2.1 电容元件选用与检测的必备知识

电容的种类很多，如按是否有极性来分，可分为无极性电容器和有极性电容器两大类，它们在电路中的符号稍有差别。

电容器的主要参数有标称电容量（简称电容量）、允许偏差、额定电压、漏电流、绝缘电阻、损耗因数、温度系数、频率特性等。知道这些参数对合理选用和正确使用电容器，很有好处。

1.电容器是怎样构成的？怎样识别其电路图形符号？

电容器是由2个相互靠近的金属电极板构成的，中间绝缘，当在2电极两端加上电压时，电容器就可以储存电能。

电容器在电路中用字母“C”表示，各种电容器的电路图形符号如图2-1所示。

2.电容器的标称电容量基本单位有那些？它们之间的换算关系是怎样的？

（1）标称电容量基本单位

电容器储存电荷的能力，用电容量表示。电容量与极板面积和介质材料有关。其基本单位是“法拉”，用“F”表示；在实际使用中，经常用“F”的百万分之一作单位，即“微法”，用字母“mF”表示，在电路图上，一般只写一个“m”；在实际使用中，有时也用mF的百万分之一作单位，即“皮法”，用“pF”表示，在电路图上，一般只写一个“p”字。

（2）标称电容量基本单位换算关系

电容器标称电容量基本单位之间的换算关系为

1F=106mF=1012pF

1mF=10-6F=106pF

在一些进口电容器上还用mF及nF作单位，欧洲有些国家将电容器的单位用千兆微微法缩写成一个“G”字（注意这里的G与国际单位制中词头G代表的因数109是不同的）。这些单位之间的关系为

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

1mF（毫法）=10-3F=103mF

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

一只100pF的电容器，加到10V电源上，两极板充的电荷与极板间电压成正比，即

Q=CU=100×10-12×10=10-9C（库仑）

式中 Q—极板上所充得的电荷；

C—电容器的电容量；

U—极板上所加的电压。

3.什么是电容器的允许偏差？电容器的允许偏差有怎样的特点？

允许偏差是指电容器的标称电容量与实际电容量之间最大允许的偏差范围。

电容器的电容量偏差与电容器介质材料及电容量大小有关。电解电容器的电容量较大，误差范围大于±10%；而云母电容器、玻璃釉电容器、瓷介电容器及其他无极性高频有机介质薄膜电容器（如涤纶电容、聚苯乙烯电容器、聚苯烯电容器等）的电容器相对较小，误差范围大于±20%。

4.什么是电容器的额定电压？在选择电容器的额定电压时有怎样的要求？

电容器正常工作时，保证绝缘介质不被加在两极板的电压击穿的最大直流工作电压，就称为电容器的额定直流工作电压，简称额定电压（又称耐压），它与介质种类和厚度有关。

在选用电容器时，必须根据电容器在电路中的不同部位，确定不同的耐压值。电容器的工作电压应低于电容器上标注的额定电压值，否则会导致电容器因过压而被击穿损坏。

5.电容器对其绝缘电阻、频率特性、温度系数有怎样的要求？

（1）绝缘电阻

电容器的绝缘电阻也称为漏电阻，该电阻值的大小是衡量其绝缘性能好坏的重要指标。绝缘电阻越大，表明电容器的漏电流越小，质量也越好。正常的绝缘电阻一般应在5GW以上。

（2）频率特性

频率特性是指电容器对不同频率所表现出的性能（即电容器的电参数随着电路工作频率的变化而改变的特性）。不同介质材料的电容器其最高工作频率也不同。通常电容量较大的电容器（例如电解电容器）只能在低频电路中正常工作，高频电路中只能使用电容量较小的高频瓷介电容器或云母电容器等。

（3）温度系数

温度系数是指在一定温度范围内，温度每变化1℃，电容器电容量的相对变化值。温度系数值越小，电容器的性能越好。

6.电容器对其漏电流、损耗因数有怎样的要求？

（1）漏电流

电容器的介质材料不是绝对绝缘体，它在一定的工作温度及电压条件下，也会有电流流过，该电流就是漏电流。

电解电容器的漏电流一般会大一些，而其他类型的电容器漏电流较小。

（2）损耗因数

损耗因数也称电容器的损耗角正切值，用来表示电容器能量损耗的大小。损耗因数值越小，则说明电容器的质量越好。

7.怎样识别采用直接标注电容器的电容量值？

（1）常规标注方法

这种表示方法较简单，多用于体积稍大的电容器，它是直接在其外表面写上标称电容量值，并写上单位，如图2-2所示中的（a）～（e）所示。还有一些电容器上只标出电容量的数值而不标注单位，如数值中带有小数点，则容量单位是mF，如图2-2（d）与（e）所示，如用不带小数点的4位数或2位数表示电容量，则它们的单位为pF。

