1.2　電容器的識別與檢測

電容器是一種能存儲電能的元件，常常被簡稱為電容，其特性可用12字口訣來記憶：通交流、隔直流、通高頻、阻低頻。

電容器在電路中常用作交流信號的耦合、交流旁路、電源濾波、諧振選頻等。

電容器的符號用大寫字母“C”表示，其單位是法拉（F），但這個單位實在是太大了，據計算，若是用一個中間夾有空氣的兩層金屬球作為電容器，當其容量為1法拉時，這個金屬球的直徑大約是9km！所以經常使用的單位是毫法（mF）、微法（μF）、納法（nF）和皮法（pF）。它們之間的換算關系是：

1F=103mF=106μF=109nF=1012pF

1.2.1　電容器的類型

電容器按結構可分為固定電容和可變電容，可變電容中又有半可變（微調）電容和全可變電容之分。電容器按材料介質的不同可分為氣體介質電容、紙介電容、有機薄膜電容、瓷介電容、云母電容、玻璃釉電容、電解電容、鉭電容等。電容器還可分為有極性和無極性電容器。常見電容器的外形和圖形符號如圖1.12所示。

國標GB 2470—1995規定，電容器的產品型號由四部分組成，各部分含義見表1.7。

1.2.2　電容器的主要參數和標志方法

（1）電容器的主要參數

電容器的主要參數有兩個：容量和額定耐壓。容量表示了這個電容器能儲存電量的多少，額定耐壓表示了這個電容器能長期工作的最大電壓值。

在電容器上標注的電容量值，稱為標稱容量。電容器的標稱容量與其實際容量之差，再除以標稱值所得的百分比，就是允許誤差。

允許誤差分為八個等級，如表1.8所示。

誤差的標志方法一般有三種：

① 將容量的允許誤差直接標志在電容器上。

② 用羅馬數字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示±5%、±10%、±20%。

③ 用英文字母表示誤差等級。用J、K、M、N分別表示±5%、±10%、±20%、±30%；用D、F、G分別表示±0.5%、±1%、±2%；用P、S、Z分別表示±100%～0%、±50%～20%、±80%～20%。

（2）電容器的標稱容量系列

固定電容器的標稱容量系列見表1.9，任何電容器的標稱容量都滿足表中標稱容量系列再乘以10n（n為正或負整數）。

（3）電容器容量的標志方法

電容器的容量標志方法有如下四種。

① 直標法　在產品的表面上直接標志出產品的主要參數和技術指標的方法。例如在電容器上標志：33μF±5% 25V，就表示這個電容器的容量是33μF，允許誤差是±5%，額定耐壓是25V。

有時候會將容量的整數部分寫在容量單位的標志符號前面，小數部分放在容量單位的標志符號后面。如： 3p3就表示容量是3.3pF，6n8就表示容量是6.8nF，也就是6800pF，2μ2就表示容量是2.2μF。

② 數字表示法　體積較小的電容器常用數字標志法來表示容量，一般用3位整數：第1位和第2位為有效數字，第3位表示有效數字后面零的個數，單位為皮法（pF），但是當第3位數是9時，則表示為10-1。如：“243”表示容量為24000pF，而“339”表示容量為33×10-1pF，也就是3.3pF。

③ 色標法　電容器容量的色標法原則上與電阻器類似，用顏色代表數字，其單位為皮法（pF）。

（4）電容器的額定耐壓系列

電容器的額定耐壓是指在規定溫度范圍下，電容器正常工作時能承受的最大直流電壓。固定式電容器的耐壓系列值有：1.6、6.3、10、16、25、32*、40、50、63、100、125*、160、250、300*、400、450*、500、1000V等（帶*號者只限于電解電容使用）。額定耐壓值一般直接標在電容器上，但有些電解電容器在正極的根部用色點來表示耐壓等級，如6.3V用棕色，10V用紅色，16V用灰色。電容器在使用時不允許超過這個耐壓值，若超過此值，電容器就可能損壞或被擊穿，甚至爆裂。

1.2.3　各種電容器的特點和選用

（1）各種固定容量電容器的特點和選用

① 紙介電容器（CZ型） 紙介電容器的電極用鋁箔或錫箔做成，絕緣介質用浸過蠟的紙卷疊成圓柱體密封而成，其特點是容量大、構造簡單、成本低，但熱穩定性差、損耗大、易吸濕，適用于在低頻電路中作旁路電容和隔直電容。金屬紙介電容器（CJ型）的兩層電極是將金屬蒸發后沾積在紙上形成的金屬薄膜，其體積小，特點是被高壓擊穿后有自愈作用。現在金屬紙介電容器在電子電路中用的比較少，大多用在電力電路，比如用于電路功率因數的補償。一款金屬紙介電容器的外形如圖1.13所示。

