电子元器件的基本知识电容.docx
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电子元器件的基本知识电容
电子元器件的基本知识--------电容
电容篇
电容器的参数与分类
参数
1. 标称电容量（CR）。
电容器产品标出的电容量值。
云母和陶瓷介质电容器的电容量较低（大约在5000pF以下）；纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容器居中（大约在0.005uF~1.0uF）；通常电解电容器的容量较大。
这是一个粗略的分类法。
2. 类别温度范围。
电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围。
该范围取决于它相应类别的温度极限值，如上限类别温度、下限类别温度、额定温度（可以连续施加额定电压的最高环境温度）等。
3. 额定电压（UR）。
在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下，可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。
电容器应用在高电压场和时，必须注意电晕的影响。
电晕是由于在介质/电极层之间存在空隙而产生的，它除了可以产生损坏设备的寄生信号外，还会导致电容器介质击穿。
在交流或脉动条件下，电晕特别容易发生。
对于所有的电容器，在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不得超过电容器的额定电压。
4. 损耗角正切（tgδ）。
在规定频率的正弦电压下，电容器的损耗功率除以电容器的无功功率为损耗角正切。
在实际应用中，电容器并不是一个纯电容，其内部还有等效电阻，它的简化等效电路如附图所示。
对于电子设备来说，要求RS愈小愈好，也就是说要求损耗功率小，其与电容的功率的夹角要小。
这个关系为：
tgδ=RS/XC=2*3.14*f*C*RS。
因此，在应用当中应注意选择这个参数，避免自身发热过大而影响寿命。
5. 电容器的温度特性。
通常是以20℃基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示。
6. 使用寿命。
电容器的使用寿命随温度的增加而减小。
主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化。
7. 绝缘电阻。
由于温升引起电子活动增加，因此温度升高将使绝缘电阻降低。
在各种电子设备中，调谐、耦合、滤波、去耦、隔断直流电、旁路交流电等，都需要用到电容器。
电容器通常叫做电容。
电容的种类很多，按结构形式来分，有固定电容、半可变电容、可变电容。
常用电容的结构和特点。
1.常用电容按介质区分有纸介电容、油浸纸介电容、金属化纸介电容、云母电容、薄膜电容、陶瓷电容、电解电容等。
表7是几种常用电容的结构和特点。
表7几种常用电容的结构和特点
电容种类
电容结构和特点
纸介电容
用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中制成。
它的特点是体积较小，容量可以做得较大。
但是有固有电感和损耗都比较大，用于低频比较合适。
云母电容
用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。
它的特点是介质损耗小，绝缘电阻大、温度系数小，适宜用于高频电路。
陶瓷电容
用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。
它的特点是体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路。
铁电陶瓷电容容量较大，但是损耗和温度系数较大，适宜用于低频电路。
薄膜电容
结构和纸介电容相同，介质是涤纶或者聚苯乙烯。
涤纶薄膜电容，介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好，适宜做旁路电容。
聚苯乙烯薄膜电容，介质损耗小，绝缘电阻高，但是温度系数大，可用于高频电路。
金属化纸介电容
结构和纸介电容基本相同。
它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔，体积小，容量较大，一般用在低频电路中。
油浸纸介电容
