電容器入門教程

? 定義1：電容器，顧名思義，是‘裝電的容器’，是一種容納電荷的器件。英文名稱：capacitor。一些常用的電容器如圖所示。用字母C表示。電容是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一，廣泛應(yīng)用于隔直，耦合，旁路，濾波，調(diào)諧回路， 能量轉(zhuǎn)換，控制電路等方面。
? 定義2：電容器，任何兩個(gè)彼此絕緣的導(dǎo)體（包括導(dǎo)線）間都構(gòu)成一個(gè)電容器。
[編輯本段]電容器在電路中的作用
? 在直流電路中，電容器是相當(dāng)于斷路的。
? 這得從電容的結(jié)構(gòu)上說起。最簡(jiǎn)單的電容是由兩端的極板和中間的絕緣電介質(zhì)構(gòu)成的。通電后，極板帶電，形成電壓（電勢(shì)差），但是中間由于是絕緣的物質(zhì)，所以是不導(dǎo)電的。不過，這樣的情況是在沒有超過電容器的臨界電壓（擊穿電壓）的前提條件下的。我們知道，任何物質(zhì)都是相對(duì)絕緣的，當(dāng)物質(zhì)兩端的電壓加大到一定程度后，物質(zhì)是都可以導(dǎo)電的，我們稱這個(gè)電壓叫擊穿電壓。電容也不例外，電容被擊穿后，就不是絕緣體體了。不過在中學(xué)階段，這樣的電壓在電路中是見不到的，所以都是在擊穿電壓以下工作的，可以被當(dāng)做絕緣體看。
? 但是，在交流電路中，因?yàn)?a href="http://m.xsypw.cn/tags/電流/" target="_blank">電流的方向是隨時(shí)間成一定的函數(shù)關(guān)系變化的。而電容器充放電的過程是有時(shí)間的，這個(gè)時(shí)候，在極板間形成變化的電場(chǎng)，而這個(gè)電場(chǎng)也是隨時(shí)間變化的函數(shù)。實(shí)際上，電流是通過場(chǎng)的形式在電容器間通過的。
? 在中學(xué)階段，有句話，就叫通交流，阻直流，說的就是電容的這個(gè)性質(zhì)。
[編輯本段]電容器的基本功能——充電和放電
? 充電和放電是電容器的基本功能。
? 充電
? 使電容器帶電（儲(chǔ)存電荷和電能）的過程稱為充電。這時(shí)電容器的兩個(gè)極板總是一個(gè)極板帶正電，另一個(gè)極板帶等量的負(fù)電。把電容器的一個(gè)極板接電源（如電池組）的正極，另一個(gè)極板接電源的負(fù)極，兩個(gè)極板就分別帶上了等量的異種電荷。充電后電容器的兩極板之間就有了電場(chǎng)，充電過程把從電源獲得的電能儲(chǔ)存在電容器中。
? 放電
? 使充電后的電容器失去電荷（釋放電荷和電能）的過程稱為放電。例如，用一根導(dǎo)線把電容器的兩極接通，兩極上的電荷互相中和，電容器就會(huì)放出電荷和電能。放電后電容器的兩極板之間的電場(chǎng)消失，電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。
? 在一般的電子電路中，常用電容器來實(shí)現(xiàn)旁路、耦合、濾波、振蕩、相移以及波形變換等，這些作用都是其充電和放電功能的演變。
[編輯本段]電容器主要特性參數(shù)
? 1、標(biāo)稱電容量和允許偏差
? 標(biāo)稱電容量是標(biāo)志在電容器上的電容量。
? 電容器的基本單位是法拉(F)，但是，這個(gè)單位太大，在實(shí)地標(biāo)注中很少采用。
? 其它單位關(guān)系如下：
? 1F=1000mF
? 1mF=1000μF
? 1μF=1000nF
? 1nF=1000pF
? 電容器實(shí)際電容量與標(biāo)稱電容量的偏差稱誤差，在允許的偏差范圍稱精度。
? 精度等級(jí)與允許誤差對(duì)應(yīng)關(guān)系：00（01）-±1%、0（02）-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、 Ⅳ-（+20%-10%）、Ⅴ-（+50%-20%）、Ⅵ-（+50%-30%）
? 一般電容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)，電解電容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級(jí)，根據(jù)用途選取。
? 2、額定電壓
? 在最低環(huán)境溫度和額定環(huán)境溫度下可連續(xù)加在電容器的最高直流電壓有效值，一般直接標(biāo)注在電容器外殼上，如果工作電壓超過電容器的耐壓，電容器擊穿，造成不可修復(fù)的永久損壞。
? 3、絕緣電阻
? 直流電壓加在電容上，并產(chǎn)生漏電電流，兩者之比稱為絕緣電阻.
