电容器的基础知识及检测方法

电容器的基础知识及检测方法

一、基礎知識

電容器是一種儲能元件，在電路中用於調諧、濾波、耦合、旁路、能量轉換和延時。電容器通常叫做電容。 按其結構可分爲固定電容器、半可變電容器、可變電容器三種。

1． 常用電容的結構和特點
       常用的電容器按其介質材料可分爲電解電容器、雲母電容器、瓷介電容器、玻璃釉電容等。
表1　常用電容的結構和特點

電容種類	電 容 結 構 和 特 點	實物圖片
鋁電解電容	它是由鋁圓筒做負極，裏面裝有液體電解質，插入一片彎曲的鋁帶做正極製成。還需要經過直流電壓處理，使正極片上形成一層氧化膜做介質。它的特點是容量大，但是漏電大，誤差大，穩定性差，常用作交流旁路和濾波，在要求不高時也用於信號耦合。電解電容有正、負極之分，使用時不能接反。有正負極性，使用的時候，正負極不要接反。
紙介電容	用兩片金屬箔做電極，夾在極薄的電容紙中，卷成圓柱形或者扁柱形芯子，然後密封在金屬殼或者絕緣材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）殼中製成。它的特點是體積較小，容量可以做得較大。但是有固有電感和損耗都比較大，用於低頻比較合適。
金屬化紙介電容	結構和紙介電容基本相同。它是在電容器紙上覆上一層金屬膜來代替金屬箔，體積小，容量較大，一般用在低頻電路中。
油浸紙介電容	它是把紙介電容浸在經過特別處理的油裏，能增強它的耐壓。它的特點是電容量大、耐壓高，但是體積較大。
玻璃釉電容	以玻璃釉作介質，具有瓷介電容器的優點，且體積更小，耐高溫。
陶瓷電容	用陶瓷做介質，在陶瓷基體兩面噴塗銀層，然後燒成銀質薄膜做極板製成。它的特點是體積小，耐熱性好、損耗小、絕緣電阻高，但容量小，適宜用於高頻電路。    鐵電陶瓷電容容量較大，但是損耗和溫度係數較大，適宜用於低頻電路。
薄膜電容	結構和紙介電容相同，介質是滌綸或者聚苯乙烯。滌綸薄膜電容，介電常數較高，體積小，容量大，穩定性較好，適宜做旁路電容。     聚苯乙烯薄膜電容，介質損耗小，絕緣電阻高，但是溫度係數大，可用於高頻電路。
雲母電容	用金屬箔或者在雲母片上噴塗銀層做電極板，極板和雲母一層一層疊合後，再壓鑄在膠木粉或封固在環氧樹脂中製成。它的特點是介質損耗小，絕緣電阻大、溫度係數小，適宜用於高頻電路。
鉭、鈮電解電容	它用金屬鉭或者鈮做正極，用稀硫酸等配液做負極，用鉭或鈮表面生成的氧化膜做介質製成。它的特點是體積小、容量大、性能穩定、壽命長、絕緣電阻大、溫度特性好。用在要求較高的設備中。
半可變電容	也叫做微調電容。它是由兩片或者兩組小型金屬彈片，中間夾著介質製成。調節的時候改變兩片之間的距離或者面積。它的介質有空氣、陶瓷、雲母、薄膜等
可變電容	它由一組定片和一組動片組成，它的容量隨著動片的轉動可以連續改變。把兩組可變電容裝在一起同軸轉動，叫做雙連。可變電容的介質有空氣和聚苯乙烯兩種。空氣介質可變電容體積大，損耗小，多用在電子管收音機中。聚苯乙烯介質可變電容做成密封式的，體積小，多用在晶體管收音機中。

 

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2． 主要性能指標
標稱容量和允許誤差：電容器儲存電荷的能力，常用的單位是F、uF、pF。電容器上標有的電容數是電容器的標稱容量。電容器的標稱容量和它的實際容量會有誤差。常用固定電容允許誤差的等級見表2。常用固定電容的標稱容量系列見表3。一般，電容器上都直接寫出其容量，也有用數位來標誌容量的，通常在容量小於10000pF的時候，用pF做單位，大於10000pF的時候，用uF做單位。爲了簡便起見，大於100pF而小於1uF的電容常常不注單位。沒有小數點的，它的單位是pF，有小數點的，它的單位是uF。如有的電容上標有“332”（3300pF）三位有效數字，左起兩位元給出電容量的第一、二位元數位，而第三位元數位則表示在後加0的個數，單位是pF。

