2.1 電容元件選用與檢測的必備知識

電容的種類很多，如按是否有極性來分，可分為無極性電容器和有極性電容器兩大類，它們在電路中的符號稍有差別。

電容器的主要參數有標稱電容量（簡稱電容量）、允許偏差、額定電壓、漏電流、絕緣電阻、損耗因數、溫度系數、頻率特性等。知道這些參數對合理選用和正確使用電容器，很有好處。

1.電容器是怎樣構成的？怎樣識別其電路圖形符號？

電容器是由2個相互靠近的金屬電極板構成的，中間絕緣，當在2電極兩端加上電壓時，電容器就可以儲存電能。

電容器在電路中用字母“C”表示，各種電容器的電路圖形符號如圖2-1所示。

2.電容器的標稱電容量基本單位有那些？它們之間的換算關系是怎樣的？

（1）標稱電容量基本單位

電容器儲存電荷的能力，用電容量表示。電容量與極板面積和介質材料有關。其基本單位是“法拉”，用“F”表示；在實際使用中，經常用“F”的百萬分之一作單位，即“微法”，用字母“mF”表示，在電路圖上，一般只寫一個“m”；在實際使用中，有時也用mF的百萬分之一作單位，即“皮法”，用“pF”表示，在電路圖上，一般只寫一個“p”字。

（2）標稱電容量基本單位換算關系

電容器標稱電容量基本單位之間的換算關系為

1F=106mF=1012pF

1mF=10-6F=106pF

在一些進口電容器上還用mF及nF作單位，歐洲有些國家將電容器的單位用千兆微微法縮寫成一個“G”字（注意這里的G與國際單位制中詞頭G代表的因數109是不同的）。這些單位之間的關系為

1G=10-3F=103mF=109pF=106nF

1mF（毫法）=10-3F=103mF

1nF=10-9F=10-3mF=103pF=10-6G

一只100pF的電容器，加到10V電源上，兩極板充的電荷與極板間電壓成正比，即

Q=CU=100×10-12×10=10-9C（庫侖）

式中 Q—極板上所充得的電荷；

C—電容器的電容量；

U—極板上所加的電壓。

3.什么是電容器的允許偏差？電容器的允許偏差有怎樣的特點？

允許偏差是指電容器的標稱電容量與實際電容量之間最大允許的偏差范圍。

電容器的電容量偏差與電容器介質材料及電容量大小有關。電解電容器的電容量較大，誤差范圍大于±10%；而云母電容器、玻璃釉電容器、瓷介電容器及其他無極性高頻有機介質薄膜電容器（如滌綸電容、聚苯乙烯電容器、聚苯烯電容器等）的電容器相對較小，誤差范圍大于±20%。

4.什么是電容器的額定電壓？在選擇電容器的額定電壓時有怎樣的要求？

電容器正常工作時，保證絕緣介質不被加在兩極板的電壓擊穿的最大直流工作電壓，就稱為電容器的額定直流工作電壓，簡稱額定電壓（又稱耐壓），它與介質種類和厚度有關。

在選用電容器時，必須根據電容器在電路中的不同部位，確定不同的耐壓值。電容器的工作電壓應低于電容器上標注的額定電壓值，否則會導致電容器因過壓而被擊穿損壞。

5.電容器對其絕緣電阻、頻率特性、溫度系數有怎樣的要求？

（1）絕緣電阻

電容器的絕緣電阻也稱為漏電阻，該電阻值的大小是衡量其絕緣性能好壞的重要指標。絕緣電阻越大，表明電容器的漏電流越小，質量也越好。正常的絕緣電阻一般應在5GW以上。

（2）頻率特性

頻率特性是指電容器對不同頻率所表現出的性能（即電容器的電參數隨著電路工作頻率的變化而改變的特性）。不同介質材料的電容器其最高工作頻率也不同。通常電容量較大的電容器（例如電解電容器）只能在低頻電路中正常工作，高頻電路中只能使用電容量較小的高頻瓷介電容器或云母電容器等。

（3）溫度系數

溫度系數是指在一定溫度范圍內，溫度每變化1℃，電容器電容量的相對變化值。溫度系數值越小，電容器的性能越好。

6.電容器對其漏電流、損耗因數有怎樣的要求？

（1）漏電流

電容器的介質材料不是絕對絕緣體，它在一定的工作溫度及電壓條件下，也會有電流流過，該電流就是漏電流。

電解電容器的漏電流一般會大一些，而其他類型的電容器漏電流較小。

（2）損耗因數

損耗因數也稱電容器的損耗角正切值，用來表示電容器能量損耗的大小。損耗因數值越小，則說明電容器的質量越好。

7.怎樣識別采用直接標注電容器的電容量值？

（1）常規標注方法

這種表示方法較簡單，多用于體積稍大的電容器，它是直接在其外表面寫上標稱電容量值，并寫上單位，如圖2-2所示中的（a）～（e）所示。還有一些電容器上只標出電容量的數值而不標注單位，如數值中帶有小數點，則容量單位是mF，如圖2-2（d）與（e）所示，如用不帶小數點的4位數或2位數表示電容量，則它們的單位為pF。