它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强它的耐压。
它的特点是电容量大、耐压高，但是体积较大。
铝电解电容
它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。
还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。
它的特点是容量大，但是漏电大，稳定性差，有正负极性，适宜用于电源滤波或者低频电路中。
使用的时候，正负极不要接反。
钽、铌电解电容
它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。
它的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。
用在要求较高的设备中。
半可变电容
也叫做微调电容。
它是由两片或者两组小型金属弹片，中间夹着介质制成。
调节的时候改变两片之间的距离或者面积。
它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。
可变电容
它由一组定片和一组动片组成，它的容量随着动片的转动可以连续改变。
把两组可变电容装在一起同轴转动，叫做双连。
可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。
空气介质可变电容体积大，损耗小，多用在电子管收音机中。
聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的，体积小，多用在晶体管收音机中。
2. 标称容量和允许误差。
电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。
电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。
常用固定电容允许误差的等级见表8。
常用固定电容的标称容量系列见表9。
表8常用固定电容允许误差的等级
允许误差
±2% ±5% ±10% ±20% （+20%-30%） （+50%-20%） （+100%-10%）
级别
02 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
表9常用固定电容的标称容量系列
电容类别
允许误差
容量范围
标称容量系列
纸介电容、金属化纸介电容、纸膜复合介质电容、低频（有极性）有机薄膜介质电容
±5%
±10%
±20%
100pF~1uF
1.01.52.23.34.76.8
1uF~100uF
1246810152030
506080100
高频（无极性）有机薄膜介质电容、瓷介电容、玻璃釉电容、云母电容
±5%
1.11.21.31.51.61.82.0
2.42.73.03.33.63.94.3
4.75.15.66.26.87.58.29.1
±10%
1.01.21.51.82.22.7
3.33.94.75.66.88.2
±20%
1.01.52.23.34.76.8
铝、钽、铌、钛电解电容
±10%
±20%
+50/-20%
+100/-10%
1.01.52.23.34.76.8
（容量单位uF）
3. 电容的耐压。
电容长期可靠地工作，它能承受的最大直流电压，就是电容的耐压，也叫做电容的直流工作电压。
如果在交流电路中，要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。
表10是常用固定电容直流工作电压系列。
有*的数值，只限电解电容用。
表10常用固定电容的直流电压系列
1.6 4 6.3 10 16 25 32* 40 50 63
100 125* 160 250 300* 400 450* 500 630 1000
表11电容的类别和符号
顺序
类别
名称
简称
称号
第一个字母
主称
电容器
容
C
第二个字母
介质材料
纸介
电解
云母
高频瓷介
低频瓷介
金属化纸介
聚苯乙烯等有机薄膜
涤纶等有机薄膜
纸
电
云
瓷
Z
D
Y
C
T
J
B
L
第三个字母以后
形状
筒形
管状
立式矩形
圆片形
筒
管
立
圆
T
G
L
Y
结构
密封
密
M
大小
小型
小
X
4. 电容的绝缘电阻。
由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体，它的电阻不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1000兆欧以上。
