3.2　電容器的識別及好壞檢測方法

3.2.1　電容器的功能、符號及分類

電容器又稱電容，是電子電路中必不可少的基本元器件之一。圖3-25所示為電路中常見的電容器。

1.電容器的表示符號

在電路圖中每個電子元器件都有其電路圖形符號，電容器的電路圖形符號如圖3-26所示。

2.電容器的分類

電容器種類繁多分類方式也不同。

按照結(jié)構(gòu)可劃分為三大類：固定電容器、可變電容器和微調(diào)電容器。

按電解質(zhì)種類可分為：有機介質(zhì)電容器、無機介質(zhì)電容器、電解電容器和空氣介質(zhì)電容器等。

按用途可分為：高頻耦合、低頻耦合、高頻旁路、低頻旁路、濾波、調(diào)諧、小型電容器。

按極性可分為：有極性電容器和無極性電容器兩類。

按制造材料的不同可分為：瓷介電容、滌綸電容、電解電容、鉭電容，還有先進的聚丙烯電容等。

下面介紹電路中常見的電容器。

（1）瓷介電容器

瓷介電容器又稱陶瓷電容器，它以陶瓷為介質(zhì)，涂敷金屬薄膜經(jīng)高溫燒結(jié)而制成的電極，再在電極上焊上引出線，外表涂以保護磁漆，或用環(huán)氧樹脂及酚醛樹脂包封制成的，常見的瓷介電容器如圖3-27所示。

（2）鋁電解電容器

鋁電解電容器是由鋁圓筒做負極，里面裝有液體電解質(zhì)，插入一片彎曲的鋁帶做正極而制成的，如圖3-28所示。

（3）滌綸電容器

滌綸電容器由兩片金屬箔做電極，夾在極薄的滌綸介質(zhì)中，卷成圓柱形或者扁柱形芯子構(gòu)成的，如圖3-29所示。

提　示

電解電容的兩級一般是由金屬箔構(gòu)成，為了減小電容的體積通常將金屬箔卷起來了。我們知道將導體卷起來就會出現(xiàn)電感。電容量越大的電容器金屬箔就會越長，卷的越多，這樣等效電感就會越大。理論上電容器在高頻下工作，容抗應(yīng)該更小。但由于頻率增高的同時感抗也在加大，大到不可小覷的地步。所以說電解電容是一種低頻電容，容量越大的電解電容其高頻特性越差。

3.2.2　電容器重要參數(shù)及標注方法解讀

1.電容器的主要參數(shù)

電容器的主要參數(shù)有：標稱容量、允許偏差、額定工作電壓、溫度系數(shù)、漏電電流、絕緣電阻、損耗正切值和頻率特性。

（1）電容器的標稱容量

電容器上的標注的電容量稱作標稱容量。電容基本單位是法拉，用字母“F”表示此外還有毫法（mF）、微法（μF）、納法（nF）和皮法（pF）。它們之間的關(guān)系為1F=103mF=106μF=109nF=1012pF。

（2）電容器的允許偏差

電容器實際容量與標注容量之間存在的差值稱為電容器的偏差。一般常用的電容器分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ這3個等級，它們的允許偏差分別為±10％、±15％、±20％。

（3）電容器的額定工作電壓

額定工作電壓是指電容器在正常工作狀態(tài)下，能夠持續(xù)加在其兩端的最大的直流電電壓或交流電電壓的有效值。通常情況下電容器上都標有其額定電壓，如圖3-30所示。

額定電壓是一個非常重要的參數(shù)，通常電容器都是工作在額定電壓以下，如果工作電壓大于額定電壓，電容器將有被擊穿的危險。

（4）電容器的溫度系數(shù)

溫度系數(shù)是指在一定環(huán)境溫度范圍內(nèi)，單位溫度的變化對電容器容量變化的影響。溫度系數(shù)分正的溫度系數(shù)和負的溫度系數(shù)。其中具有正的溫度系數(shù)的電容器隨著溫度的增加電容量則增加，反之具有負的溫度系數(shù)的電容器隨著溫度的增加電容量則減少。溫度系數(shù)越低電容器就越是穩(wěn)定。