（2）進口電容器小數點表示方法

進口電容器上有時用n隔開整數部分與小數部分，或用R代表小數點，例如：

2n9即為2.9nF=2900pF；

R56mF即為R56MF=0.56MF。

8.怎樣識別采用數碼標注電容器的電容量值？

（1）電容量的表示方法

此法較為常見，一般用3位數字表示電容器電容量大小，如圖2-2（f）～（i）所示，此時其單位應為皮法（pF），前面兩位數表示電容器電容量的有效數字，第3位數表示有效數字后面要加多少個零（即乘以10x次冪，x為第三位數字）。

（2）電容量表示方法舉例

例如：電容量標為“223”，則標稱電容量為

22×103pF=22000pF=0.022MF

電容量標為“472”，則標稱電容量為

47×102pF=4700pF

若第3位數字是“9”，則表示電容量在1pF～9.9pF之間，這個“9”是“10-1”的意思。

例如：電容量標為“339”，則標稱電容量為

33×10-1pF=3.3pF

9.怎樣識別采用色碼標注電容器的電容量值？

（1）電容量的表示方法

色碼或色環表示法與數碼表示法相似，但它標的不是數字，而是用不同的顏色代表不同的數值。顏色與數值的對應關系為

黑 棕 紅 橙 黃 綠 藍 紫 灰 白

↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

電容器上色碼表示方法示意圖如圖2-3所示，沿著引線方向第1色、第2色表示電容器的有效數字，第3色表示有效數字后面應補加的零的個數，其單位也是pF。

（2）電容量的表示方法舉例

例如：沿著引線方向，第1色環是紅，第2色環仍然是紅，第3色環是黃，則其數碼為224，按上述方法即可得電容量為

22×104pF=220000pF=0.22MF

又如：沿引線方向顏色分別為“棕”、“黑”、“綠”，則其數碼為105，則電容量為

10×105pF=1000000pF=1MF

以上的0.22MF實例，是將色環相同的合并加寬而成的，即由寬的紅加黃組合而成。如電容器上只有一條很寬的色環為紅色，則說明三位數字都是2，即222，電容量為

22×102pF=2200pF

10.怎樣識別采用單位標注電容器的電容量值？

此法是國際電工委員會推薦的標志方法。通常用字母m（10-3法拉）、m（10-6法拉）、n（10-9法拉）和p（10-12法拉）來表示電容量的數量級，并表示小數點位置。

例如

4n7表示為4.7×10-9F=4700pF

6p8表示為6.8×10-12F=6.8pF

3μ3表示為3.3×10-6F=3.3μF

11.怎樣識別采用其他表示法標注電容器的電容量值？

（1）數字前面冠以R方式

有些在數字前面冠以R來表示電容量，這種電容器一般只有零點幾微法。

例如：R33表示0.33μF，R10表示0.1μF，這里的R相當于小數點。

（2）不標單位的表示法

還有不標單位的表示法，可以憑經驗看出電容量是多少。用1位至4位數字表示的，則電容量單位為pF。

例如：2200表示電容量為2200pF，39表示電容量為39pF。

若用零點幾或零點零幾來表示，其單位是μF。

例如：0.1表示為0.1μF，0.047表示為0.047μF。

12.怎樣識別電容器的允許誤差？

（1）直接表示法

例如用±5%、±10%、±29%等表示；也有用Ⅰ級（±5%）、Ⅱ級（±10%）、Ⅲ級（±20%）等來表示的。

（2）用字母表示法

用各種字母表示電容器誤差的含義見表2-1所列。其中，允許誤差值為5%、10%、20%的電容器使用最多，因而應記住其對應的字母。

13.怎樣識別電解電容器上的極性標志？

小型塑料封裝電解電容器的兩條引線，有一條較長，它是正極引線。鋁外殼的電解電容器上用“+”符號作為正極標記，如圖2-2（a）所示。還有些電解電容器用“-”號表示負極標記，如圖2-2（b）所示。

14.怎樣識別固定無極性電容器的電路圖形符號？

固定無極性電容器是電子設備中應用相當廣泛的一種電子元器件之一，也是電子元器件中類型最多的一種元件。

常見的固定無極性電容器的外形及電路符號如圖2-4所示，按介質不同分類，有紙介電容器、油浸紙介密封電容器，金屬化紙介電容器、云母電容器、有機介質薄膜電容器、玻璃釉電容器、陶瓷電容器等。

