电子元器件基础电容器的符号、单位与检测

1、1电子元器件基础2电容器的符号、单位与检测（建议学时：6学时） 本项目将介绍电容器的电路符号、参数、型号及命名、识别方法、分类、特点、测量与代换、应用等；通过各种电容器的识别和检测，了解电容器在电子线路中的作用。能力目标熟悉电容器的电路符号、单位和型号命名掌握电容器的结构和特性熟悉电容器的常用参数及标识掌握电容器的分类及各类电容器的特点了解常用无极性电容器的检测与选用掌握电解电容器的检测与选用3任务2-1 电容器任务描述 本任务主要学习电容器的电路符号、单位和型号命名，电容器的结构和特性， 电容器的常用参数等基本知识。 电容器是一个储能元件，用字母C表示。顾名思义，电容器就是“储存电荷的容器”

2、。尽管电容器品种繁多，但它们的基本结构和原理是相同的。两片相距很近的金属中间被某物质（固体、气体或液体）所隔开，就构成了电容器。两片金属称为极板，中间的物质叫做介质。4 2.1.1 电容器的电路符号、单位和型号命名1电容器的电路符号固定电容器是容量固定不变的电容器 ，电路符号如下图所示。5 2电容器的容量单位 电容量的大小表示电容器储存电荷的能力，常用的单位是F、F、pF。 其单位关系如下： 1F（法拉）=106 F（微法） 1uF（微法）= 103 nF（纳法） 1nF（纳法）= 103 pF（皮法） 3电容器的型号命名6 （1）国产电容器的型号命名法 国产电容器型号命名由四部分组成。 第一

3、部分用字母“C”表示主称为电容器。 第二部分用字母表示电容器的介质材料，各字母表示的含义见表所列。 第三部分用数字或字母表示电容器的类别，见下表所列。 第四部分用数字表示序号。 例：CTl表示圆片形低频瓷介电容器，CA30表示液体钽电解电容器，CD10表示箔式铝电解电容器等。7用字母表示产品的材料字母电容器介质材料字母电容器介质材料A钽电解L聚酯等极性有机薄膜B聚苯乙烯等非极性薄膜LS聚碳酸酯等极性有机薄膜C高频陶瓷N铌电解D铝电解O玻璃膜E其它材料电解Q漆膜G合金电解ST低频陶瓷H纸膜复合介质VX云母纸I玻璃釉Y云母J金属化纸介Z纸表8用数字或代号表示产品的分类数字代号分 类 意 义字母代号

4、分类意义瓷介云母有机电解1圆形非密封非密封箔式GT高功率2管形非密封非密封箔式3叠片密封密封烧结粉液体4独石密封密封烧结粉固体5穿心穿心6支柱等W微调7无极性8高压高压高压9特殊特殊9 2.1.2 电容器的常用参数 1电容器的常用参数 （1）电容器的标称容量与允许误差 标称电容量是标志在电容器上的电容量。在实际应用时，电容量在1万皮法以上电容量，通常用微法作单位，例如：、47F、330F、4700F等等。电容量在1万皮法以下的电容器，通常用皮法作单位，例如：2pF、68 PF、100 PF、680 PF、5600 PF等等。 电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，允许的偏差范围称精度。精度

5、等级与允许误差对应关系：00（01）=1%、0（02）=2%、=5%、=10%、=20%、 =（+20%-30%）、=（+50%-20%）、=（+100% -10%），一般电容器常用、级，电解电容器用、级，根据用途选取。 10 （2）额定电压 额定电压是指在规定温度范围内，电容器在电路中长期可靠地工作所允许加的最高直流电压。一般电容器的耐压值都标注在电容器外壳上。常用固定电容的直流电压系列有、4V、10V、16V、25V、32*V、40V、50V、63V、100V、125*V、160V、250V、300*V、400V、450*V、500V、630V及1000V。其中，有“*”的数值只限电解电容

6、器使用。 （3）绝缘电阻 绝缘电阻是指电容器两极之间的电阻，也称漏电阻。一般电容器绝缘电阻在 108 1010欧之间。 （4）电容器的损耗 电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫损耗。 （5）电容器的频率特性 频率特性是指电容器对各种不同高低的频率所表现出的性能。 （6）温度系数 温度系数是指在一定温度范围内，温度每变化1时，电容器容量的相对变化值。 11 2电容器的表示 (1)直标法。 将电容器的容量、耐压及误差直接标注在电容器的外壳上，其中误差一般用字母来表示。常见的表示误差的字母有J（5%）和K（10%）等。 例：表示圆片形低频瓷介电容器，电容量为，额定工作电压为63V。 (