提　示

在電容器電路中往往有很多電容器進行并聯(lián)。并聯(lián)電容器往往有這樣的規(guī)律，幾個電容器有正的溫度系數(shù)而另外幾個電容器有負的溫度系數(shù)。這樣做的原因在于：在工作電路中的電容器自身溫度會隨著工作時間的增加而增加，致使一些溫度系數(shù)不穩(wěn)定的電容器的電容發(fā)生改變而影響正常工作，而正負溫度系數(shù)的電容器混并后，一部分電容器隨著工作溫度的增高而電容量增高，而另一部分電容器隨著溫度的增高而電容卻減少。這樣總的電容量則更容易控制在某一范圍內(nèi)。

（5）電容器的漏電電流

理論上電容器通交阻直的作用，但在有些時候，例如，高溫高壓等情況下，當給電容器兩端加上直流電壓后仍有微弱電流流過，這與絕緣介質(zhì)的材料密切相關(guān)。這一微弱的電流被稱作漏電電流，通常電解電容器的漏電電流較大，云母或陶瓷電容的漏電電流就相對較小。漏電電流越小電容的質(zhì)量就越好。

（6）電容器的絕緣電阻

電容器兩級間的阻值即為電容器的絕緣電阻。絕緣電阻等于加在電容器兩端的直流電壓與漏電電流的比值。一般電解電容器的漏電電阻相對于其他電容器的絕緣電阻要小。

電容器的絕緣電阻與電容器本身的材料性質(zhì)密切相關(guān)。

（7）電容器損耗正切值

損耗正切值又稱損耗因數(shù)，用來表示電容器在電場作用下消耗的能量多少。在某頻率的電壓下，電容器有效損耗功率和電容器的無功損耗功率的比值，即為電容器的損耗正切值。損耗正切值越大，電容器的損耗越大，損耗較大的電容器不適于在高頻電壓下工作。

（8）電容器的頻率特性

頻率特性是指在一定外界環(huán)境溫度下，電容器在不同的頻率的交流電源下所表現(xiàn)出電容器的各種參數(shù)隨著外界施加的交流電的頻率不同而表現(xiàn)出不同的性能的特性。不同介質(zhì)的電容器其最適的工作頻率也不同。例如，電解電容器只能在低頻電路中工作，而高頻電路只能用容量較小的云母電容器等。

3.電容器參數(shù)表示方法解讀

電容器的參數(shù)標注方法主要有直標法、色標法和文字符號法3種。

（1）直標法

直標法是指將電容器的主要參數(shù)（標稱電容量、允許偏差及額定電壓等）直接標注在電容器上，一般用于體積較大的電容器。直標法在電容中應(yīng)用最為廣泛。如圖3-31所示某電容器上標有600pF±15％、200V、CL14的字樣，CL表示這個電容器是紙介電容器，標稱容量為600pF，允許偏差為±15％，額定電壓為200V。

（2）文字符號法

三位數(shù)字表示法：該方法是指用3位數(shù)字表示電容器的容量。其中，前兩位數(shù)字為有效值數(shù)字，第三位數(shù)字為倍乘數(shù)（即表示10的n次方），單位為pF。例如，102表示10×102pF。

四位數(shù)字表示法：用4位整數(shù)來表示標稱電容量，此時單位仍為pF，例如，1800表示1800pF?；蛘呤怯?位小數(shù)，單位為μF，例如，1.234表示1.234μF。

對于小容量和體積較小的電容器，也常用數(shù)字加字母標注的方法進行標示。數(shù)字表示有效數(shù)字，字母有P，N，M3種。其中P表示pF，N表示103pF，M表示106pF。如3P3表示3.3pF，3N3表示3.3×103pF，3M3表示3.3×106pF。

（3）色標法

采用色標法的電容器又稱色標電容器，用色碼表示電容器的標稱容量。色碼表示法與三位數(shù)字表示法相同只不過是用色碼表示數(shù)字。如圖3-32所示，圖（a）表示該電容器的容量為10×104pF，圖（b）表示該電容器的容量為20×103pF。

為了方便讀者查詢我們通過表3-3列示出了色碼含義對照表。

3.2.3　電容器特性與作用

電容器的特性要比電阻復雜得多，在電路分析中電容器作用分析也比對電阻作用的分析要難得多。掌握電容器的基本特性將是分析電容器電路基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。

