2.2電容器

電容器是電路中應用最多的元件之一，廣泛應用于高頻和低頻電路中。在實際選用時，除了滿足電容器的技術參數（標稱容量及允許誤差、絕緣性能和損耗、額定電壓、無功功率、穩定性等）外，還要綜合考慮體積、重量、成本、可靠性等方面的因素。

2.2.1電容器的分類和特點

1．電容器的分類

電容器可分為固定式和可變式兩大類。固定式電容器是指容量固定不能調節的電容器，而可變式電容器的容量是可調整變化的。按其是否有極性來分類，可分為無極性電容器和有極性電容器。常見的無極性電容器按其介質的不同，有紙介電容器、油浸紙介電容器、金屬化紙介電容器、有機薄膜電容器、云母電容器、玻璃釉電容器和陶瓷電容器等，其外形如圖2-8所示。有極性電容器按其正極材料不同，有鋁電解電容器、鉭電解電容器和鈮電解電容器，其外形如圖2-9所示。在電路中電容器用字母C表示。

2．可變電容器的分類

可變電容器有單聯可變電容器、雙聯可變電容器和微調電容器三種。單、雙聯可變電容器的容量變化一般為幾百皮法（pF），其介質為空氣或固體（云母和塑料薄膜）。空氣介質的介電系數小、損耗小、電性能好，但構成的電容器體積大。由固體構成的電容器體積小，但使用壽命短，這種電容器常用于調節電路中。微調電容器的容量變化范圍較小（小于100pF），主要用于電路中的電容器的調整和補償。微調電容器的介質常為陶瓷云母或聚苯乙烯。單聯可變電容器的外形如圖2-10（a）所示，雙聯可變電容器的外形如圖2-10（b）所示，微調電容器如圖2-11所示。

2.2.2電容器的電特性

①電容器不能讓直流電流通過，稱之為電容隔直特性。對電容器充電時，有充電電流，充滿電后，電容器呈開路狀態。

②電容器讓交流電流通過，稱為電容器的通交特性。

③電容器雖然能夠讓交流電通過，但也存在著阻礙作用，這一阻礙作用就像電阻器對電流存在電阻一樣，電容器對交流電流的阻礙稱為容抗。容抗大小與頻率和容量成反比。頻率高，容抗小；頻率低，容抗大；容量大，容抗小；容量小，容抗大。

④電容器兩端的電壓不能突變，當電壓剛加到或剛離開電容時，電容器兩端的電壓不能發生改變。

⑤ 理論上電容器不消耗電能，只要外電路不存在讓電容器放電的條件，電荷就一直保存在電容器中，這一特性稱為儲能特性。

⑥電容器串聯總的容量變小，各電容器串聯后總電容的倒數等于各電容的倒數之和。

⑦電容器并聯總的容量增大，并聯電路中的總電容等于各電容的容量之和。

2.2.3電容器的選用

電容器在各種電路中應用量是比較大的，其發揮的作用決定了電路工作性能的好壞。電容器選擇的合適，電路工作正常；電容器選得不合適，電路工作受到影響，嚴重時電路不能工作。

一般說來，電路極間耦合多選用紙介電容器（CZ）或滌綸電容器（CL）；電源濾波和低頻旁路宜選用鋁電解電容器（CD）；高頻電路和要求電容穩定的地方選用高頻磁介電容器（CC）、云母電容器（CY）或鉭電解電容器（CA）；如果在使用過程中經常調整，選用可變電容器（CB）；不需要經常調整的，選用微調電容器。

1．大容量電容器的選用

① 低頻、低阻抗耦合電路、旁路電路、退耦電路、電源濾波電路，選用幾微法以上大容量電容器（電解電容器等）。

② 要求較高的電路，如長延時電路，選用鉭或鈮為介質的優質電容器。

2．小容量電容器的選用

小容量電容器是指小于幾微法至幾皮法的電容器，品種多，用途廣，多用于高頻電路。常用數字和文字標示：采用數字標示容量時用三位整數，第一、二位為有效數字，第三位標示有效數字后面加零的個數，單位為皮法（pF）。例如，“223”表示電容器的容量為22000pF（0.22μF）。但第三個數是“9”時例外，如“339”表示的容量不是33×109pF，而是33×10-1pF。采用文字符號標示電容量時，將容量的整數部分寫在容量單位符號的前面，小數部分放在容量單位符號的后面，如0.68pF標示為p68，3.3pF標示為3p3，1000pF標示為1n，6800pF標示為6n8，2.2μF標示為2μ2等。

① 一般電路采用紙介電容器，質量就可滿足要求。

② 穩定性要求高的高頻電路，如各種振蕩電路、脈沖電路等，選用薄膜、瓷介、云母電容器。

③可變電容器，按電路計算的最大和最小容量，結合容量變化特性予以選擇。

電容器是電工安裝維修中都要采用的元件，是使用數量較多的一種，其故障發生率比電阻器高，而且檢測也比電阻器麻煩。

2.2.4電容器的測量

1．一般電容器的測量

將萬用表置于“R×10”擋，用兩表筆分別接觸電容器引腳，測的電阻越大越好，一般在幾百千歐姆至幾兆歐姆；若測的電阻很小，甚至為零，則說明電容器內部已經短路。如圖2-12所示。

當測量中發現萬用表的指針不能回到無窮大的位置時，此時指針所指的阻值就是該電容器的漏電電阻。指針距離阻值無窮大位置越遠，說明電容器漏電越嚴重。有的電容器在測其漏電電阻時，指針退回到無窮大位置時，然后又慢慢地向順時針方向擺動，擺動得越多表明電容器漏電越嚴重。

