Este documento rápido de Vishay sugiere que esto se debe a que la constante dieléctrica real del capacitor cerámico cambia significativamente bajo las variaciones de intensidad del campo eléctrico aplicado (léase: voltaje).
Para ser justos, esa nota en particular probablemente tenga la intención de llevar a la gente a comprar partes de tántalo de Vishay, pero también hay otros documentos sobre el tema que parecen conducir a los mismos fenómenos físicos: la constante dieléctrica es buena, no constante bajo un voltaje DC aplicado.
Edición adicional: la mayoría de los condensadores de cerámica utilizados para fines de desacoplamiento se centran naturalmente en la eficiencia volumétrica sobre la estabilidad; estos se clasifican comúnmente con Y5V, X5R, X7R, etc. Estos son lo que se conoce como dieléctricos de Tipo II, y generalmente están construidos con titanato de bario como El material dieléctrico.
Buscando los efectos dieléctricos de titanio de bario versus voltaje, encontré el siguiente dato de un curso de ciencia de materiales:
(Fuente: http://www.eng.buffalo.edu/Classes/mae538/MAE4389.ppt )
Es un comportamiento bien conocido de capacitancia versus temperatura para estos dieléctricos, y creo que eso se puede explicar científicamente con:
Por encima de la temperatura de Curie, la polarización espontánea se pierde debido a un cambio en la estructura cristalina y el titanato de bario está en el estado paraeléctrico.
Y creo que esto puede explicar por qué el voltaje tiene el efecto que tiene:
La dependencia del tamaño de grano muestra que una constante dieléctrica de límite elástico es una propiedad sensible a la microestructura.
Una buena regla general en general es utilizar condensadores con una capacidad nominal de al menos el doble del voltaje de trabajo esperado. Prestaría mucha atención a los condensadores cerámicos utilizados en la conmutación de circuitos de suministro de energía que pueden ver corrientes de ondulación muy grandes durante sus vidas. Muchos convertidores se han vuelto inestables o no se han realizado debido a que el condensador de salida de 47uF realmente cayó a 20uF más o menos con el voltaje aplicado; siempre consulte la hoja de datos del fabricante para la curva de polarización de CC o similar.
Última edición: el efecto piezoeléctrico al que hizo referencia su maestro es la característica algo única de los condensadores de cerámica donde el estrés físico / tensión / vibraciones inducirán un voltaje. Esto se debe al estrés físico que realmente deforma la estructura reticular del dieléctrico (titanato de bario). Golpear un condensador de cerámica con un lápiz y monitorear su salida con una sonda de alcance debería mostrar el ruido: