1.2 电容器

在电子产品中，电容器也是必不可少基本元件之一。它由两个相互靠近的导体和中间所夹的一层绝缘介质组成。电容器用符号“C”表示，是一种储能元件，常用于谐振、耦合、隔直、交流旁路等电路中。

1.2.1 固定电容器

1.常见固定电容器实物、电路符号及单位

1）常见固定电容器实物图与电路符号如图1-16所示。

2）固定电容器的单位。

电容器在使用中常用的单位有：法[拉]（F）、毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）等，其换算关系为1F=103mF=106μF=109nF=1012pF。实际常用的是微法（μF）和皮法（pF）两个单位。

2.常见固定电容器结构特点与命名方法

（1）常见固定电容器的结构特点

1）纸介电容器（CZ）——以纸作为绝缘介质，以金属箔作为电极板卷绕而成。

它的制造成本低、容量范围大、耐压范围宽（36V～30kV）、体积大。用于直流或低频电路中。

2）瓷介电容器（CC）——在陶瓷薄片的两面涂银并焊接引线，被釉烧结后而制成。可分为低压小功率和高压大功率两种，而低压小功率的瓷介电容器又可分高频瓷介和低频瓷介两种。

高频瓷介电容器体积小、耐热性好、绝缘电阻大、损耗小、稳定性高，但其容量范围较窄（1pF～0.1μF），常用于高频、脉冲、温度补偿电路中。

低频瓷介电容器的绝缘电阻小、损耗大、稳定性差，但重量轻、价格低廉、容量大，一般用于低频电路中。

瓷介电容器在普通电子产品中广泛用做旁路和耦合元件。

3）云母电容器（CY）——以云母为介质，用锡箔和云母片层叠后在胶木粉中压铸而成。其容量一般为4.7pF～0.051μF，直流耐压通常在100V～5kV之间，最高可达到40kV。

由于生产工艺复杂、成本高、体积大、容量有限，所以其使用范围受到了一定的限制。

4）铝电解电容器（CD）——用铝箔和浸有电解液的纤维带交叠卷成圆筒形后，封装在铝壳内而制成。

它绝缘电阻小、漏电损耗大，容量范围为0.33～4700μF，额定工作电压一般在6.3～500V之间，主要用做电源滤波和音频旁路。

5）钽电解电容器（CA）——采用金属（或粉剂或溶液）作为电解质制作而成。

与铝电解电容器相比，它具有绝缘电阻大、漏电小、寿命长、比率电容大、长期存放性能稳定、温度及频率特性好等优点。

主要用于一些电性能要求较高的电路，如积分、计时、延时开关电路等。

6）绦纶电容器（CL）——这种电容器是以绦纶有机薄膜作为介质材料制作而成的。

它具有体积小、容量范围大（510pF～5μF）、耐热、耐湿性能好的特点，其额定电压在35V～1kV之间，在低频或直流电路中作为旁路电容使用。

（2）电容器的命名方法

根据国家标准，电容器的命名一般由4个部分组成，其方法如图1-17所示。电容器材料代号及其含义如表1-11所示。电容器特性分类中数字及字母含义如表1-12所示。

例如，CT12型表示为圆片低频瓷介电容器，“2”表示序号。

3.电容器的主要参数

（1）标称容值与允许偏差

电容器标称容值、允许偏差与电阻器相同，具体规定可参见前面相应的内容。其标注方法也与电阻器一样有如下几种。

1）直标法。将电容器的容量、正负极性、耐压、偏差等参数直接标注在电容体上，这种方法主要用于体积比较大的元件，比如电解电容。其表示方法如图1-18a所示。

2）文字符号法。将电容器主要参数用文字符号和数字有规律的组合来表示的方法。标称值中常用符号是：F、m、μ、n、p等，常常用到“μ”和“n”。固定电容器的参数表示方法示意图如图1-18b所示。

例如，6n8→6800pF；2μ2→2.2μF；p82→0.82pF。

3）数码法。这是用3位数码来表示电容器参数的方法，其允许偏差通常用字母符号表示。识别方法与电阻器一样，单位为pF。但当第3位数为“9”时，表示的是10-1。其表示方法如图1-18c所示。

例如，102→1000pF；339→3.3pF；103→0.01μF；224→0.22μF。

4）色标法。使用的颜色和规则与电阻器一样，单位为pF。甚至电容器耐压也有使用颜色标识的，具体可参阅相关资料。

（2）电容器的耐压

电容器的耐压是指在规定的温度范围内能长期可靠地工作所能承受的最大直流电压。它的大小与介质厚度、种类有关。该参数一般都直接标记在电容器上，以便选用。若未标注耐压者，一般则为63V。但要注意的是，当电容器工作在交流电路时，交流电压峰值不得超过额定直流工作电压。

电容器常用的额定直流工作电压有：6.3V、10V、16V、25V、63V、100V、160V、250V、400V、630V、1kV、1.6kV和2.5kV等。

（3）电容器的工作温度范围

电容器必须在指定的工作温度范围内才能稳定工作。一般的电解电容器都直接标出它的上限工作温度，如85℃或105℃等。

（4）电容器的损耗角正切值tanδ

损耗角正切值tanδ是指当电流流过电容器时，电容器的损耗功率与存储功率的比值。该值的大小取决于电容器介质所用的材料、厚度及制造工艺，它真实地表征了电容器质量的优劣。其数值越小，表明电容器质量越好。tanδ数值一般都在10-2～10-4之间，但该值一般不标注在电容器体上，只能用专用仪器来测量，也可以根据电容器所用的介质作为参考。