7、2)文字符号法 文字符号法是指用阿拉伯数字和字母符号两者有规律的组合标注在电容器表面来表示标称容量。电容器标注时应遵循下面规则： 凡不带小数点的数值，若无标志单位，则单位为皮法。例如：2200表示2200pF。 凡带小数点的数值，若无标志单位，则单位为微法。例如：表示。12 对于三位数字的电容量，前二位数字表示标称容量值，最后一个数字为倍率符号，单位为皮法。若第三位数字为9，表示 10-1倍率。 例如： 许多小型的固定电容器，体积较小，为便于标注，习惯上省略其单位，标注时单位符号的位置代表标称容量有效数字中小数点的位置。 例如：， 3u3=3.3F (3)色标法 电容器色标法的原则及色标意义与

8、电阻器色标法基本相同，其单位是皮法(PF)。色码的读码方向是从顶部向引脚方向读。 小型电解电容器的耐压也有用色标法标识的，位置靠近正极引出线的根部，所表示的意义如下所示： 颜色：黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰表示的耐压值分别为4V、10V、16V、25V、32V、40V、50V、63V。 13 图是电容器的色标示意图，图中（a）是15 104；图中（b）是22 104 。14任务2-2 电容器的分类任务描述 本任务主要学习了解各类固定电容器和可变电容器的结构、特点、应用等基本知识。 电容器按其结构可分为三大类：固定电容器、可变电容器和微调(或称半可调)电容器。电容器的电性能、结构和用途在很

9、大程度上取决于所用的电介质，按电介质分类有：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器、液体介质(例如油介质)电容器和气体介质电容器等。152.2.1 纸介质电容器和金属化纸介电容 纸介电容器是以纸为介质的电容器。纸介电容器（CZ）用两片金属铝箔做电极。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(约1000pF0.1F)，额定工作电压较高(160400V)，价格便宜。但是固有电感和损耗都比较大，热稳定性差，只能用于频率在几千赫兹以下的低频电路中。其外形如图所示。16图纸介、金属化纸介电容

10、器外形 金属化纸介电容器(CJ) 17 金属化纸介电容器(CJ)的结构和纸介电容基本相同。但它的电极不是金属铝箔，而是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属铝箔。特点：体积小，且能做成高电压大容量的电容器(耐压可达几十伏到一千伏，容量零点几微法到几十微法),一般用在低频电路中。 金属化纸介电容器的一个特点是具有“自愈”能力，当过高电压使电容器介质某点击穿时，击穿处产生的电弧电流会使金属膜熔化蒸发，短路点消失，两极板重新恢复绝缘，电容器可以自动恢复正常。 2.2.2 云母电容器 云母电容器(CY)以云母片为介质，用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极。特点是介质损耗小，绝缘电阻大、温度系数小、电容精

11、确度高、体积较大。外形如图所示18图2.2.2 云母电容器(CY)的外形 19 2.2.3 瓷介电容器 瓷介电容用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。瓷介电容属无机介质电容器，具有结构简单、体积小、稳定性高和高压性能好的特点。根据陶瓷成分不同可分为高频瓷介电容器(CC)和低频瓷介电容器(CT)。瓷介电容器的外形如图所示.图2.2.3 瓷介电容器的外形普通瓷介电容器20 独石电容器实际上是一种瓷介电容器，陶瓷材料以钛酸钡为主，由若干片印有电极的陶瓷膜叠放起来烧结而成。它外形具有独石形状，相当于若干个小陶瓷电容并联，容量大、体积小，是小型陶瓷电容器。它具有电容量大、体积

12、小、可靠性高、电容量稳定，耐湿性好等。外形如右图。 独石电容器外形图 2.2.4 玻璃釉电容器 玻璃釉电容（CI）采用钠、钙、硅等粉末按一定比例混合压制成薄片为介质，并在各自薄片上涂敷银层，若干薄片加在一起进行熔烧，再在端面上焊上引线，最后再涂以防潮绝缘漆制成。其稳定性较好，损耗小。其外形如图。图2.2.4 玻璃釉电容器外形 21 2.2.5 有机薄膜电容器 薄膜电容属于有机介质电容器，结构和纸介电容相同，主要有涤纶薄膜电容、聚苯乙烯薄膜电容和聚丙烯薄膜电容。 涤纶电容(CL)又称聚酯电容，介质是涤纶薄膜，和纸介电容器一样有两种，一种是以金属箔和涤纶薄膜卷绕而成，另一种是金属化涤纶电容。金属化