? 當(dāng)電容較小時(shí)，主要取決于電容的表面狀態(tài)，容量〉0.1uf時(shí)，主要取決于介質(zhì)的性能，絕緣電阻越小越好。
? 電容的時(shí)間常數(shù)：為恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)大容量電容的絕緣情況而引入了時(shí)間常數(shù)，他等于電容的絕緣電阻與容量的乘積。
? 4、損耗
? 電容在電場(chǎng)作用下，在單位時(shí)間內(nèi)因發(fā)熱所消耗的能量叫做損耗。各類電容都規(guī)定了其在某頻率范圍內(nèi)的損耗允許值，電容的損耗主要由介質(zhì)損耗，電導(dǎo)損耗和電容所有金屬部分的電阻所引起的。
? 在直流電場(chǎng)的作用下，電容器的損耗以漏導(dǎo)損耗的形式存在，一般較小，在交變電場(chǎng)的作用下，電容的損耗不僅與漏導(dǎo)有關(guān)，而且與周期性的極化建立過程有關(guān)。
? 5、頻率特性
? 隨著頻率的上升，一般電容器的電容量呈現(xiàn)下降的規(guī)律。
? 6,常用公式
? 平行板電容器公式中C=εS/4πkd
[編輯本段]電容器的型號(hào)命名與標(biāo)示
? 1.電容器的型號(hào)命名方法
? 國(guó)產(chǎn)電容器的型號(hào)一般由四部分組成（不適用于壓敏、可變、真空電容器）。依次分別代表名稱、材料、分類和序號(hào)。
? 第一部分：名稱，用字母表示，電容器用C。
? 第二部分：材料，用字母表示。
? 第三部分：分類，一般用數(shù)字表示，個(gè)別用字母表示。
? 第四部分：序號(hào)，用數(shù)字表示。
? 用字母表示產(chǎn)品的材料：A-鉭電解、B-聚苯乙烯等非極性薄膜、C-高頻陶瓷、D-鋁電解、E-其它材料電解、G-合金電解、H-復(fù)合介質(zhì)、I-玻璃釉、J-金屬化紙、L-滌綸等極性有機(jī)薄膜、N-鈮電解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低頻陶瓷、V-云母紙、Y-云母、Z-紙介
? 2.電容器容量標(biāo)示
? 1、直標(biāo)法
? 用數(shù)字和單位符號(hào)直接標(biāo)出。如1uF表示1微法，有些電容用“R”表示小數(shù)點(diǎn)，如R56表示0.56微法。
? 2、文字符號(hào)法
? 用數(shù)字和文字符號(hào)有規(guī)律的組合來表示容量。如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF, 2u2表示2.2uF.
? 3、色標(biāo)法
? 用色環(huán)或色點(diǎn)表示電容器的主要參數(shù)。電容器的色標(biāo)法與電阻相同。
? 電容器偏差標(biāo)志符號(hào)：+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、+50%-20%--S、+80%-20%--Z
? 4、數(shù)學(xué)計(jì)數(shù)法：如上圖瓷介電容，標(biāo)值272，容量就是：27X100pf=2700pf.如果標(biāo)值473，即為47X1000pf=0.047uf。（后面的2、3，都表示10的多少次方）。又如：332=33X100pf=3300pf。
[編輯本段]電容器的分類
? 1、按照結(jié)構(gòu)分三大類：固定電容器、可變電容器和微調(diào)電容器。
? 2、按電解質(zhì)分類：有機(jī)介質(zhì)電容器、無機(jī)介質(zhì)電容器、電解電容器和空氣介質(zhì)電容器等。
? 3、按用途分有：高頻旁路、低頻旁路、濾波、調(diào)諧、高頻耦合、低頻耦合、小型電容器。
? 4、按制造材料的不同可以分為：瓷介電容、滌綸電容、電解電容、鉭電容，還有先進(jìn)的聚丙烯電容等等
? 5、高頻旁路：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器、玻璃釉電容器。
? 6、低頻旁路：紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器。
? 7、濾波：鋁電解電容器、紙介電容器、復(fù)合紙介電容器、液體鉭電容器。
? 8、調(diào)諧：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、聚苯乙烯電容器。
