Si un capacitor tiene una clasificación de voltaje bajo, ¿por qué no se daña con una carga estática de alto voltaje y baja corriente?

Obviamente, tocar ambos pines del capacitor no lo carga, por lo que no causará ningún problema. Para que esto sea un problema, necesitaría tener una pata del capacitor conectada a tierra y la otra aislada hasta que la toque su dedo. De lo contrario, no hay circuito por el que fluya la corriente.

Tanto en JS-001-2012 como en MIL-STD-883H, el cuerpo humano cargado se modela con un capacitor de 100 pF y una resistencia de descarga de 1500 ohmios. Durante la prueba, el capacitor se carga por completo a varios kilovoltios (2 kV, 4 kV, 6 kV y 8 kV son niveles estándar típicos) y luego se descarga a través de la resistencia conectada en serie al dispositivo bajo prueba. Fuente: Wikipedia, modelo de cuerpo humano .

Tomando el peor de los casos del modelo y, digamos, un capacitor de 100 nF bajo prueba, tenemos la siguiente situación:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Figura 1. Circuito equivalente.

La ejecución del simulador muestra que al transferir SW2, C1 se descargará en C2 hasta que el voltaje en cada uno sea de 8 V.

No tengo la energía, y posiblemente el ingenio, para demostrarlo matemáticamente.

Si conecta un terminal a tierra y toca el otro terminal con el dedo, ¿por qué no daña el capacitor?

Podría si el condensador es lo suficientemente pequeño, pero generalmente no parece ser un problema en la industria.

Dado que la electricidad estática normalmente tiene pequeñas cantidades de corriente, si carga estáticamente repetidamente el capacitor, ¿fallará eventualmente?

Probablemente, pero sería bastante difícil idear esa situación.

Si es así, ¿no debería un condensador también tener una clasificación de corriente?

Sí, indirectamente. La ESR interna (resistencia en serie equivalente) causará algo de calentamiento. Esto puede ser un problema particular en las fuentes de alimentación donde una cantidad significativa de corriente entra y sale del capacitor en cada pulso de encendido/apagado del rectificador. La ESR generalmente aumenta con la edad hasta que la caída de voltaje resultante es suficiente para causar un mal funcionamiento del circuito.

La falla generalmente se debe al calor. O bien, puede haber una falla temporal debido a que se excede el voltaje de ruptura, pero esto también generará calor, si la condición de sobrevoltaje se extiende o se repite. Pero, sería difícil medir esto. Alguna parte microscópica del dieléctrico del condensador se cortocircuitará después de un abuso prolongado. Alternativamente, en capacitores diseñados para fallar abiertos, un fusible resistivo abrirá la conexión.

Algunas cosas que determinan la falla serían el tipo de dieléctrico, el voltaje de ruptura, la capacidad de autocuración, el margen de seguridad durante la construcción, la disminución de la resistencia debido a una condición de sobrevoltaje, etc.

Si necesita un capacitor que sea particularmente robusto frente a condiciones repetidas de sobrevoltaje, termina con un varistor de óxido de metal, que no se usa como capacitor en absoluto, sino como un dispositivo de supresión de sobretensiones. Pero, incluso ellos fallan, debido al calor. Entonces, los MOV generalmente se usan para activar un fusible.