13、涤纶电容器除具有“自愈”功能外，在焊接成引线前，还在电容器芯子两端分别喷上一层金属薄层，增加引出线与电极接触面(不是从金属膜一端引出电极)，可以消除卷绕带来的电感。具有体积小，无感的特点。 聚苯乙烯电容(CB)的介质是聚苯乙烯薄膜，特点：损耗小，绝缘电阻高，但是温度系数较大，体积较大，可用于高频电路。 22 聚丙烯电容(CBB) 的介质是聚丙烯薄膜，主要性能与聚苯相似但体积小，稳定性略差。 薄膜电容器由于具有很多优良的特性，因此是一种性能优秀的无极性电容器，绝緣阻抗很高，頻率特性优异(频率响应宽)，而且介质损失很小。有机薄膜电容器的外形如图所示。 (b)聚苯乙烯电容器(CB)(a)涤纶电容器(

14、CL)图有机薄膜电容器的外形图 (c)聚丙烯电容(CBB) 23 2.2.6 电解电容器 1电解电容器的结构及原理 一个基本铝电解电容器由如下几部分组成：阴极铝箔、电解纸、电解液、阳极铝箔以及形成于阳极铝箔表面电介质的氧化铝层。电解电容器的结构(绕制结构)示意图如图所示： 图电解电容器的结构示意图24 铝电解电容器的电介质（氧化铝层）形成于阳极内侧表面极薄的一层氧化铝。它具有单向特性。由于氧化铝膜类似PN结，具有单向导电性，所以只有正极接高电位，负极接低电位时，介质起绝缘作用，电解电容才能正常工作；如果反接，氧化铝膜处于导通状态，即正向导通，则电容的漏电流很大，将失去电容器的作用，严重时电解液

15、电解产生气泡会发生爆炸。阴、阳极都有此同样的氧化薄膜，其就成为无极性电解电容。铝电解电容的原理结构剖面示意图 如下图。 其中pin等效为25 将电解纸隔离的阴阳铝箔绕卷成圆柱状，称为“电容器单元”。注入电解液后，阴阳铝箔就有了电气接触，电介质就单独由阳极铝箔上的氧化铝层独自作用，而电解液就形成了的电容阴极，其中一层铝箔为正极。电容的特性由这些电解液决定，电解纸主要作用有以其毛孔存储电解液；提供阻止电气短路的足够空间；提供阴阳两铝箔所需的介电强度。电介质层构成了一个依电压变化而变化的电阻，此电阻的电流即所谓的漏电流。 2常用的电解电容器 （1）铝电解电容器 铝电解电容是由两片铝带和两层绝缘膜相互

16、层叠，转捆后浸泡在电解液(含酸性的合成溶液)中。主要特点：有正负极性、体积适中、容量大、价格低廉、损耗大、漏电较大。常应用于电源滤波、低频耦合、去耦，旁路或者低频电路中。26 铝电解电容量为10000F，额定电压为50V。它在直流电压的连续影响下，铝电解电容器的氧化铝薄膜会逐渐变厚，电解液由于连续工作引起水分蒸发导致电解液逐渐变稠甚至干涸变质，导致失效；若长期搁置，氧化膜会在电解液微弱的溶解力下逐渐变薄，因而绝缘电阻变小，漏电流增大，耐压降低。图2.2.7 铝电解电容(CD) 所以，储存日久的铝电解电容器不能立即使用，必须先进行激活处理，重新赋能，使氧化膜逐渐得到恢复。铝电解电容器常见的外形如

17、图所示。 27 （2）钽电解电容器 液态钽电解电容用金属钽做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽表面生成的氧化膜做介质制成。固态钽电解电容器以纯度很高的金属钽粉压成钽片为正极放在真空中烧结，再用电化学腐蚀法在钽片上形成氧化钽介质薄膜，然后在介质膜上沉积一层固体二氧化锰为电解质，其外喷涂金属形成负极，外加封装。钽电解电容(CA) 钽电解电容器的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好、损耗、漏电小于铝电解电容。应用在要求高的电路中代替铝电解电容。钽电解电容器常见的外形如右图所示。28 （3）铌电解电容器 铌电解电容器的结构与钽电解电容器相似，其介质采用氧化铌，氧化铌的介电常数比