电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻，或者叫做漏电电阻。
漏电电阻越小，漏电越严重。
电容漏电会引起能量损耗，这种损耗不仅影响电容的寿命，而且会影响电路的工作。
因此，漏电电阻越大越好。
5. 电容的类别和符号。
电容的种类也很多，为了区别开来，也常用几个拉丁字母来表示电容的类别，如图6所示。
第一个字母C表示电容，第二个字母表示介质材料，第三个字母以后表示形状、结构等。
上图是小型纸介电容，下图是立式矩开密封纸介电容。
表11列出电容的类别和符号。
表12是常用电容的几项特性。
6.在电路图中电容单位的标注规则。
通常在容量小于10000pF的时候，用pF做单位，大于10000pF的时候，用uF做单位。
为了简便起见，大于100pF而小于1uF的电容常常不注单位。
没有小数点的，它的单位是pF，有小数点的，它的单位是uF。
例如，3300就是3300pF，0.1就是0.1uF等。
7. 电容使用常识。
电容在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。
在滤波电路中，电容的耐压值不要小于交流有效值的1.42倍。
使用电解电容的时候，还要注意正负极不要接反。
不同电路应该选用不同种类的电容。
揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容，隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容，滤波可以选用电解电容，旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。
电容在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象，并且核对它的电容值。
安装的时候，要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到，以便核实。
表1常用电容的几项特性
电容种类
容量范围
直流工作电压
（V）
运用频率
（MHz）
准确度
漏电电阻
（MΩ）
中小型纸介电容
470pF~0.22uF
63~630
8以下
Ⅰ~Ⅲ
>5000
金属壳密封纸介电容
0.01uF~10uF
250~1600
直流，
脉动直流
Ⅰ~Ⅲ
>1000~5000
中、小型金属化纸介电容
0.01uF~0.22uF
160、250、400
8以下
Ⅰ~Ⅲ
>2000
金属壳密封金属化纸介电容
0.22uF~30uF
160~1600
直流，
脉动电流
Ⅰ~Ⅲ
>30~5000
薄膜电容
3pF~0.1uF
63~500
高频、低频
Ⅰ~Ⅲ
>10000
云母电容
10pF~0.51uF
100~7000
75~250以下
02~Ⅲ
>10000
瓷介电容
1pF~0.1uF
63~630
低频、高频
50~3000以下
02~Ⅲ
>10000
铝电解电容
1uF~10000uF
4~500
直流，
脉动直流
ⅣⅤ
钽、铌电解电容
0.47uF~1000uF
6.3~160
直流，
脉动直流
ⅢⅣ
瓷介微调电容
2/7pF~7/25pF
250~500
高频
>1000~10000
可变电容
最小>7pF
最大<1100pF
100以上
低频，高频
>500
铝电解电容器的套管颜色与其特性
铝电解电容器的铝壳外面有一个塑料套管。
塑料套管的颜色有多种，例如浅蓝色的、橙色的、黄色的等。
生产厂家之所以把铝电解电容器的套管制成五颜六色，其目的并非仅仅为了美观，而是具有特定的意义，在选用和更换铝电解电容器时应重视这一特点。
现给出常见铝电解电容器的套管颜色与含义如下表所示，
附表：
铝电解电容器的套管颜色与其代表的特性
铝电解电容器使用须知
1、直流电解电容器只能使用在直流电路上，其极性必须标明在适当的位置或在导针/端子旁边。
2、在电路回路中如不清楚或不明确线路的极性时，则建议使用无极性电解容器。
3、电解电容器的工作环境温度不能超过规定的使用温度范围。
4、电解电容器应储存于低温及干燥场所，如储存期较长，则使用前应用额定电压对其重新老练。
5、通过电解电容器的纹波电流不应超过其充许范围，如超过了规定值，需选用耐大纹波电流的电解电容器。
6、使用时，电解电容器的工作电压不应超过其额定电压。
7、电烙铁等高温发热装置应与电解电容器塑料外壳保持适当的距离，以防止过热造成塑料套管破裂。
