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、基础知识
电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。电容器通常叫做电容。
按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。
1． 常用电容的结构和特点
常用的电容器按其介质材料可分为电解电容器、云母电容器、瓷介电容器、玻璃釉电容等。
表1 常用电容的结构和特点
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电容种类
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电 容 结 构 和 特 点
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铝电解电容
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它 是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大，但 是漏电大，误差大，稳定性差，常用作交流旁路和滤波，在要求不高时也用于信号耦合。电解电容有正、负极之分，使用时不能接反。有正负极性，使用的时候，正 负极不要接反。
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纸介电容
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用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中制成。它的特点是体积较小，容量可以做得较大。但是有固有电感和损耗都比较大，用于低频比较合适。
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金属化纸介电容
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结构和纸介电容基本相同。它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔，体积小，容量较大，一般用在低频电路中。
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油浸纸介电容
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它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强它的耐压。它的特点是电容量大、耐压高，但是体积较大。
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玻璃釉电容
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以玻璃釉作介质，具有瓷介电容器的优点，且体积更小，耐高温。
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陶瓷电容
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用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路。
铁电陶瓷电容容量较大，但是损耗和温度系数较大，适宜用于低频电路。
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薄膜电容
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结构和纸介电容相同，介质是涤纶或者聚苯乙烯。涤纶薄膜电容，介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好，适宜做旁路电容。
聚苯乙烯薄膜电容，介质损耗小，绝缘电阻高，但是温度系数大，可用于高频电路。
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云母电容
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用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。它的特点是介质损耗小，绝缘电阻大、温度系数小，适宜用于高频电路。
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钽、铌电解电容
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它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。它的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。用在要求较高的设备中。
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半可变电容
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也叫做微调电容。它是由两片或者两组小型金属弹片，中间夹着介质制成。调节的时候改变两片之间的距离或者面积。它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。
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可变电容
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它 由一组定片和一组动片组成，它的容量随着动片的转动可以连续改变。把两组可变电容装在一起同轴转动，叫做双连。可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。空气 介质可变电容体积大，损耗小，多用在电子管收音机中。聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的，体积小，多用在晶体管收音机中。
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2． 主要性能指标
标 称容量和允许误差：电容器储存电荷的能力，常用的单位是F、uF、pF。电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。电容器的标称容量和它的实际容量会有误 差。常用固定电容允许误差的等级见表2。常用固定电容的标称容量系列见表3。一般，电容器上都直接写出其容量，也有用数字来标志容量的，通常在容量小于 10000pF的时候，用pF做单位，大于10000pF的时候，用uF做单位。为了简便起见，大于100pF而小于1uF的电容常常不注单位。没有小数 点的，它的单位是pF，有小数点的，它的单位是uF。如有的电容上标有“332”（3300pF）三位有效数字，左起两位给出电容量的第一、二位数字，而 第三位数字则表示在后加0的个数，单位是pF。
额定工作电压：在规定的工作温度范围内，电容长期可靠地工作，它能承受的最大直流电压，就是 电容的耐压，也叫做电容的直流工作电压。如果在交流电路中，要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。常用的固定电容工作电压有 6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V、1000V。
表2 常用固定电容允许误差的等
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允许误差
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±2%
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±5%
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±10%
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±20%
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(+20% -30%)
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(+50% -20%)
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(+100%-10%)
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级 别
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02
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Ⅰ
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Ⅱ
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Ⅲ
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Ⅳ
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Ⅴ
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Ⅵ
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表3 常用固定电容的标称容量系列
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电容类别
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允许误差
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容量范围
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标 称 容 量 系 列
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纸介电容、金属化纸介电容、纸膜复合介质电容、低频（有极性）有机薄膜介质电容
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5%
±10%
±20%
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100pF-1uF
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1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8
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1uF-100uF
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1 2 4 6 8 10 15 20 30
50 60 80 100
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高频（无极性）有机薄膜介质电容、瓷介电容、玻璃釉电容、云母电容
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5%
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1pF-1uF
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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
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10%
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1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7
3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2
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20%
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1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8
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铝、钽、铌、钛电解电容
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10%
±20%
+50/-20%
+100/-10%
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1uF-1000000uF
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1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8
(容量单位uF)
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绝 缘电阻：由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体，它的电阻不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1000兆欧以上，电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻， 或者叫做漏电电阻，大小是额定工作电压下的直流电压与通过电容的漏电流的比值。漏电电阻越小，漏电越严重。电容漏电会引起能量损耗，这种损耗不仅影响电容 的寿命，而且会影响电路的工作。因此，漏电电阻越大越好。
介质损耗：电容器在电场作用下消耗的能量，通常用损耗功率和电容器的无功功率之比，即损耗角的正切值表示。损耗角越大，电容器的损耗越大，损耗角大的电容不适于高频情况下工作。
表4 常用电容的几项特性
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电容种类
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容量范围
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直流工作电压（ V）
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运用频率（MHz）
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准确度
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漏电电阻（>MΩ）
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中小型纸介电容
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470pF-0.22uF
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63-630
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8以下
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-Ⅲ
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>5000
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金属壳密封纸介电容
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0.01uF-10uF
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250-1600
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直流，脉动直流
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Ⅰ>-Ⅲ
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>1000-5000
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中小型金属化纸介电容
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0.01uF-0.22uF
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160、250、400
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8以下
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Ⅰ>-Ⅲ
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>2000
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金属壳密封金属化纸介电容
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0.22uF-30uF
