電容器入門教程|百科
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。電容是電子設備中大量使用的電子元件之一，廣泛應用于隔直，耦合，旁路，濾波，調諧回路， 能量轉換，控制電路等方面。
定義2：電容器，任何兩個彼此絕緣的導體（包括導線）間都構成一個電容器。
電容器在電路中的作用
在直流電路中，電容器是相當于斷路的。
這得從電容的結構上說起。最簡單的電容是由兩端的極板和中間的絕緣電介質構成的。通電后，極板帶電，形成電壓（電勢差），但是中間由于是絕緣的物質，所以是不導電的。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，任何物質都是相對絕緣的，當物質兩端的電壓加大到一定程度后，物質是都可以導電的，我們稱這個電壓叫擊穿電壓。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，可以被當做絕緣體看。
但是，在交流電路中，因為電流的方向是隨時間成一定的函數關系變化的。而電容器充放電的過程是有時間的，這個時候，在極板間形成變化的電場，而這個電場也是隨時間變化的函數。實際上，電流是通過場的形式在電容器間通過的。
在中學階段，有句話，就叫通交流，阻直流，說的就是電容的這個性質。
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（儲存電荷和電能）的過程稱為充電。這時電容器的兩個極板總是一個極板帶正電，另一個極板帶等量的負電。把電容器的一個極板接電源（如電池組）的正極，另一個極板接電源的負極，兩個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，充電過程把從電源獲得的電能儲存在電容器中。
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，電容器就會放出電荷和電能。放電后電容器的兩極板之間的電場消失，電能轉化為其它形式的能。
在一般的電子電路中，常用電容器來實現旁路、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
1、標稱電容量和允許偏差
標稱電容量是標志在電容器上的電容量。
電容器的基本單位是法拉(F)，但是，這個單位太大，在實地標注中很少采用。
其它單位關系如下：
1F=1000mF
1mF=1000μF
1μF=1000nF
1nF=1000pF
電容器實際電容量與標稱電容量的偏差稱誤差，在允許的偏差范圍稱精度。
精度等級與允許誤差對應關系：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，電解電容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級，根據用途選取。
2、額定電壓
在最低環境溫度和額定環境溫度下可連續加在電容器的最高直流電壓有效值，一般直接標注在電容器外殼上，如果工作電壓超過電容器的耐壓，電容器擊穿，造成不可修復的永久損壞。
3、絕緣電阻
直流電壓加在電容上，并產生漏電電流，兩者之比稱為絕緣電阻.
當電容較小時，主要取決于電容的表面狀態，容量〉0.1uf時，主要取決于介質的性能，絕緣電阻越小越好。
電容的時間常數：為恰當的評價大容量電容的絕緣情況而引入了時間常數，他等于電容的絕緣電阻與容量的乘積。
4、損耗
電容在電場作用下，在單位時間內因發熱所消耗的能量叫做損耗。各類電容都規定了其在某頻率范圍內的損耗允許值，電容的損耗主要由介質損耗，電導損耗和電容所有金屬部分的電阻所引起的。
在直流電場的作用下，電容器的損耗以漏導損耗的形式存在，一般較小，在交變電場的作用下，電容的損耗不僅與漏導有關，而且與周期性的極化建立過程有關。
5、頻率特性
隨著頻率的上升，一般電容器的電容量呈現下降的規律。
6,常用公式
平行板電容器公式中C=εS/4πkd
[編輯本段]電容器的型號命名與標示
1.電容器的型號命名方法
國產電容器的型號一般由四部分組成（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。
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，一般用數字表示，個別用字母表示。
第四部分：序號，用數字表示。
用字母表示產品的材料：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-復合介質、I-玻璃釉、J-金屬化紙、L-滌綸等極性有機薄膜、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.電容器容量標示
1、直標法
用數字和單位符號直接標出。如1uF表示1微法，有些電容用“R”表示小數點，如R56表示0.56微法。
2、文字符號法
用數字和文字符號有規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、色標法
用色環或色點表示電容器的主要參數。電容器的色標法與電阻相同。
電容器偏差標志符號：+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、+50%-20%--S、+80%-20%--Z
4、數學計數法：如上圖瓷介電容，標值272，容量就是：27X100pf=2700pf.如果標值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、按照結構分三大類：固定電容器、可變電容器和微調電容器。
2、按電解質分類：有機介質電容器、無機介質電容器、電解電容器和空氣介質電容器等。
3、按用途分有：高頻旁路、低頻旁路、濾波、調諧、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、復合紙介電容器、液體鉭電容器。
8、調諧：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的電容器.因為氧化膜有單向導電性質,所以電解電容器具有極性.。