8、在焊接电解电容器时，其焊接时间和焊接温度不应超过10秒钟及260摄氏度。
9、对导针、端子，如施加超过规定的力，将会破坏电解电容器的内部结构。
电容器的种类很多，按结构形式来分，有固定电容、半可变电容、可变电容。
相应的图形符号如图6-1-4所示，常见电容器的外形结构见图6-1-5。
1．电容器的分类
按结构和介质材料的不同，电容器可分为：
⑴固定式：
有机介质（纸介、有机薄膜）、无机介质（云母、瓷介、玻璃）、电解（铝、钽、铌）。
图6-1-3常见电位器的外形结构图
固定电容器 电解电容器 可变电容器 可调电容器
图6-1-4电容器的图形符号
⑵可变式
可变：
空气、云母、薄膜。
半可变：
瓷介、云母。
图6-1-5常用电容器的外形结构
2．电容器的标志方法
⑴文字符号直标法：
标称容量单位为Pf、nF、μF、F。
⑵代码标志法：
对于体积较小的电容器常用三位数字来表示其标称容量值，前两位是标称容量的有效数字，第三位是乘数，表示乘以10的几次方，容量 单位是pF。
例：
“222”表示2200pF；“103”表示104pF。
⑶极性
电容器中许多类型的电容器是有极性的，诸如电解电容、油浸电容、钽电容等，一般极性符号（“+”或“-”）都直接标在相应端脚位 至置上，有时也用箭头来指明相应端脚。
在使用电容器时，要注意不能将极性接反，否则电容器的各种性能都会有所降低。
3．电容的检测
电容器的质量好坏主要表现在电容量和漏电阻。
电容量可用电阻电容测量仪、交流阻抗电桥或万用电桥测量；漏电阻也可用绝缘电阻测定仪、兆欧表等专用仪器测定。
现在主要介绍用万用表对电容器进行定性质量检测的方法。
电容器的异常主要表现为失效、短路、断路、漏电等几种，下面具体介绍几种检测方法。
⑴漏电电阻的检测
①固定电容器（非电解电容器）漏电电阻的检测。
根据电容器的充放电原理，可用万用表Ｒ×１Ｋ或Ｒ×１０Ｋ挡（视电容器的容量而 定）测量。
测量时，将两表棒分别接触电容器（容量大于0．01微法）的两引线，如图6-１－６所示。
此时，表针会迅速地顺时针方向跳动或 偏转，然后再按逆时针方向逐渐退回“∞”处。
如果回不到“∞”，则表针稳定后所指的读数就是该电容器的漏电电阻值。
一般，电容器的 漏电电阻很大，约几百到几千兆欧。
漏电电阻越大，则电容器的绝缘性能越好。
若阻值比上述数据小得多，则说明电容器严重漏电，不能使 用；若表针稳定后靠近“O”处，说明电容器内部短路；若表针毫无反应，始终停在“∞”处，说明电容器内部开路。
图6-1－6电容器漏电电阻的检测
②电解电容器漏电电阻的检测。
用万用表Ｒ×100或Ｒ×1Ｋ挡检测电解电容器的漏电电阻时，正常情况下，其阻值应大于几百千欧。
当检测大容量的电解电容器（容量为几百至几千微法）时，由于万用表内电池通过欧姆挡内阻向电容器充电的时间较长，表针顺时针方 向偏转幅度很大，甚至会冲过“０”而不动，而且需要经过几十秒到几分钟，才能缓慢回到稳走的漏电电阻值处，所以为加快检测速度，尽 快读取漏电电阻值，可采用如下快速检测法：
当表针顺时针偏转到最大值时，迅速将切换开关从Ｒ×１Ｋ挡拨到Ｒ×１０挡。
由于Ｒ×１０ 挡的内阻值较小，因而向电容器充电的电流较大。
当电容器充电结束后，表针便会很快回到“∞”处，然后再将切换开关拨回Ｒ×１Ｋ挡， 表针会顺时针方向偏转至一个稳定的指示值，该值即为电解电容器的漏电电阻。
⑵电解电容器正、负极的判别
电解电容器可用下述方法判别其正、负极。
①外观判别。
例如ＣＤ11型电解电容器，可根据其引线的长短来加以区别，长引线为正极，短引线为负极。
对于铝壳电解电容器（Ｃ ＤＸ型），中心引出端为正极，与铝壳连通处为负极。
②用万用表判别。
电解电容器具有正向漏电电阻大于反向漏电电阻的特点。
利用此特点可以判别电解电容器正、负极。
具体方法是：
将万用表拨至Ｒ×１Ｋ或Ｒ×１０Ｋ挡，交换黑、红表棒测量电解电容器2次，观察其漏电电阻的大小，并以漏电电阻大的一次为准，黑表 棒所接的就是电解电容器正极，红表棒所接的为负极。
测试时应注意，测试前应将电解电容器两引线先短接一下放电，以避免电容器贮存的电能对万用表放电，而毁坏仪表。
测量容量较大 的电解电容时，在第2次测量时也应先短接两引线进行放电，以便释放上次测量中累积的充电电荷。
如仍有轻微的指针打表现象，属于正常现 象，若2次测量得到的正、反向漏电电阻相差无几，则说明电解电容器正向漏电严重，已不能使用。
详细了解陶瓷电容的区分看文件陶瓷电容器.doc
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