1.特性1：電容器的隔直流作用

電容器不能讓直流通過，這是電容器的重要特性，也稱電容器的隔直特性。前面已經(jīng)講過電容器的結(jié)構(gòu)，電容器是由兩個相互靠近的導體極板中間夾一層絕緣介質(zhì)構(gòu)成的。電容器的隔直特性與其結(jié)構(gòu)密切，如圖3-33所示為電容器直流供電電路圖。

電容器的隔直作用是指直流電源對電容器充完電之后，由于電容與電源間的電壓相等電荷不再發(fā)生定向移動，也就沒有了電流。但直流剛加到電容器上時電路中是有電流的，只是充電過程很快結(jié)束。具體時間長短與時間常數(shù)R和C之積有關(guān)。

2.特性2：電容器的通交流作用

電容器具有讓交流電“通過”的特性，稱為電容器的通交作用，如圖3-34所示。

3.2.4　電容器常見故障判斷

1.電容容量變小故障判斷分析

電解電容長時間使用電容會減少，主要原因是電解質(zhì)發(fā)生變質(zhì)、干涸（電容只會出現(xiàn)容量變小的故障不會出現(xiàn)容量變大的故障）。

電容變小對低頻信號影響更明顯。當濾波電容容量變小后，由于容抗變大，濾波能力降低，交流聲音將變大。電容容量變小往往與漏電密切相關(guān)，所以電容容量減小時，同時也可能出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。

2.電容器開路故障判斷分析

電容開路后，交流信號將不能通過該路，交流信號受到影響。不同電路電容開路所造成的影響是不同的。比如，濾波電容斷開后可能會發(fā)生較大噪聲。由于電容器本身就具有隔直作用，所以開路并不會給直流信號造成直接影響，通過測量電路中有關(guān)測試點的直流電壓并不能檢測出電容器是否開路。

3.電容器的短路與漏電故障判斷分析

電容器擊穿和漏電性質(zhì)是相同的，漏電嚴重時就等同于擊穿。所以兩種故障對電容電路的影響也是相似的。

電容擊穿后對直流形成開路，造成直流電路工作不正常。換句話說，當電容擊穿時通過測量電路中有關(guān)測試點的直流電壓大小，可以發(fā)現(xiàn)電容是否擊穿或漏電。電容擊穿后只對該電容局部電路產(chǎn)生影響，因為在其他電路中仍有電容仍對直流有隔絕作用。根據(jù)這一原理可以縮短檢修范圍。

電容短路與漏電發(fā)生在不同電路影響也不同，比如，耦合電路短路后直流電流將直接流往下一級，這種不該有的電流就是噪聲。而濾波電容擊穿時則可能會熔斷保險絲。

3.2.5　電容器好壞檢測方法

業(yè)余條件下，主要是通過觀察判斷和利用萬用表的方式來進行對電容器好壞的判定。觀察法主要是指根據(jù)電容器是否有漏液、爆裂或燒毀等情況進行判定，如果出現(xiàn)上述情況那該電容器已經(jīng)損壞。

1.固定電容器好壞檢測方法

（1）0.01μF以下小容量電容器的檢測方法

對于0.01μF以下的固定電容器因為其容量太小，用萬用表測量時，只能定性的檢查出電容器是否有漏電，及內(nèi)部是否短路或擊穿情況，并不能定性判斷其質(zhì)量。測量時為保證測量的準確性，應(yīng)先用小電阻給其放電。然后選用萬用表的R×10k擋，用兩表筆分別任意接觸電容的兩個引腳，然后觀察萬用表指針有無偏轉(zhuǎn)，交換表筆再測量一次。

觀察表針變化，正常情況下表針均應(yīng)有一個向右的擺動，然后緩慢移到無窮大。若測出阻值較小或為零，則說明電容已漏電損壞或存在內(nèi)部擊穿；若指針從始至終均為發(fā)生擺動，說明該電容器內(nèi)部已發(fā)生斷路。

