电容的基础知识.(DOC)

电容的基础知识常用电容按介质区分有纸介电容、油浸纸介电容、金属化纸介电容、云母电容、薄膜电容、陶瓷电容、电解电容等。图1电容的外形表1常用电容的结构和特点电容种类电容结构和特点纸介电容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。云母电容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。陶瓷电容用陶瓷做介质，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。薄膜电容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。金属化纸介电容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。油浸纸介电容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。铝电解电容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，稳定性差，有正负极性，适宜用于电源滤波或者低频电路中。使用的时候，正负极不要接反。钽、铌电解电容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。半可变电容也叫做微调电容。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。可变电容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。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。表2常用固定电容允许误差的等级允许误±2%±5%±10%±20%(+20%-30%)(+50%-20%)(+100%-10%)差级别02ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ表3常用固定电容的标称容量系列电容类别允许误差容量范围标称容量系列纸介电容、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±5%±10%±20%100pF~1uF1.01.52.23.34.76.81uF~100uF1246810152030506080100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±5%1.11.21.31.51.61.82.02.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1±10%1.01.21.51.82.22.73.33.94.75.66.88.2±20%1.01.52.23.34.76.8铝、钽、铌、钛电解电容±10%±20%+50/-20%+100/-10%1.01.52.23.34.76.8(容量单位uF)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。表4是常用固定电容直流工作电压系列。有*的数值，只限电解电容用。表4常用固定电容的直流电压系列1.646.310162532*405063100125*160250300*400450*5006301000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。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。电容的种类也很多，为了区别开来，也常用几个拉丁字母来表示电容的类别，如图2所示。第一个字母C表示电容，第二个字母表示介质材料，第三个字母以后表示形状、结构等。上面的是小型纸介电容，下面的是立式矩开密封纸介电容。表5列出电容的类别和符号。表6是常用电容的几项特性。图2表5电容的类别和符号顺序类别名称简称称号第一个字母主称电容器容C第二个字母介质材料纸介电解云母高频瓷介低频瓷介金属化纸介聚苯乙烯等有机薄膜涤纶等有机薄膜纸电云瓷ZDYCTJBL第三个字母以后形状筒形管状立式矩形圆片形筒管立圆TGLY结构密封密M大小小型小X表6常用电容的几项特性电容种类容量范围直流工作电压（V）运用频率（MHz）准确度漏电电阻（MΩ）中小型纸介电容470pF~0.22uF63~6308以下Ⅰ~Ⅲ5000金属壳密封纸介电容0.01uF~10uF250~1600直流，脉动直流Ⅰ~Ⅲ1000~5000中、小型金属化纸介电容0.01uF~0.22uF160、250、4008以下Ⅰ~Ⅲ2000金属壳密封金属化纸介电容0.22uF~30uF160~1600直流，脉动电流Ⅰ~Ⅲ30~5000薄膜电容3pF~0.1uF63~500高频、低频Ⅰ~Ⅲ10000云母电容10pF~0.51uF100~700075~250以下02~Ⅲ10000瓷介电容1pF~0.1uF63~630低频、高频50~3000以下02~Ⅲ10000铝电解电容1uF~10000uF4~500直流，脉动直流ⅣⅤ钽、铌电解电容0.47uF~1000uF6.3~160直流，脉动直流ⅢⅣ瓷介微调电容2/7pF~7/25pF250~500高频1000~10000可变电容最小7pF最大1100pF100以上低频，高频500电容的类别和符号电容的种类也很多，为了区别开来，也常用几个拉丁字母来表示电容的类别，如图1所示。第一个字母C表示电容，第二个字母表示介质材料，第三个字母以后表示形状、结构等。上图是小型纸介电容，下图是立式矩开密封纸介电容。表1列出电容的类别和符号。表2是常用电容的几项特性。