額定工作電壓：在規定的工作溫度範圍內，電容長期可靠地工作，它能承受的最大直流電壓，就是電容的耐壓，也叫做電容的直流工作電壓。如果在交流電路中，要注意所加的交流電壓最大值不能超過電容的直流工作電壓值。常用的固定電容工作電壓有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V、1000V。

表2　 常用固定電容允許誤差的等

允許誤差	±2%	±5%	±10%	±20%	(+20% -30%)	(+50% -20%)	(+100%-10%)
級　　別	02	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ	Ⅵ

表3 常用固定電容的標稱容量系列

電容類別	允許誤差	容量範圍	標 稱 容 量 系 列
紙介電容、金屬化紙介電容、紙膜複合介質電容、低頻（有極性）有機薄膜介質電容	5% ±10% ±20%	100pF-1uF	1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8
		1uF-100uF	1 2 4 6 8 10 15 20 30 50 60 80 100
高頻（無極性）有機薄膜介質電容、瓷介電容、玻璃釉電容、雲母電容	5%	1pF-1uF	1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1
	10%		1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2
	20%		1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8
鋁、鉭、鈮、鈦電解電容	10% ±20% +50/-20% +100/-10%	1uF-1000000uF	1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8 (容量單位uF)

絕緣電阻：由於電容兩極之間的介質不是絕對的絕緣體，它的電阻不是無限大，而是一個有限的數值，一般在1000兆歐以上，電容兩極之間的電阻叫做絕緣電阻，或者叫做漏電電阻，大小是額定工作電壓下的直流電壓與通過電容的漏電流的比值。漏電電阻越小，漏電越嚴重。電容漏電會引起能量損耗，這種損耗不僅影響電容的壽命，而且會影響電路的工作。因此，漏電電阻越大越好。

介質損耗：電容器在電場作用下消耗的能量，通常用損耗功率和電容器的無功功率之比，即損耗角的正切值表示。損耗角越大，電容器的損耗越大，損耗角大的電容不適於高頻情況下工作。

表4　 常用電容的幾項特性

電容種類	容量範圍	直流工作電壓（ V）	運用頻率（MHz）	準確度	漏電電阻（>MΩ）
中小型紙介電容	470pF-0.22uF	63-630	8以下	-Ⅲ	>5000
金屬殼密封紙介電容	0.01uF-10uF	250-1600	直流，脈動直流	Ⅰ>-Ⅲ	>1000-5000
中小型金屬化紙介電容	0.01uF-0.22uF	160、250、400	8以下	Ⅰ>-Ⅲ	>2000
金屬殼密封金屬化紙介電容	0.22uF-30uF	160-1600	直流，脈動電流	Ⅰ>-Ⅲ	>30-5000
薄膜電容	3pF-0.1uF	63-500	高頻、低頻	Ⅰ>-Ⅲ	>10000
雲母電容	10pF-0.51uF	100-7000	75-250以下	02-Ⅲ	>10000
瓷介電容	1pF-0.1uF	63-630	低頻、高頻	02-Ⅲ	>10000
鋁電解電容	1uF-10000uF	4-500	直流，脈動直流	ⅣⅤ
鉭、鈮電解電容	0.47uF-1000uF	6.3-160	直流，脈動直流	ⅢⅣ
瓷介微調電容	2/7pF-7/25pF	250-500	高頻		>1000-10000
可變電容	7pF-1100pF	100以上	低頻，高頻		>500

 

3．命名方法
根據部頒標準（SJ-73）規定，電容器的命名由下列四部分組成：第一部分（主稱）；第二部分：（材料）；第三部分（分類特徵）；第四部分（序號）。它們的型號及意義見下表。

表5　電容器型號命名方法

第一部分		第二部分		第三部分		第四部分
用字母表示主稱		用字母表示材料		用數位或字母表示特徵		序號
符號	意義	符號	意義	符號	意義
C	電容器	C I O Y V Z J B F L S Q H D A G N T M E	瓷介 玻璃釉 玻璃膜 雲母 雲母紙 紙介 金屬化紙 聚苯乙烯 聚四氟乙烯 滌綸 聚碳酸酯 漆膜 紙膜複合 鋁電解 鉭電解 金屬電解 鈮電解 鈦電解 壓敏 其他材料	T W J X S D M Y C	鐵電 微調 金屬化 小型 獨石 低壓 密封 高壓 穿心式	包括： 品種、尺寸、代號、溫度特性、直流工作電壓、標稱值、允許誤差、標準代號。