? 9、低耦合：紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器、固體鉭電容器。
? 10、小型電容：金屬化紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、聚苯乙烯電容器、固體鉭電容器、玻璃釉電容器、金屬化滌綸電容器、聚丙烯電容器、云母電容器。
[編輯本段]常用電容器
? 鋁電解電容器
? 用浸有糊狀電解質(zhì)的吸水紙夾在兩條鋁箔中間卷繞而成，薄的化氧化膜作介質(zhì)的電容器.因?yàn)檠趸び袉蜗驅(qū)щ娦再|(zhì),所以電解電容器具有極性.。
? 容量大，能耐受大的脈動(dòng)電流。
? 容量誤差大，泄漏電流大；普通的不適于在高頻和低溫下應(yīng)用,不宜使用在25kHz以上頻率。
? 低頻旁路、信號(hào)耦合、電源濾波。
? 鉭電解電容器
? 用燒結(jié)的鉭塊作正極,電解質(zhì)使用固體二氧化錳。
? 溫度特性、頻率特性和可靠性均優(yōu)于普通電解電容器，特別是漏電流極小，貯存性良好，壽命長(zhǎng)，容量誤差小，而且體積小，單位體積下能得到最大的電容電壓乘積。
? 對(duì)脈動(dòng)電流的耐受能力差，若損壞易呈短路狀態(tài)。
? 超小型高可靠機(jī)件中。
? 薄膜電容器
? 結(jié)構(gòu)與紙質(zhì)電容器相似，但用聚脂、聚苯乙烯等低損耗塑材作介質(zhì)。
? 頻率特性好，介電損耗小。
? 不能做成大的容量，耐熱能力差。
? 濾波器、積分、振蕩、定時(shí)電路。
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? 瓷介電容器
? 穿心式或支柱式結(jié)構(gòu)瓷介電容器，它的一個(gè)電極就是安裝螺絲。引線電感極小，
? 頻率特性好，介電損耗小，有溫度補(bǔ)償作用。
? 不能做成大的容量，受振動(dòng)會(huì)引起容量變化。
? 特別適于高頻旁路。
? 獨(dú)石電容器(多層陶瓷電容器)
? 在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以電極槳材料，疊合后一次繞結(jié)成一塊不可分割的整體，外面再用樹脂包封而成
? 小體積、大容量、高可靠和耐高溫的新型電容器，高介電常數(shù)的低頻獨(dú)石電容器也具有穩(wěn)定的性能，體積極小，Q值高
? 容量誤差較大
? 噪聲旁路、濾波器、積分、振蕩電路
? 紙介電容器
? 一般是用兩條鋁箔作為電極，中間以厚度為0.008～0.012mm的電容器紙隔開重疊卷繞而成。
? 制造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，能得到較大的電容量
? 一般在低頻電路內(nèi)，通常不能在高于3～4MHz的頻率上運(yùn)用。油浸電容器的耐壓比普通紙質(zhì)電容器高，穩(wěn)定性也好，適用于高壓電路
? 微調(diào)電容器(半可變電容器)
? 電容量可在某一小范圍內(nèi)調(diào)整，并可在調(diào)整后固定于某個(gè)電容值。
? 瓷介微調(diào)電容器的Q值高，體積也小，通常可分為圓管式及圓片式兩種。
? 云母和聚苯乙烯介質(zhì)的通常都采用彈簧式東，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但穩(wěn)定性較差。
? 線繞瓷介微調(diào)電容器是拆銅絲〈外電極〉來變動(dòng)電容量的，故容量只能變小，不適合在需反復(fù)調(diào)試的場(chǎng)合使用
? 陶瓷電容器
? 用高介電常數(shù)的電容器陶瓷〈鈦酸鋇一氧化鈦〉擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質(zhì)，并用燒滲法將銀鍍?cè)谔沾缮献鳛殡姌O制成。它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。
? 具有小的正電容溫度系數(shù)的電容器，用于高穩(wěn)定振蕩回路中，作為回路電容器及墊整電容器。
? 低頻瓷介電容器限于在工作頻率較低的回路中作旁路或隔直流用，或?qū)Ψ€(wěn)定性和損耗要求不高的場(chǎng)合〈包括高頻在內(nèi)〉。這種電容器不宜使用在脈沖電路中，因?yàn)樗鼈円子诒幻}沖電壓擊穿。
? 高頻瓷介電容器適用于高頻電路
? 云母電容器