容量大，能耐受大的脈動電流。
容量誤差大，泄漏電流大；普通的不適于在高頻和低溫下應用,不宜使用在25kHz以上頻率。
低頻旁路、信號耦合、電源濾波。
鉭電解電容器
用燒結的鉭塊作正極,電解質使用固體二氧化錳。
溫度特性、頻率特性和可靠性均優于普通電解電容器，特別是漏電流極小，貯存性良好，壽命長，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。
對脈動電流的耐受能力差，若損壞易呈短路狀態。
超小型高可靠機件中。
薄膜電容器
結構與紙質電容器相似，但用聚脂、聚苯乙烯等低損耗塑材作介質。
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、定時電路。
瓷介電容器
穿心式或支柱式結構瓷介電容器，它的一個電極就是安裝螺絲。引線電感極小，
頻率特性好，介電損耗小，有溫度補償作用。
不能做成大的容量，受振動會引起容量變化。
特別適于高頻旁路。
獨石電容器(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，高介電常數的低頻獨石電容器也具有穩定的性能，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。
制造工藝簡單，價格便宜，能得到較大的電容量
一般在低頻電路內，通常不能在高于3～4MHz的頻率上運用。油浸電容器的耐壓比普通紙質電容器高，穩定性也好，適用于高壓電路
微調電容器(半可變電容器)
電容量可在某一小范圍內調整，并可在調整后固定于某個電容值。
瓷介微調電容器的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的通常都采用彈簧式東，結構簡單，但穩定性較差。
線繞瓷介微調電容器是拆銅絲〈外電極〉來變動電容量的，故容量只能變小，不適合在需反復調試的場合使用
陶瓷電容器
用高介電常數的電容器陶瓷〈鈦酸鋇一氧化鈦〉擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質，并用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極制成。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的電容器，用于高穩定振蕩回路中，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，或對穩定性和損耗要求不高的場合〈包括高頻在內〉。這種電容器不宜使用在脈沖電路中，因為它們易于被脈沖電壓擊穿。
高頻瓷介電容器適用于高頻電路
云母電容器
就結構而言，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法或燒滲法鍍上銀層而成，由于消除了空氣間隙，溫度系數大為下降，電容穩定性也比箔片式高。
頻率特性好，Q值高，溫度系數小
不能做成大的容量
廣泛應用在高頻電器中，并可用作標準電容器
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，介質再以銀層電極經燒結而成"獨石"結構
性能可與云母電容器媲美，能耐受各種氣候環境，一般可在200℃或更高溫度下工作，額定工作電壓可達500V，損耗tgδ0.0005～0.008
電容器:電子設備中充當整流器的平滑濾波、電源和退耦、交流信號的旁路、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所使用的介質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、空氣或陶瓷介質結構。
電容器的損耗與漏電和使用環境的溫度有極大的關系！！！
固定電容器
固定電容器的檢測方法
A.檢測10pF以下的小電容因10pF以下的固定電容器容量太小,用萬用表進行測量,只能定性的檢查其是否有漏電,內部短路或擊穿現象。測量時,可選用萬用表R×10k擋,用兩表筆分別任意接電容的兩個引腳,阻值應為無窮大。若測出阻值(指針向右擺動)為零,則說明電容漏電損壞或內部擊穿。
B.檢測10PF～001μF固定電容器是否有充電現象,進而判斷其好壞。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等型號硅三極管組成復合管。萬用表的紅和黑表筆分別與復合管的發射極e和集電極c相接。由于復合三極管的放大作用,把被測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。
應注意的是：在測試操作時,特別是在測較小容量的電容時,要反復調換被測電容引腳接觸A、B兩點,才能明顯地看到萬用表指針的擺動。C對于001μF以上的固定電容,可用萬用表的R×10k擋直接測試電容器有無充電過程以及有無內部短路或漏電,并可根據指針向右擺動的幅度大小估計出電容器的容量。
[編輯本段]處理故障電容器時應注意哪些安全?
由于電容器的兩極具有剩留殘余電荷的特點，所以，首先應設法將其電荷放盡，否則容易發生觸電事故。處理故障電容器時，首先應拉開電容器組的斷路器及其上下隔離開關，如采用熔斷器保護，則應先取下熔絲管。此時，電容器組雖已經過放電電阻自行放電，但仍會有部分殘余電荷，因此，必須進行人工放電。放電時，要先將接地線的接地端與接地網固定好，再用接地棒多次對電容器放電，直至無火花和放電聲為止，最后將接地線固定好。同時，還應注意，電容器如果有內部斷線、熔絲熔斷或引線接觸不良時，其兩極間還可能會有殘余電荷，而在自動放電或人工放電時，這些殘余電荷是不會被放掉的。故運行或檢修人員在接觸故障電容器前，還應戴好絕緣手套，并用短路線短接故障電容器的兩極以使其放電。另外，對采用串聯接線方式的電容器還應單獨進行放電。
[編輯本段]電容器運行時常易發生哪些異常情況?
補償電容器運行時常易發生外殼鼓肚、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、環境溫度太高，通風不良。
2、電源電壓超過額定值，引起過載發熱。
編輯：admin 最后修改時間：2018-01-19