對于0.01μF以下固定電容器的檢測，還可以使用附加電路的方法利用復合三極管放大作用進行檢測，選兩只?均為100以上的穿透電流小的三極管組成復合電路，如圖3-35所示。由于復合三極管的放大作用，被測電容的、充放電過程將被予以放大，使萬用表指針擺幅加大，從而便于觀察。首先檢測電容器是否有充電現(xiàn)象，進而判斷其好壞。選用萬用表R×10k擋，然后將萬用表的紅表筆和黑表筆分別與復合管的發(fā)射極和集電極相接，觀察表針偏轉(zhuǎn)后是否能夠回到無窮大，接著交換表筆再測量一次。若兩次中有一次不能回到無窮大則證明電容器已經(jīng)損壞。

當兩表筆分別接觸容器的兩根引線時，表針首先朝順時針方向（向右）擺動（此過程為電容器的充電過程），然后又慢慢地向左回歸。當表針靜止時所指的電阻值就是該電容器的漏電電阻（R）。在測量中如表針距無窮大較遠，表明電容器漏電嚴重，不能使用。有的電容器在測漏電電阻時，表針退回到無窮大位置時，又順時針擺動，這表明電容器漏電更加嚴重。

（2）0.01μF以上的固定電容器檢測方法

對于0.01μF以上的固定電容器，可直接用萬用表的R×10k擋測試電容器有無充電過程以及有無內(nèi)部短路或漏電。首先將待測電容放電如圖3-36所示，選擇萬用表的R×10k擋用兩表筆分別任意接觸電容的兩個引腳，然后觀察萬用表指針偏轉(zhuǎn)，如圖3-37所示。交換表筆再測一次，如圖3-28所示。

觀察表針變化，正常情況下兩次測量表針均應(yīng)首先朝順時針方向（向右）擺動（此過程為電容器的充電過程），然后又慢慢地向左回歸到無窮大。若測出阻值較小或為零，則說明電容已漏電損壞或存在內(nèi)部擊穿；若指針從始至終未發(fā)生擺動，說明電容兩極之間已發(fā)生斷路。經(jīng)上述推論該電容基本正常。

2.電解電容器好壞檢測方法

電解電容常出現(xiàn)的問題有擊穿、漏電、容量減小或消失等。通常可通過在開路狀態(tài)下檢測電解電容器的阻值來判斷其性能的好壞。

電解電容器開路測量的步驟如下：

（1）首先用電烙鐵將待測電容取下，如圖3-39所示。并對電容器的兩引腳進行清潔，如圖3-40所示。

（2）檢查電容器的外觀完好，如果出現(xiàn)漏液、引腳折斷，則該電容器已損壞。

（3）通過引腳的長短及電容側(cè)面標志判斷電容極性，如圖3-41所示，電容器的正極引腳通常比較長，而負極側(cè)則標有“-”（負號）。

（4）測量前需對電容器進行放電，如圖3-42所示。

（5）將萬用表調(diào)到歐姆擋的R×1k，并進行調(diào)零校正，如圖3-43所示。

（6）將紅表筆接電容器的負極引腳，黑表筆接電容器的正極引腳，觀察萬用表讀數(shù)變化，如圖3-44所示。

如圖3-44所示，表針首先朝順時針方向（向右）擺動（此過程為電容器的充電過程），然后又慢慢地向左回歸到無窮大。因此待測電解電容基本正常。如果此時表針擺動一定角度后隨即僅向回調(diào)了一點，即所測阻值較小說明該電容漏電嚴重已不能再使用。如果此時表針根本未發(fā)生擺動說明該電解電容的電解質(zhì)已干涸，已經(jīng)沒有電容了。如果阻值為零說明電容已發(fā)生擊穿。

通過測量結(jié)果的對比還可以判斷電解電容器的極性。如果您不知道電解電容器的極性可以對兩引腳進行測量記錄阻值，交換兩表筆再測一次，比較兩次測量的大小。通常電解電容器的正向電阻要比反向電阻大很多，測得電阻較大的一次黑表筆所接的既是電解電容器的正極（數(shù)字萬用表測試測得的電阻較大的一次紅表筆所接的是正極）。