表6　第三部分是數位時所代表的意義：

符號	特徵（型號的第三部分）的意義
（數位）	瓷介電容器	去母電容器	有機電容器	電解電容器
1	圓片		非密封	箔式
2	管型	非密封	非密封	箔式
3	叠片	密封	密封	燒結粉液體
4	獨石	密封	密封	燒結粉固體
5	穿心		穿心
6
7				無極性
8	高壓	高壓	高壓
9			特殊	特殊

 

4．選用常識
電容在電路中實際要承受的電壓不能超過它的耐壓值。在濾波電路中，電容的耐壓值不要小於交流有效值的1.42倍。使用電解電容的時候，還要注意正負極不要接反。

不同電路應該選用不同種類的電容。揩振回路可以選用雲母、高頻陶瓷電容，隔直流可以選用紙介、滌綸、雲母、電解、陶瓷等電容，濾波可以選用電解電容，旁路可以選用滌綸、紙介、陶瓷、電解等電容。
    電容在裝入電路前要檢查它有沒有短路、斷路和漏電等現象，並且核對它的電容值。安裝的時候，要使電容的類別、容量、耐壓等符號容易看到，以便核實。

 

二、電容器檢測的一般方法

1.固定電容器的檢測.
　　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，阻值應爲無窮大。若測出阻值(指標向右擺動)爲零，則說明電容漏電損壞或內部擊穿。

B檢測10PF～001μF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。兩隻三極管的β值均爲100以上，且穿透電流要小。可選用3DG6等型號矽三極管組成複合管。萬用表的紅和黑表筆分別與複合管的發射極e和集電極c相接。由於複合三極管的放大作用，把被測電容的充放電過程予以放大，使萬用表指標擺幅度加大，從而便於觀察。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標的擺動。C對於001μF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，並可根據指標向右擺動的幅度大小估計出電容器的容量。

2.電解電容器的檢測
　　A因爲電解電容的容量較一般固定電容大得多，所以，測量時，應針對不同容量選用合適的量程。根據經驗，一般情況下，1～47μF間的電容，可用R×1k擋測量，大於47μF的電容可用R×100擋測量。
　　B將萬用表紅表筆接負極，黑表筆接正極，在剛接觸的瞬間，萬用表指標即向右偏轉較大偏度(對於同一電阻擋，容量越大，擺幅越大)，接著逐漸向左回轉，直到停在某一位置。此時的阻值便是電解電容的正向漏電阻，此值略大於反向漏電阻。實際使用經驗表明，電解電容的漏電阻一般應在幾百kΩ以上，否則，將不能正常工作。在測試中，若正向、反向均無充電的現象，即錶針不動，則說明容量消失或內部斷路；如果所測阻值很小或爲零，說明電容漏電大或已擊穿損壞，不能再使用。C對於正、負極標誌不明的電解電容器，可利用上述測量漏電阻的方法加以判別。即先任意測一下漏電阻，記住其大小，然後交換表筆再測出一個阻值。兩次測量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表筆接的是正極，紅表筆接的是負極。D使用萬用表電阻擋，採用給電解電容進行正、反向充電的方法，根據指標向右擺動幅度的大小，可估測出電解電容的容量。

3.可變電容器的檢測
　　A用手輕輕旋動轉軸，應感覺十分平滑，不應感覺有時松時緊甚至有卡滯現象。將載軸向前、後、上、下、左、右等各個方向推動時，轉軸不應有鬆動的現象。B用一隻手旋動轉軸，另一隻手輕摸動片組的外緣，不應感覺有任何松脫現象。轉軸與動片之間接觸不良的可變電容器，是不能再繼續使用的。C將萬用表置於R×10k擋，一隻手將兩個表筆分別接可變電容器的動片和定片的引出端，另一隻手將轉軸緩緩旋動幾個來回，萬用表指標都應在無窮大位置不動。在旋動轉軸的過程中，如果指標有時指向零，說明動片和定片之間存在短路點；如果碰到某一角度，萬用表讀數不爲無窮大而是出現一定阻值，說明可變電容器動片與定片之間存在漏電現象。