? 就結(jié)構(gòu)而言，可分為箔片式及被銀式。被銀式電極為直接在云母片上用真空蒸發(fā)法或燒滲法鍍上銀層而成，由于消除了空氣間隙，溫度系數(shù)大為下降，電容穩(wěn)定性也比箔片式高。
? 頻率特性好，Q值高，溫度系數(shù)小
? 不能做成大的容量
? 廣泛應(yīng)用在高頻電器中，并可用作標(biāo)準(zhǔn)電容器
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? 玻璃釉電容器
? 由一種濃度適于噴涂的特殊混合物噴涂成薄膜而成，介質(zhì)再以銀層電極經(jīng)燒結(jié)而成"獨(dú)石"結(jié)構(gòu)
? 性能可與云母電容器媲美，能耐受各種氣候環(huán)境，一般可在200℃或更高溫度下工作，額定工作電壓可達(dá)500V，損耗tgδ0.0005～0.008
? 電容器:電子設(shè)備中充當(dāng)整流器的平滑濾波、電源和退耦、交流信號(hào)的旁路、交直流電路的交流耦合等的電子元件稱為電容器。電容器包括固定電容器和可變電容器兩大類，其中固定電容器又可根據(jù)所使用的介質(zhì)材料分為云母電容器、陶瓷電容器、紙/塑料薄膜電容器、電解電容器和玻璃釉電容器等；可變電容器也可以是玻璃、空氣或陶瓷介質(zhì)結(jié)構(gòu)。
? 電容器的損耗與漏電和使用環(huán)境的溫度有極大的關(guān)系！！！
?? 固定電容器
? 固定電容器的檢測(cè)方法
? A.檢測(cè)10pF以下的小電容因10pF以下的固定電容器容量太小,用萬用表進(jìn)行測(cè)量,只能定性的檢查其是否有漏電,內(nèi)部短路或擊穿現(xiàn)象。測(cè)量時(shí),可選用萬用表R×10k擋,用兩表筆分別任意接電容的兩個(gè)引腳,阻值應(yīng)為無窮大。若測(cè)出阻值(指針向右擺動(dòng))為零,則說明電容漏電損壞或內(nèi)部擊穿。
? B.檢測(cè)10PF～001μF固定電容器是否有充電現(xiàn)象,進(jìn)而判斷其好壞。萬用表選用R×1k擋。兩只三極管的β值均為100以上,且穿透電流要小。可選用3DG6等型號(hào)硅三極管組成復(fù)合管。萬用表的紅和黑表筆分別與復(fù)合管的發(fā)射極e和集電極c相接。由于復(fù)合三極管的放大作用,把被測(cè)電容的充放電過程予以放大,使萬用表指針擺幅度加大,從而便于觀察。
? 應(yīng)注意的是：在測(cè)試操作時(shí),特別是在測(cè)較小容量的電容時(shí),要反復(fù)調(diào)換被測(cè)電容引腳接觸A、B兩點(diǎn),才能明顯地看到萬用表指針的擺動(dòng)。C對(duì)于001μF以上的固定電容,可用萬用表的R×10k擋直接測(cè)試電容器有無充電過程以及有無內(nèi)部短路或漏電,并可根據(jù)指針向右擺動(dòng)的幅度大小估計(jì)出電容器的容量。
[編輯本段]處理故障電容器時(shí)應(yīng)注意哪些安全?
? 由于電容器的兩極具有剩留殘余電荷的特點(diǎn)，所以，首先應(yīng)設(shè)法將其電荷放盡，否則容易發(fā)生觸電事故。處理故障電容器時(shí)，首先應(yīng)拉開電容器組的斷路器及其上下隔離開關(guān)，如采用熔斷器保護(hù)，則應(yīng)先取下熔絲管。此時(shí)，電容器組雖已經(jīng)過放電電阻自行放電，但仍會(huì)有部分殘余電荷，因此，必須進(jìn)行人工放電。放電時(shí)，要先將接地線的接地端與接地網(wǎng)固定好，再用接地棒多次對(duì)電容器放電，直至無火花和放電聲為止，最后將接地線固定好。同時(shí)，還應(yīng)注意，電容器如果有內(nèi)部斷線、熔絲熔斷或引線接觸不良時(shí)，其兩極間還可能會(huì)有殘余電荷，而在自動(dòng)放電或人工放電時(shí)，這些殘余電荷是不會(huì)被放掉的。故運(yùn)行或檢修人員在接觸故障電容器前，還應(yīng)戴好絕緣手套，并用短路線短接故障電容器的兩極以使其放電。另外，對(duì)采用串聯(lián)接線方式的電容器還應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行放電。
[編輯本段]電容器運(yùn)行時(shí)常易發(fā)生哪些異常情況?
? 補(bǔ)償電容器運(yùn)行時(shí)常易發(fā)生外殼鼓肚、套管或油箱漏油。其主要原因是電容器的溫度太高所致。而溫升過高由下列因素造成。 1、環(huán)境溫度太高，通風(fēng)不良。
? 2、電源電壓超過額定值，引起過載發(fā)熱。