15.固定無極性電容器有怎樣的特點？通常適用于哪些場合？

固定電容器的類型較多，由于其各自的特點不同，故適用的場合也不一樣，具體說明如下。

（1）紙介電容器

紙介電容器體積大，損耗大。除了油浸紙介密封電容器和金屬化紙介電容器還有少量應用外，其他紙介電容器現在已基本不用了。

（2）云母電容器

云母電容器的電容量穩定，絕緣電阻值大，但電容量較小，一般用于高頻電路中。

（3）陶瓷電容器

陶瓷電容器體積小，性能穩定，耐熱性能好，適用于高頻電路中。

（4）有機介質薄膜電容器

有機介質薄膜電容器的介質有聚苯乙烯和滌綸，前者絕緣電阻值大，性能穩定，精度高，可用于高頻電路中，后者電容量大，體積小，廣泛應用于中、低頻電路中。

16.怎樣識別固定有極性電容的電路圖形符號？

固定有極性電容器是指其引腳有正、負極之分的一種電容器。

有極性電容器的內部構造比無極性電容器復雜。常見的固定有極性電容器的外形及電路符號如圖2-5所示。此類電容器如按正極材料的不同，可分為鋁電解電容器及鉭（或銀）電解電容器等。由于此類電容器的兩條引線分別引出電容器的正極和負極，因此在電路中不能接錯。

17.固定有極性電容有怎樣的特點？通常適用于那些場合？

電解電容器是通過電化學方法在金屬極板上形成氧化膜作為介質的電容器。陽極可為鋁、鉭、鈮、鈦等金屬或合金，陰極是液體、半流體電解質，介質是金屬氧化膜。

（1）鋁電解電容器

鋁電解電容電容量大，體積大，漏電大，適用于低頻電路中。使用中注意不能接反，漏電不可過大。

（2）鉭（或鈮）電解電容器

鉭（或鈮）電解電容器體積小，電容量穩定，絕緣電阻值大，溫度特性好，但價格較貴，一般應用于較高級的電子設備中。

（3）雙極性電解電容器

雙極性電解電容器是由2個有極性電容器封裝在一起的，由于2個正負極相互抵消，故也稱為無極性電解電容器，它的2個極板均經過相同的處理，可用于電聲分頻電路和脈沖電路中。

（4）其他類型電解電容器

電容器除了以上這些類型外，鋁電解電容器還有雙電容器組合式結構，其引腳有三端式和四端式2種。

三端組合式電容器又分共正極型（內部兩只電容器的正極相連接后，作為公共正極）和共負極型（內部兩只電容器的負極相連接后，作為公共負極）。

四端組合式電容器內部的2只電容器相互獨立。

18.可變電容器是怎樣分類的？

可變電容器按其結構分類，可分為單聯可變電容器、雙聯可變電容器和多聯可變電容器；按其介質分類，可分為空氣介質和有機薄膜介質可變電容器；按其作用分類，可分為可變和半可變（微調）電容器。各種可變電容器的外形和電路圖形符號如圖2-6所示。

19.單聯可變電容器有怎樣的特點？

單聯可變電容器分為空氣單聯可變電容器和有機介質單聯可變電容器。單聯可變電容器有兩組平行極板，如圖2-6（a）所示，其中一組固定不動，另一組固定在轉軸上，分別稱為定片和動片。動片全部旋入時，可變電容器的電容量最大，反之則最小。

空氣單聯可變電容器體積大，電容量不夠穩定；有機介質單聯可變電容器體積小，密封于塑料外殼中。單聯可變電容器的電容量表示的是電容量可變化的范圍，如12/360pF、7/270pF等。

20.雙聯可變電容器有怎樣的特點？

雙聯可變電容器分為空氣雙聯可變電容器和有機介質雙聯可變電容器2種，如圖2-6（d）所示。它有兩組動片和兩組定片，動片連接在一起，通過旋軸實現同步旋轉，與單聯可變電容器一樣都可以作為收音機的調諧選臺用。

雙聯可變電容器的電容量有等容和差容2種。等容是指兩聯最大電容量相等，差容則是不相等。等容雙聯可變電容器的表示法為2×270pF，2×360pF，差容表示法所示為兩聯最大電容量，如60/127pF，250/290pF等。

21.多聯可變電容器在應用方面有怎樣的特點？

四聯、五聯可變電容器常用于帶調幅（AM）、調頻（FM）的廣播收音機調諧選臺。其他多聯可變電容器用于特殊的電子設備中。

22.半可變電容器有哪些類型？有怎樣的作用？

半可變電容器也稱為微調電容器，如圖2-6（e）、（f）所示。常見的有瓷介質、空氣介質和有機介質薄膜電容器，還有一種稱為拉線微調電容器，它們的作用類似于微調電容器。