（2）进口电容器小数点表示方法

进口电容器上有时用n隔开整数部分与小数部分，或用R代表小数点，例如：

2n9即为2.9nF=2900pF；

R56mF即为R56MF=0.56MF。

8.怎样识别采用数码标注电容器的电容量值？

（1）电容量的表示方法

此法较为常见，一般用3位数字表示电容器电容量大小，如图2-2（f）～（i）所示，此时其单位应为皮法（pF），前面两位数表示电容器电容量的有效数字，第3位数表示有效数字后面要加多少个零（即乘以10x次幂，x为第三位数字）。

（2）电容量表示方法举例

例如：电容量标为“223”，则标称电容量为

22×103pF=22000pF=0.022MF

电容量标为“472”，则标称电容量为

47×102pF=4700pF

若第3位数字是“9”，则表示电容量在1pF～9.9pF之间，这个“9”是“10-1”的意思。

例如：电容量标为“339”，则标称电容量为

33×10-1pF=3.3pF

9.怎样识别采用色码标注电容器的电容量值？

（1）电容量的表示方法

色码或色环表示法与数码表示法相似，但它标的不是数字，而是用不同的颜色代表不同的数值。颜色与数值的对应关系为

黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白

↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

电容器上色码表示方法示意图如图2-3所示，沿着引线方向第1色、第2色表示电容器的有效数字，第3色表示有效数字后面应补加的零的个数，其单位也是pF。

（2）电容量的表示方法举例

例如：沿着引线方向，第1色环是红，第2色环仍然是红，第3色环是黄，则其数码为224，按上述方法即可得电容量为

22×104pF=220000pF=0.22MF

又如：沿引线方向颜色分别为“棕”、“黑”、“绿”，则其数码为105，则电容量为

10×105pF=1000000pF=1MF

以上的0.22MF实例，是将色环相同的合并加宽而成的，即由宽的红加黄组合而成。如电容器上只有一条很宽的色环为红色，则说明三位数字都是2，即222，电容量为

22×102pF=2200pF

10.怎样识别采用单位标注电容器的电容量值？

此法是国际电工委员会推荐的标志方法。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）来表示电容量的数量级，并表示小数点位置。

例如

4n7表示为4.7×10-9F=4700pF

6p8表示为6.8×10-12F=6.8pF

3μ3表示为3.3×10-6F=3.3μF

11.怎样识别采用其他表示法标注电容器的电容量值？

（1）数字前面冠以R方式

有些在数字前面冠以R来表示电容量，这种电容器一般只有零点几微法。

例如：R33表示0.33μF，R10表示0.1μF，这里的R相当于小数点。

（2）不标单位的表示法

还有不标单位的表示法，可以凭经验看出电容量是多少。用1位至4位数字表示的，则电容量单位为pF。

例如：2200表示电容量为2200pF，39表示电容量为39pF。

若用零点几或零点零几来表示，其单位是μF。

例如：0.1表示为0.1μF，0.047表示为0.047μF。

12.怎样识别电容器的允许误差？

（1）直接表示法

例如用±5%、±10%、±29%等表示；也有用Ⅰ级（±5%）、Ⅱ级（±10%）、Ⅲ级（±20%）等来表示的。

（2）用字母表示法

用各种字母表示电容器误差的含义见表2-1所列。其中，允许误差值为5%、10%、20%的电容器使用最多，因而应记住其对应的字母。

13.怎样识别电解电容器上的极性标志？

小型塑料封装电解电容器的两条引线，有一条较长，它是正极引线。铝外壳的电解电容器上用“+”符号作为正极标记，如图2-2（a）所示。还有些电解电容器用“-”号表示负极标记，如图2-2（b）所示。

14.怎样识别固定无极性电容器的电路图形符号？

固定无极性电容器是电子设备中应用相当广泛的一种电子元器件之一，也是电子元器件中类型最多的一种元件。

常见的固定无极性电容器的外形及电路符号如图2-4所示，按介质不同分类，有纸介电容器、油浸纸介密封电容器，金属化纸介电容器、云母电容器、有机介质薄膜电容器、玻璃釉电容器、陶瓷电容器等。