② 有機薄膜電容器（CB或CL型） 有機薄膜電容器是用聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸脂或滌綸等有機薄膜代替紙介，以鋁箔或在薄膜上蒸發金屬薄膜作電極卷繞封裝而成。其特點是體積小、耐壓高、損耗小、絕緣電阻大、穩定性好，但是溫度系數較大，適于用在高壓電路、諧振回路、濾波電路中。兩種有機薄膜電容器的外形如圖1.14所示。

③ 瓷介電容器（CC型） 瓷介電容器是以陶瓷材料作介質，在介質表面上燒滲銀層作電極，有管狀和圓片狀。其特點是結構簡單、絕緣性能好、穩定性較高、介質損耗小、固有電感小、耐熱性好。但其機械強度低、容量不大，適用于高頻高壓電路和溫度補償電路中。一款瓷介電容器的外形如圖1.15所示。

④ 云母電容器（CY型） 云母電容器是以云母為介質，上面噴覆銀層或用金屬箔作電極后封裝而成。其特點是絕緣性好、耐高溫、介質損耗極小、固有電感小，因此其工作頻率高、穩定性好、工作耐壓高，應用廣泛。云母電容的最高環境溫度可以達到460℃，遠遠超過一般瓷介電容，長期存放的云母電容容量變化在1%～2%，也優于一般電容。如果要做高質量、高精度、高穩定性的模擬電路，云母電容是不二的選擇。在高檔電路比如價格幾萬到幾十萬的Hi-Fi音響里，基本上用的也都是云母電容。所以云母電容適于用在高頻電路和高壓設備中。一款云母電容的外形如圖1.16所示。

⑤ 玻璃釉電容器（CI型） 玻璃釉電容器是用玻璃釉粉加工成的薄片作為介質，其特點是介電常數大，體積也比同容量的瓷片電容器小，損耗更小。與云母和瓷介電容器相比，它更適用于在高溫下工作，廣泛用于小型電子儀器中的交直流電路、高頻電路和脈沖電路中。一款玻璃釉電容器的外形如圖1.17所示。

⑥ 電解電容器　電解電容器以附著在金屬極板上的氧化膜層作介質，陽極金屬極片一般為鋁、鉭、鈮、鈦等，陰極是填充的電解液（液體、半液體、膠狀），且有修補氧化膜的作用。氧化膜具有單向導電性和較高的介質強度，所以電解電容為有極性電容。新出廠的電解電容其長腳為正極，短腳為負極，在電容器的表面上還印有負極標志。電解電容在使用中一旦極性接反，則通過其內部的電流過大，導致其過熱擊穿，溫度升高產生的氣體會引起電容器外殼爆裂。

電解電容器的優點是其容量最大，并且在短時間過壓擊穿后，能自動修補氧化膜并恢復絕緣。其缺點是誤差大、體積大、有極性要求，并且其容量隨信號頻率的變化而變化，穩定性差，絕緣性能低，工作電壓不高，壽命較短，長期不用時易變質。電解電容器適用于在整流電路中進行濾波、電源去耦、放大器中的耦合和旁路等。一款鋁電解電容的外形如圖1.18所示。

⑦ 獨石電容器　獨石電容器是以碳酸鋇為主材料燒結而成的一種瓷介電容器，其容量比一般瓷介電容大（10pF～10μF），且具有體積小、耐高溫、絕緣性好、成本低等優點，因而得到廣泛應用。獨石電容不僅可替代云母電容和紙介電容器，還取代了某些鉭電容器，廣泛應用于小型和超小型電子設備中，如在液晶手表和微型儀器中就廣泛使用了獨石電容器。一款獨石電容器的外形如圖1.19所示。

⑧ 鉭電容　鉭電容的全稱是鉭電解電容，屬于電解電容的一種，但它使用金屬鉭做介質，不像普通電解電容那樣使用電解液，鉭電容本身幾乎沒有電感，其內部也沒有電解液，很適合在高溫下工作。鉭電容的特點是壽命長、耐高溫、準確度高、濾高頻波的性能極好，不過容量較小、價格也比鋁電容貴，而且其耐電壓及電流能力較弱。在計算機和現代電子設備上被廣泛應用。一款鉭電容的外形如圖1.20所示。