3.可變電容器好壞檢測方法

用手緩緩旋動轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動應(yīng)該十分平滑，不應(yīng)有時緊時松甚至卡滯的現(xiàn)象。將轉(zhuǎn)軸向各個方向推動時，不應(yīng)該有松動現(xiàn)象。

用一只手旋動轉(zhuǎn)軸，速度要慢，用另一只手輕觸動片組外緣，檢查是否有松脫。若轉(zhuǎn)軸與動片之間已經(jīng)接觸不良，就不能再繼續(xù)使用了。

將萬用表調(diào)到R×10k擋，其中一只手將兩支表筆分別接到可變電容定片和動片的引出端，另一只手將轉(zhuǎn)軸緩緩旋動，萬用表指針始終應(yīng)趨于無窮大。若在旋動轉(zhuǎn)軸的過程中，指針有時出現(xiàn)指向零的情況，證明動片和定片之間存在短路點；如果旋轉(zhuǎn)到某一位置時，萬用表讀數(shù)不是無窮大而是出現(xiàn)一定阻值，說明可變電容器動片與定片之間已經(jīng)發(fā)生漏電。

4.貼片電容好壞檢測方法

對于萬用表而言，即使是有電容測量工能的數(shù)字萬用表也無法對引腳比較短的貼片電容器的容量進行檢測，因此使用萬用表的歐姆擋對其進行粗略的測量。即使如此，測量的結(jié)果仍具有一定的說服力。

（1）本次檢測的為無極性貼片電容，首先用毛刷將其清潔干凈，如圖3-45所示。

（2）選擇數(shù)字萬用表的二極管擋，并將紅表筆插在萬用表的VΩ孔，黑表筆插在萬用表的COM孔，如圖3-46所示。

（3）為提高檢測的精確度，用鑷子夾住待測電容器的兩極進行放電，如圖3-47所示。

（4）將紅黑表筆分別接在電容器的兩極（對于無極性的電容器兩表筆接法上沒有要求，如果是極性電容器需將紅表筆接正極、黑表筆接負極），交換表筆再測量一次，如圖3-48和3-49所示。記錄兩次測試讀數(shù)的變化。

在兩次測量的過程中，數(shù)字表均先有一個閃動的數(shù)值，而后變?yōu)椤?.”即阻值為無窮大，因此該電容器基本正常。如果用上述方法檢測，萬用表始終顯示一個固定的阻值，說明電容器存在漏電現(xiàn)象；如果萬用表始終顯示“000”，說明電容器內(nèi)部發(fā)生短路；如果始終顯示“1.”（不存在閃動數(shù)值，直接為“1.”），電容器內(nèi)部極間已發(fā)生斷路。

5.貼片排電容好壞檢測方法

首先了解貼片排電容內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，如圖3-50所示，即貼片排電容是由多個孤立的貼片電容構(gòu)成的。

了解了貼片排電容的結(jié)構(gòu)后我們就知道應(yīng)該如何對其進行檢測了。對貼片排電容的要求是，如果貼片排電容一對引腳間出現(xiàn)了問題，則整個貼片排電容就無法繼續(xù)使用了。

貼片排電容的檢測步驟如下。

（1）我們先對待測貼片排電容進行清潔，如圖3-51所示。

（2）選擇數(shù)字萬用表的二極管擋，并將紅表筆插在萬用表的VΩ孔，黑表筆插在萬用表的COM孔，如圖3-52所示。

（3）用鑷子分別夾住四對引腳對其進行放電，如圖3-53所示。

（4）將紅黑表筆分別接在貼片排電容器的第一對引腳，沒有極性限制，如圖3-54所示。交換表筆再次一次，如圖3-55所示。

正常情況下在兩次測量的過程中，數(shù)字表均應(yīng)先有一個閃動的數(shù)值，而后變?yōu)椤?.”即無窮大。如果用上述方法檢測，萬用表始終顯示一個固定的阻值，說明電容器存在漏電現(xiàn)象；如果萬用表始終顯示“000”，說明電容器內(nèi)部發(fā)生短路；如果始終顯示“1.”（不存在閃動數(shù)值，直接為“1.”），電容器內(nèi)部極間已斷路。用此方法對剩下的三對引腳進行測量，看其是否正常如果都正常，說明該排電阻器基本正常。