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160-1600
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直流，脉动电流
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Ⅰ>-Ⅲ
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>30-5000
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薄膜电容
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3pF-0.1uF
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63-500
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高频、低频
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Ⅰ>-Ⅲ
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>10000
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云母电容
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10pF-0.51uF
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100-7000
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75-250以下
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02-Ⅲ
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>10000
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瓷介电容
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1pF-0.1uF
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63-630
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低频、高频
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02-Ⅲ
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>10000
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铝电解电容
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1uF-10000uF
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4-500
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直流，脉动直流
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ⅣⅤ
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钽、铌电解电容
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0.47uF-1000uF
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6.3-160
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直流，脉动直流
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ⅢⅣ
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瓷介微调电容
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2/7pF-7/25pF
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250-500
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高频
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>1000-10000
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可变电容
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7pF-1100pF
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100以上
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低频，高频
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>500
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3．命名方法
根据部颁标准（SJ-73）规定，电容器的命名由下列四部分组成：第一部分（主称）；第二部分：（材料）；第三部分（分类特征）；第四部分（序号）。它们的型号及意义见下表。
表5 电容器型号命名方法
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第一部分
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第二部分
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第三部分
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第四部分
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用字母表示主称
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用字母表示材料
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用数字或字母表示特征
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序号
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符号
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意义
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符号
|
意义
|
符号
|
意义
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C
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电容器
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C
I
O
Y
V
Z
J
B
F
L
S
Q
H
D
A
G
N
T
M
E
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瓷介
玻璃釉
玻璃膜
云母
云母纸
纸介
金属化纸
聚苯乙烯
聚四氟乙烯
涤纶
聚碳酸酯
漆膜
纸膜复合
铝电解
钽电解
金属电解
铌电解
钛电解
压敏
其他材料
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T
W
J
X
S
D
M
Y
C
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铁电
微调
金属化
小型
独石
低压
密封
高压
穿心式
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包括：
品种、尺寸、代号、温度特性、直流工作电压、标称值、允许误差、标准代号。
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表6 第三部分是数字时所代表的意义：
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符号
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特征（型号的第三部分）的意义
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（数字）
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瓷介电容器
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去母电容器
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有机电容器
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电解电容器
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1
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圆片
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非密封
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箔式
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2
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管型
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非密封
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非密封
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箔式
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3
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迭片
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密封
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密封
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烧结粉液体
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4
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独石
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密封
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密封
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烧结粉固体
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5
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穿心
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穿心
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6
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7
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无极性
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8
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高压
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高压
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高压
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9
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特殊
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特殊
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4．选用常识
电容在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。在滤波电路中，电容的耐压值不要小于交流有效值的1.42倍。使用电解电容的时候，还要注意正负极不要接反。
不同电路应该选用不同种类的电容。揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容，隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容，滤波可以选用电解电容，旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。
电容在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象，并且核对它的电容值。安装的时候，要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到，以便核实。
二、电容器检测的一般方法
1.固定电容器的检测.
A检测10pF以下的小电容 。因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。测量时，可选用万用表R×10k挡，用两表 笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。
B检测 10PF～001μF固定电容器是否有充电现象，进而判断其好坏。万用表选用R×1k挡。两只三极管的β值均为100以上，且穿透电流要小。可选用 3DG6等型号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接。由于复合三极管的放大作用，把被测电容的充放电过程予以放 大，使万用表指针摆幅度加大，从而便于观察。应注意的是：在测试操作时，特别是在测较小容量的电容时，要反复调换被测电容引脚接触A、B两点，才能明显地 看到万用表指针的摆动。C对于001μF以上的固定电容，可用万用表的R×10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针 向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。
2.电解电容器的检测
A因为电解电容的容量较一般固定电容大得多，所以，测量时，应针对不同容量选用合适的量程。根据经验，一般情况下，1～47μF间的电容，可用R×1k挡测量，大于47μF的电容可用R×100挡测量。
B将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右偏转较大偏度(对于同一电阻挡，容量越大，摆幅越大)，接着逐渐向左回转， 直到停在某一位置。此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻，此值略大于反向漏电阻。实际使用经验表明，电解电容的漏电阻一般应在几百kΩ以上，否则，将不能 正常工作。在测试中，若正向、反向均无充电的现象，即表针不动，则说明容量消失或内部断路；如果所测阻值很小或为零，说明电容漏电大或已击穿损坏，不能再 使用。C对于正、负极标志不明的电解电容器，可利用上述测量漏电阻的方法加以判别。即先任意测一下漏电阻，记住其大小，然后交换表笔再测出一个阻值。两 次测量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极。D使用万用表电阻挡，采用给电解电容进行正、反向充电的方法，根据指针向 右摆动幅度的大小，可估测出电解电容的容量。
3.可变电容器的检测
A用手轻轻旋动转 轴，应感觉十分平滑，不应感觉有时松时紧甚至有卡滞现象。将载轴向前、后、上、下、左、右等各个方向推动时，转轴不应有松动的现象。B用一只手旋动转 轴，另一只手轻摸动片组的外缘，不应感觉有任何松脱现象。转轴与动片之间接触不良的可变电容器，是不能再继续使用的。C将万用表置于R×10k挡，一只 手将两个表笔分别接可变电容器的动片和定片的引出端，另一只手将转轴缓缓旋动几个来回，万用表指针都应在无穷大位置不动。在旋动转轴的过程中，如果指针有 时指向零，说明动片和定片之间存在短路点；如果碰到某一角度，万用表读数不为无穷大而是出现一定阻值，说明可变电容器动片与定片之间存在漏电现象。