18、氧化钽大得多，铌电解电容器的体积更小，其它性能比钽电解电容器稍差。 2.2.7 可调电容器和微调电容 可调电容器（可变电容器）是一种容量可连续变化的电容器；主要用在调谐回路中。微调电容器是一种容量变化范围较小的电容器。 1可调电容器 可调电容器是由两组形状形同的金属片间隔一定的距离，并夹以绝缘介质而组成。其中一组金属片是固定不动的，称为定片；另一组金属片和转轴相连，能在一定角度内转动，称为动片。转动动片可以改变两组金属片之间的相对面积，使电容量可调。动片全部旋入时，动片与定片交叠的面积最大，电容量最大：动片全部旋出时，电容量最小。使用可调电容器时，动片应接地，避免调节时人体通过转轴感应引入噪声

19、。 29 可调电容器的种类很多，按照介质划分有空气介质和薄膜介质两种，空气介质的可调电容器体积较大，不常用；常用的是薄膜介质的可调电容器。按照联数划分有单联、双联、四联等。单联可调电容器外形如下图。空气单联可调电容器密封单联可调电容器30 把两组可调电容装在一起同轴转动，叫做双连。双联可调电容器又分为两种。 等容双联可调电容器。等容双联就是将两个单联结构的可调电容器连在一起，两个单联的容量相等，由一个转柄控制两联的动片同步变化，这种双联可调电容器一般都是共用一个动片。等容双联可调电容器外形如下图。 等容空气双联可调电容等容密封双联可调电容31 差容双联可调电容器。差容双联就是指两个联的容量不相

20、等，但仍由一个转柄控制两个联动片的转动，例如，超外差式收音机中片数少的(或片距大的)、电容量较小的振荡联接于振荡电路中，电容量大的调谐联接入调谐电路中。差容双联可调电容器外形如下图。 差容空气双联可调电容差容密封双联可调电容32 四联电容器的四联也是受 一个转柄的同步控制。四联可调电容器一般为密封式，多用于超外差调频调幅收音机中。四联电容器外形如右图所示。四联电容器外形图 可调电容器的电路符号如下图所示。 33(a)一般符号(b)双联的电路符号(c)四联的电路符号 (d) 微调电容的 电路符号图34 2微调电容器 微调电容器又称半可调电容器，是由两片或两组小型金属弹簧片之间夹绝缘介质而组成的，

21、电容量可在某一小范围内调整，一般在545pF间，并可在调整后固定于某个电容值。 （1）瓷介微调电容器 它由两块镀有半圆银层的瓷片构成，上片可动，下片为定片。当动片镀银面旋至定片引出线一侧时两半圆银层相对面积最大，电容量最大。瓷介微调电容器 结构示意如下图。瓷介微调电容器结构示意图 35 （2）空气介质微调电容器 空气介质微调电容器采用陶瓷外壳，空气介质，由固定极板和可转动极板构成，具有介质损耗小，抗冲击、振动能力高，安装简易方便。 （3）管型微调电容器 它又称拉线微调电容器，以镀银瓷基体为定片，外面用细铜丝密绕为动片，拉去铜线减少圈数即可减小电容，一旦减少，不太容易用绕线办法再增大。管型微调电

22、容器结构示意如右图所示。管型微调电容器结构示意如右图36 （4）云母微调电容器 云母微调电容器是通过螺钉调节片与定片之间的距离来改变电容量的。动片为具有弹性的铜片或铝片，定片为固定金属片，其表面贴有一层云母薄片作为介质。云母微调电容器结构示意如下图。 云母微调电容器结构示意图37 （5）薄膜微调电容器 薄膜微调电容器是用有机塑料薄膜作为介质，即在动片与定片（动、定片均为不规则半圆形金属片）之间加上有机塑料薄膜，调节动片上的螺钉，使动片旋转，即可改变电容量。薄膜微调电容器结构示意如下图。薄膜微调电容器结构示意图38 （6）短波专用微调电容器 它是专为收音机短波段频率微调而设计的。其旋钮可安装在机