15.固定无极性电容器有怎样的特点？通常适用于哪些场合？

固定电容器的类型较多，由于其各自的特点不同，故适用的场合也不一样，具体说明如下。

（1）纸介电容器

纸介电容器体积大，损耗大。除了油浸纸介密封电容器和金属化纸介电容器还有少量应用外，其他纸介电容器现在已基本不用了。

（2）云母电容器

云母电容器的电容量稳定，绝缘电阻值大，但电容量较小，一般用于高频电路中。

（3）陶瓷电容器

陶瓷电容器体积小，性能稳定，耐热性能好，适用于高频电路中。

（4）有机介质薄膜电容器

有机介质薄膜电容器的介质有聚苯乙烯和涤纶，前者绝缘电阻值大，性能稳定，精度高，可用于高频电路中，后者电容量大，体积小，广泛应用于中、低频电路中。

16.怎样识别固定有极性电容的电路图形符号？

固定有极性电容器是指其引脚有正、负极之分的一种电容器。

有极性电容器的内部构造比无极性电容器复杂。常见的固定有极性电容器的外形及电路符号如图2-5所示。此类电容器如按正极材料的不同，可分为铝电解电容器及钽（或银）电解电容器等。由于此类电容器的两条引线分别引出电容器的正极和负极，因此在电路中不能接错。

17.固定有极性电容有怎样的特点？通常适用于那些场合？

电解电容器是通过电化学方法在金属极板上形成氧化膜作为介质的电容器。阳极可为铝、钽、铌、钛等金属或合金，阴极是液体、半流体电解质，介质是金属氧化膜。

（1）铝电解电容器

铝电解电容电容量大，体积大，漏电大，适用于低频电路中。使用中注意不能接反，漏电不可过大。

（2）钽（或铌）电解电容器

钽（或铌）电解电容器体积小，电容量稳定，绝缘电阻值大，温度特性好，但价格较贵，一般应用于较高级的电子设备中。

（3）双极性电解电容器

双极性电解电容器是由2个有极性电容器封装在一起的，由于2个正负极相互抵消，故也称为无极性电解电容器，它的2个极板均经过相同的处理，可用于电声分频电路和脉冲电路中。

（4）其他类型电解电容器

电容器除了以上这些类型外，铝电解电容器还有双电容器组合式结构，其引脚有三端式和四端式2种。

三端组合式电容器又分共正极型（内部两只电容器的正极相连接后，作为公共正极）和共负极型（内部两只电容器的负极相连接后，作为公共负极）。

四端组合式电容器内部的2只电容器相互独立。

18.可变电容器是怎样分类的？

可变电容器按其结构分类，可分为单联可变电容器、双联可变电容器和多联可变电容器；按其介质分类，可分为空气介质和有机薄膜介质可变电容器；按其作用分类，可分为可变和半可变（微调）电容器。各种可变电容器的外形和电路图形符号如图2-6所示。

19.单联可变电容器有怎样的特点？

单联可变电容器分为空气单联可变电容器和有机介质单联可变电容器。单联可变电容器有两组平行极板，如图2-6（a）所示，其中一组固定不动，另一组固定在转轴上，分别称为定片和动片。动片全部旋入时，可变电容器的电容量最大，反之则最小。

空气单联可变电容器体积大，电容量不够稳定；有机介质单联可变电容器体积小，密封于塑料外壳中。单联可变电容器的电容量表示的是电容量可变化的范围，如12/360pF、7/270pF等。

20.双联可变电容器有怎样的特点？

双联可变电容器分为空气双联可变电容器和有机介质双联可变电容器2种，如图2-6（d）所示。它有两组动片和两组定片，动片连接在一起，通过旋轴实现同步旋转，与单联可变电容器一样都可以作为收音机的调谐选台用。

双联可变电容器的电容量有等容和差容2种。等容是指两联最大电容量相等，差容则是不相等。等容双联可变电容器的表示法为2×270pF，2×360pF，差容表示法所示为两联最大电容量，如60/127pF，250/290pF等。

21.多联可变电容器在应用方面有怎样的特点？

四联、五联可变电容器常用于带调幅（AM）、调频（FM）的广播收音机调谐选台。其他多联可变电容器用于特殊的电子设备中。

22.半可变电容器有哪些类型？有怎样的作用？

半可变电容器也称为微调电容器，如图2-6（e）、（f）所示。常见的有瓷介质、空气介质和有机介质薄膜电容器，还有一种称为拉线微调电容器，它们的作用类似于微调电容器。