2．電容器斷路的測量

電容器的容量范圍很寬，用萬用表判斷電容器的斷路情況時，首先要看電容器容量的大小。對于0.019μF以下的小容量電容器，用萬用表不能準確判斷其是否斷路，只能用其他儀表進行鑒別（如Q表）。

對于0.01μF以上的電容器，用萬用表測量時，必須根據電容器電容量的大小，選擇合適的量程進行測量，才能正確地予以判斷。

如測量300μF以上容量的電容器時，可選用R×10擋或R×1擋；如要測10～300μF的電容器時可選用R×100擋；如要測0.4710μF的電容器時可選用R×1k擋；如測0.01～0.47μF的電容器時，可選用R×10k擋。

按照上述方法選擇好萬用表的量程后，便可將萬用表的兩表筆分別接電容器的兩引腳，測量時，如指針不動，可將兩表筆對調后再測；如指針仍不動，說明電容器斷路。

3．電容器的短路測量

電容器的短路測量用萬用表的歐姆擋，用萬用表的兩表筆分別接電容器的兩引腳，如指針所示阻值很小或為零，而且指針不再退回無窮大處，說明電容器已經擊穿（短路）。需要注意的是在測量容量較大的電容器時，要根據電容量的大小，依照上述介紹的量程選擇方法來選擇適當的量程，否則就會把電容器的充電誤認為擊穿。

4．電解電容器的檢測

①測量電解電容器的漏電電阻依照上述介紹的量程選擇方法，選擇萬用表的合適量程，將紅表筆接電解電容器的負極，黑表筆接電解電容器的正極。此時，指針向指為零的方向擺動，擺到一定幅度后，又反方向向無窮大方向擺動，直到某一位置停下，此時指針所指的阻值便是電解電容器的正向漏電電阻。正向漏電電阻值越大，說明電容器的性能越好，其漏電流越小。將萬用表的紅、黑表筆對調（紅表筆接正極，黑表筆接負極），再進行測量，此時指針所指的阻值為電容器的反向漏電電阻，此值應比正向漏電電阻值小些。測得的以上兩漏電電阻阻值如很小（幾百千歐姆以下），則表明電解電容器的性能不良，不能使用。

②電解電容器的正、負電極的判別方法主要是根據如上所述測量漏電電阻的方法。用萬用表的歐姆擋，根據電解電容器的容量選好合適的量程，用兩表筆接電容器的引腳測其漏電電阻，并記下這個阻值的大小，然后將兩表筆對調再一次測漏電電阻值，將兩次測量的漏電電阻值對比，漏電電阻值小的一次，黑表筆所接觸的是電解電容器的負極，如圖2-13所示。

5．可變電容器的檢測

①可變電容器的主要故障是轉軸松動、動片與定片之間的相碰短路。對于固體介質的密封可變電容器，其動片與定片之間有雜質與灰塵時還可能有漏電現象。

②對于碰片短路與漏電故障的檢查方法是用萬用表的R×10k擋，測量動片與定片之間的絕緣電阻，即用兩表筆分別接觸電容器的動片、定片，然后慢慢旋轉動片，如到某一位置時阻值為零，則表明有碰片短路現象，應予以排除再用。如動片轉到某一位置時，指針位置不為無窮大，而是出現一定的阻值，則表明動片與定片之間有漏電現象，應清除電容器內部的灰塵后再用。如將動片全部旋進/旋出后，阻值均為無窮大，表明可變電容器良好，如圖2-14所示。

用萬用表對電容器進行檢測時應注意以下三點：

第一，不論對電容器進行漏電電阻的測量，還是短路、斷路的測量，在測量過程中要注意手不能同時碰觸兩根引腳。

第二，由于電容器在測量過程中要有充、放電的過程，故當第一次測量后，必須要先放電（用萬用表表筆將電容器兩引腳短路一下即可），然后才可進行第二次測量。

第三，對在電路電容器進行檢測時，必須弄清所在電路的其他元器件是否影響測量結果，在一般情況下應盡量不采用在線測量。

2.2.5電容器的代換

電容器容易出現的故障現象是漏電、短路、斷路、電容量變化、內部引線接觸不良（極片與引線連接處）等。電解電容器的故障率比其他類型電容器高得多。電解電容器經常出現的故障現象是漏電、容量減小、擊穿、電解液漏出等。電容器損壞后應配用原型號的，如無同型號的應采用代用方法，代用的原則如下：

（1）代用的電容器標稱值可比原電容器的標稱值有±10%的浮動，對電源濾波電容器、旁路電容器等，浮動的范圍還可大些，但對有些電路的電容器在代換時必須按原標稱值，否則將造成電路的工作失常。如諧振電路、時間常數電路的電容器就必須按原標稱值代換。再如電視機的視放與顯像管陰極的耦合電容損壞后也必須按原標稱值代換，否則將影響圖像質量。

（2）代用的電容器的額定電壓必須大于或等于原電容器的額定電壓，或大于實際電路的工作電壓。

（3）代用電容器的頻率特性必須滿足實際電路的頻率要求，或用高頻特性的電容器去代換低頻特性的電容器。

（4）云母電容器、瓷介電容器可代換紙介電容器。瓷介電容器可代換云母電容器和玻璃釉電容器。鉭電解電容器可代換鋁電解電容器。

（5）沒有合適的電容器的電容量進行代換的時候，可采用電容器的串聯、并聯來獲得較合適的電容量。如果電容器的耐壓值不夠，也可采用串聯的方法提高耐壓值。如電路需要耐壓25V以上、電容量為500μF的電容器，手頭只有1000μF/16V的電容器，便可將兩只1000μF/16V的電容器串聯，串聯后便可得到耐壓32V、電容量為500μF的等效電容器。

電容器并聯后，可提高電容量，但不能提高耐壓的大小；電容器串聯后，可提高耐壓能力，但電容量要減小。