⑨ 超級電容　近年來，一種名叫超級電容的電池風行于世。超級電容又叫黃金電容、法拉電容，它通過極化電解質來儲能，屬于雙電層電容的一種。由于其儲能的過程并不發生化學反應，因此這種儲能過程是可逆的，正因為此，超級電容器可以反復充放電數十萬次。

超級電容一般使用活性碳電極材料，具有吸附面積大、靜電儲存多的特點，在新能源汽車中廣泛使用。超級電容的容量比通常的電容器大得多，由于其容量很大，對外表現和電池相同，因此也稱作“電容電池”或者“黃金電池”。一款超級電容的外形如圖1.21所示，其容量居然達到3000F！

（2）各種可變電容器的特點和選用

① 空氣可變電容器　這種電容器以空氣為介質，用一組固定的定片和一組可旋轉的動片（兩組金屬片）為電極，兩組金屬片互相絕緣。動片和定片的組數分為單聯、雙聯、多聯等。其特點是穩定性高、損耗小、精確度高，但體積大，多用于收音機的調諧電路中。一款空氣雙聯電容的外形如圖1.22所示。

② 薄膜介質可變電容器　這種電容器的動片和定片之間用云母或塑料薄膜作為介質，外面加以封裝。由于動片和定片之間距離極近，因此在相同的容量下，薄膜介質可變電容器比空氣電容器的體積小，重量也輕。薄膜介質密封單聯和雙聯電容器在便攜式收音機中被廣泛使用。一款薄膜介質雙聯電容的外形如圖1.23所示。

③ 微調電容器　微調電容器有云母、瓷介和瓷介拉線等幾種類型，其容量的調節范圍極小，一般僅為幾皮法至幾十皮法，常用于在電路中作補償和校正等。一款瓷介微調電容的外形如圖1.24所示。

1.2.4　電容器的檢測方法

對電容器進行性能檢查和容量的檢測，應視電容器型號和容量的不同而采取不同方法。

（1）電解電容器的檢測

對電解電容器的性能測量，最主要的是容量和漏電流的測量，對正、負極標志脫落的電容器，還應進行極性判別。

用萬用表測量電解電容的漏電流時，可用萬用表電阻擋測電阻的方法來估測。萬用表的黑表筆應接電容器的“+”極，紅表筆接電容器的“-”極，此時表針迅速向右擺動，然后慢慢退回，待指針不動時其指示的電阻值越大表示電容器的漏電流越小；若指針根本不向右擺，說明電容器內部已斷路或電解質已干涸而失去容量。

用上述方法還可以鑒別電容器的正、負極。對失掉正、負極標志的電解電容器，或先假定某極為“+”，讓其與萬用表的黑表筆相接，另一個電極與萬用表的紅表筆相接，同時觀察并記住表針向右擺動的幅度；將電容放電后，把兩只表筆對調重新進行上述測量。哪一次測量中，表針最后停留的擺動幅度較小，說明該次對其正、負極的假設是對的。

（2）小容量無極性電容器的檢測

這類電容器的特點是無正、負極之分，絕緣電阻很大，因而其漏電流很小。若用萬用表的電阻擋直接測量其絕緣電阻，則表針擺動范圍極小不易觀察，用此法主要是檢查電容器的斷路情況。對于0.01μF以上的電容器，必須根據容量的大小，分別選擇萬用表的合適量程，才能正確加以判斷。如測300μF以上的電容器可選擇R×10k或R×1k擋；測0.47～10μF的電容器可用R×1k擋；測0.01～0.47μF的電容器可用R×10k擋等。具體方法是：用兩表筆分別接觸電容的兩根引線（注意雙手不能同時接觸電容器的兩極），若表針不動，將表針對調再測，仍不動說明電容器斷路。

對于0.01μF以下的電容器不能用萬用表的歐姆擋判斷其是否斷路，只能用其他儀表（如Q表）進行鑒別。

（3）對可變電容器的檢測

對可變電容器主要是測其是否發生碰片（短接）現象。選擇萬用表的電阻（R×1）擋，將表筆分別接在可變電容器的動片和定片的連接片上。旋轉電容器動片至某一位置時，若發現有直通（即表針指零）現象，說明可變電容器的動片和定片之間有碰片現象，應予以排除后再使用。