图6表1电容的类别和符号顺序类别名称简称称号第一个字母主称电容器容C第二个字母介质材料纸介电解云母高频瓷介低频瓷介金属化纸介聚苯乙烯等有机薄膜涤纶等有机薄膜纸电云瓷ZDYCTJBL第三个字母以后形状筒形管状立式矩形圆片形筒管立圆TGLY结构密封密M大小小型小X表2常用电容的几项特性电容种类容量范围直流工作电压（V）运用频率（MHz）准确度漏电电阻（MΩ）中小型纸介电容470pF~0.22uF63~6308以下Ⅰ~Ⅲ5000金属壳密封纸介电容0.01uF~10uF250~1600直流，脉动直流Ⅰ~Ⅲ1000~5000中、小型金属化纸介电容0.01uF~0.22uF160、250、4008以下Ⅰ~Ⅲ2000金属壳密封金属化纸介电容0.22uF~30uF160~1600直流，脉动电流Ⅰ~Ⅲ30~5000薄膜电容3pF~0.1uF63~500高频、低频Ⅰ~Ⅲ10000云母电容10pF~0.51uF100~700075~250以下02~Ⅲ10000瓷介电容1pF~0.1uF63~630低频、高频50~3000以下02~Ⅲ10000铝电解电容1uF~10000uF4~500直流，脉动直流ⅣⅤ钽、铌电解电容0.47uF~1000uF6.3~160直流，脉动直流ⅢⅣ瓷介微调电容2/7pF~7/25pF250~500高频1000~10000可变电容最小7pF最大1100pF100以上低频，高频500电解电容极性的判别不知道极性的电解电容可用万用表的电阻挡测量其极性。我们知道只有电解电容的正极接电源正（电阻挡时的黑表笔），负端接电源负（电阻挡时的红表笔）时，电解电容的漏电流才小（漏电阻大）。反之，则电解电容的漏电流增加（漏电阻减小）。测量时，先假定某极为“+”极，让其与万用表的黑表笔相接，另一电极与万用表的红表笔相接，记下表针停止的刻度（表针靠左阻值大），然后将电容器放电（既两根引线碰一下），两只表笔对调，重新进行测量。两次测量中，表针最后停留的位置靠左（阻值大）的那次，黑表笔接的就是电解电容的正极。测量时最好选用R*100或R*1K挡。电容器的参数与分类在电子产品中，电容器是必不可少的电子器件，它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源的退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。由于电容器的类型和结构种类比较多，因此，我们不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性，而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点，以及机械或环境的限制条件等。这里将对电容器的主要参数及其应用做简单说明。1.标称电容量（CR）。电容器产品标出的电容量值。云母和陶瓷介质电容器的电容量较低（大约在5000pF以下）；纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容器居中（大约在0.005uF~1.0uF）；通常电解电容器的容量较大。这是一个粗略的分类法。2.类别温度范围。电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围。该范围取决于它相应类别的温度极限值，如上限类别温度、下限类别温度、额定温度（可以连续施加额定电压的最高环境温度）等。3.额定电压（UR）。在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下，可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。电容器应用在高电压场和时，必须注意电晕的影响。电晕是由于在介质/电极层之间存在空隙而产生的，它除了可以产生损坏设备的寄生信号外，还会导致电容器介质击穿。在交流或脉动条件下，电晕特别容易发生。对于所有的电容器，在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不得超过电容器的额定电压。4.损耗角正切（tgδ）。在规定频率的正弦电压下，电容器的损耗功率除以电容器的无功功率为损耗角正切。在实际应用中，电容器并不是一个纯电容，其内部还有等效电阻，它的简化等效电路如附图所示。对于电子设备来说，要求RS愈小愈好，也就是说要求损耗功率小，其与电容的功率的夹角要小。这个关系为：tgδ=RS/XC=2*3.14*f*C*RS。因此，在应用当中应注意选择这个参数，避免自身发热过大而影响寿命。5.电容器的温度特性。通常是以20℃基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示。6.使用寿命。电容器的使用寿命随温度的增加而减小。主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化。7.绝缘电阻。由于温升引起电子活动增加，因此温度升高将使绝缘电阻降低。电容器包括固定电容器和可变电容器两大类。其中固定电容器又可根据其介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸/塑料薄膜电容器、电解电容器和玻璃釉电容器等；可变电容器也可以是玻璃、空气或陶瓷介质结构。以下附表列出了常见电容器的字母符号。附表字母电容器介质材料字母电容器介质材料A钽电解L聚脂等极性有机薄膜B聚笨乙烯等非极性有机薄膜N铌电解C高频陶瓷O玻璃膜D铝电解Q漆膜E其他材料电解T低频陶瓷G合金电解V云母纸H纸膜复合Y云母I玻璃釉Z纸J金属化纸电容的耐压和绝缘电阻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。表1是常用固定电容直流工作电压系列。有*的数值，只限电解电容用。常用固定电容的直流电压系列1.646.310162532*405063100125*160250300*400450*5006301000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