23、壳外，在电路上它接在短波振荡回路中。短波专用微调电容器结构示意如下图。短波专用微调电容器结构示意图39部分微调电容器的实物如图 。图 2.2.10 部分微调电容器的实物图 40 3可调电容器的参数 （1）最大电容量与最小电容量 当动片全部旋进定片时，由于动定片相对面积最大，故该电容量为最大电容量动片全部旋出定片时，由于动定片相对面积最小，故该电容量为最小电容量。 （2）容量变化特性 容量变化特性即可调电容器的容量随动片旋转角度的改变而变化的规律。常用的有直线电容式、直线频率式、直线波长式、电容对数式。 41任务2-3电容器的应用任务描述 本任务主要结合实际应用电路，学习无极性电容器的应用、电解

24、电容器的应用；以及无极性电容器的检测与选用，电解电容器的检测与选用等基本知识和技能。 电容器在电子线路中的作用一般概括为：通交流、阻直流。电容器通常起滤波、旁路、耦合、去耦、移相等电气作用。 2.3.1 无极性电容器的应用 这里主要介绍RC消火花电路。当打开日光灯，日光灯闪烁启辉时，我们从收音机或电视机的喇叭里就会听到不规则的“咔咔”声，这些都是电火花造成的高频杂波干扰。在电子设备中，断开有电感的电路时，接点之间也会产生类似的电火花。42 图 2.3.1 电路中，开关 S 突然断开时，回路电流很快地由 i0变为零。即电流的变化率很大，因而在线圈的两端便产生很大的自感电动势，大电压会将空气击穿，

25、形成电火花。图 中在电感两端并接了 RC 消火花电路。在开关 S 突然断开后，iL 便对电容充电。电感中的磁场能量一部分在 R 和 r上消耗掉，一部分转化成电容 C 中的电场能，进而使电容C再放电，从而消除了火花。图 2.3.1 产生电火花电路 图2.3.2 消除点火花电路43 2.3.2 电解电容器的应用 1电源整流滤波电路 图2.3.3.是常见的半波整流滤波电路，电路中VD 为整流二极管，C1为主滤波电容， C2为高频滤波电容。 图2.3.3 半波整流滤波电路44 2电容分频电路 图2.3.4 所示是电容分频电路。Ui中有低音、中音和高音等频率成分。由于C1对中低音信号的容抗较大，故中低音

26、信号不能通过 C1，而只能通过低音扬声器B1。对于高音信号而言，由于Cl 的容抗很小，故高音信号经过 C1 ，加到高音扬声器 B2中。这样C1起分频作用，即C1 起分开高音和中、低音信号的作用。图2.3.4 电容分频电路45 2.4 电容器的检测与选用 电容器的引线断线、电解液漏液等故障可以从外观看出。准确测量电容的方法是用电容表、电容电桥或Q表等仪器检查。一般情况下可用万用表粗略地判断电容器的好坏。 2.4.1 电容器的检测 1.无极性电容器的检测 （1）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

27、选用万用表R10k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。 （2）检测10PF固定电容器 根据10PF固定电容器是否有充电现象,进而判断其好坏。万用表选用R1k挡。 46 两只三极管的值均为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，电容与复合管的基极b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, 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

28、触a、b两点,才能明显地看到万用表指针的摆动。 检测示意图如下图。47 （3）检测以上的固定电容 对于以上的固定电容，可用万用表的R10k（或R1k）挡测量。表笔刚接通瞬间，表头指针应顺时针方向跳动一下，后逐步逆时针复原，即退至处。将黑、红表笔对调之后，表头指针应顺时针方向跳得更高，而后又逐步逆时针复原，这就是电容充放电的情形。电容器的容量越大，指针跳动越大，复原的速度也越慢。若表针无摆动，说明电容器开路：若表针向右摆动一个很大的角度且表针停在那里不动，说明电容器已击穿或严重漏电。每次测试之前，都要将电容器的两引脚短接放电。48 2.电解电容器的检测 电解电容常见的故障有，容量减少，容量消失、击穿短路及漏电，其中容量变化是因电解电容在使用或放置过程中其内部的电解液逐渐干涸引起，而击穿与漏电一般为所加的电压过高或本身质量不佳引起。 判断电解电容的好坏一般采用万用表的电阻档进行测量，检测方法与无极性电容器是一样的。因为电解电容的容量较一般无极性电容大得多，所以