3)


方程 (4) 由方程 (2) 和方程 (3) 得出,由方程 (4) 可知R与C成反比。


R ∝ ρ • ε/C 方程 (4)


绝缘电阻越大表明直流电压下的漏电电流越小。一般情况下,绝缘电阻值越大,电路的精确性越高。



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