（5）电容器的温度系数

温度系数是反映电容器稳定性的一个重要参数，该值有正有负，它的绝对值越小，表明电容器温度稳定性越高。

1.2.2 可变电容器

1.常用可变电容器实物与结构特点

（1）常用可变电容器实物

常用可变电容器实物图如图1-19所示。

（2）常用可变电容器的结构特点

1）单联可变电容器是由一组动片和一组定片以及转轴等组成的，可用空气或薄膜作介质。

当转动旋轴时，就改变了动片与定片的相对位置，即可调整容量。当动片组全部旋出时，电容器容量最小。一般可变容量在7～270pF之间。

2）双联可变电容器由两组动片和两组定片以及转轴等组成。双联可变电容器的动片被安装在同一根转轴上，当旋动转轴时，双联动片组同步转动（转动角度相同）。

若两连最大电容量相同，则称为等容双连，容量一般为2×270pF、2×365pF等。若两联容量不相同，则称为差容双连，容量一般为60/170pF、250/290pF等。

3）微调电容器的容量较小，调整范围也小。其最小/最大容量一般为5/20pF、7/30pF等。

2.常用可变电容器的电路符号

常用可变电容器的电路符号如图1-20所示。

1.2.3 任务2——电容器的识别与判别

1.实训目的

1）能描述电容器的基本特性。

2）会熟练使用DT-890型数字万用表。

3）能正确识别与判别电容器。

2.实训设备与器材准备

1）MF47A型指针万用表 1块。

2）DT-890型数字万用表 1块。

3）某彩色电视机电路机板 1块。

4）各类固定电容器与可变电容器 若干。

3.实训主要设备简介

DT-890型数字万用表面板示意图如图1-21所示。

DT-890型数字万用表电容档的使用非常简单。首先将数字万用表置于电阻R×1kΩ档，短路两表笔，调节“电容校零”旋钮，使LCD显示器全显示为0。接着，将量程开关置于所需的电容量程档（2nF～20μF，共5档）。然后，将被测电容器插入电容测量口，对于电解电容要注意极性。最后，读取显示器上显示的数字便是电容器的电容值。

4.实训步骤与报告

（1）电容器的直观识别

1）准备一块电路整机板，如彩色电视机电路机板。

2）在整机板上对各类电容器的标称阻值、允许偏差、耐压、标注方式、种类以及数量等进行识别。

3）做好记录。

（2）电容器的容量测试

1）将DT-890型数字万用表置于所需电容档量程。

2）对单个的各类电容器的容量进行实际测试。

3）将所测结果与标称容量进行比较，若在允许偏差范围内，则为合格器件。

（3）5000pF以上无极性电容器的检测

1）利用MF47A型万用表电阻档R×10kΩ或R×1kΩ档测量电容器两端，表头指针应先摆动一定角度后返回∞（由于万用表精度所限，所以该类电容指针最后都应指向无穷大）。

2）若指针没有任何变动，则说明电容器已开路；若指针最后不能返回∞，则说明电容漏电较严重；若为0Ω，则说明电容器已击穿。

3）电容器容量越大，指针摆动幅度就越大。可以根据指针摆动最大幅度值来判断电容器容量的大小，以确定电容器容量是否减小了。测量时必须记录好测量不同容量的电容器时万用表指针摆动的最大幅度，作出准确判断。若因容量太小看不清指针的摆动，则可调转电容两极再测一次，这次指针摆动幅度会更大。

4）5000pF以下无极性电容器的检测

1）用MF47A型万用表R×10kΩ档测量，指针应一直指到∞。若指针指向无穷大，则只能说明电容器没有漏电，是否有容量却无法确定。

2）利用DT-890型数字万用表测量其容量，若容量正常，则该电容器为合格元件。

（5）电解电容器的检测

1）利用MF47A型万用表黑表笔接电容器正极，红表笔接电容器负极。

2）万用表指针摆动一定幅度后返回∞，但并不是所有的电容器都会使万用表指针返回至∞，有些会慢慢地稳定在某一位置上。

3）读出该位置阻值，即为电容器漏电电阻，漏电电阻越大，其绝缘性越高。一般情况下，电解电容器的漏电电阻大于500kΩ时性能较好，在200～500kΩ时电容器性能一般，而小于200kΩ时漏电较为严重。

（6）可变电容器的检测

1）首先观察可变电容动片和定片有无松动。

2）然后再用万用表最高电阻档测量动片和定片的引脚电阻，并且调整电容器的转轴。

3）若发现旋转到某些位置时指针发生偏转，甚至指向0Ω时，则说明电容器有漏电或碰片情况。

4）对于旋动不灵活或动片不能完全旋入和旋出的电容器，都必须修理或更换。对于四联可调电容器，必须对四组可调电容分别测量。

（7）电容器的识别与判别实训报告

5.实训注意事项

1）当利用MF47A型指针式万用表电阻档检测电容器时，插入“+”插孔的红表笔是负极，因它接表内电池的负端；插入“∗”插孔的黑表笔是正极，因它接表内电池的正端。针式万用表电阻档内部结构如图1-22所示。

2）电容器常见故障有开路、短路、漏电或容量减小等。

3）每测量一次电容器前都必须先对电容器进行放电，然后才能进行测量（无极性电容器也一样）。

4）测量电解电容器时一般选用R×1kΩ或R×10kΩ档，但47μF以上的电容器一般不再用R×10kΩ档。

5）选用电阻档时，要注意万用表内电池电压（一般最高电阻档使用6～22.5V的电池，其余的使用1.5V或3V电池）不应高于电容器额定直流工作电压，否则测量出来的结果是不准确的。

6）当电容器容量大于470μF时，可先用R×1Ω档测量，在电容器充满电后（指针指向∞处）再调至R×1kΩ档，待指针再次稳定后，就可以读出其漏电电阻值，这样可大大缩短电容器的充电时间。