电工电子元器件认识-电容的特性与结构

1、电容的特性结构任务目标；电容器的特性、结构、参数、误差等级及标注方法。学习目标；了解电容器的特性、结构、参数、误差等级及标注方法。电容器是电路的基本组件之一，它是电力系统和电子技术中最常见的一种组彳牛。在电力系 统 中它可以起到补尝电压的作用，在电子系统中可以起到滤波、隔直、耦合、旁路等作 用，还可以 利用它出现电火花的作用。可见电容器是一种应用非常广泛的电子组件 ，学习和认识电容器非常 重要，不彳董电容器，以后的电子电路就无法去分析。1. 什么是电容器被绝缘物分开而又相互靠近的两个导体的总体极板电极称电容器（简称电容）。 电容器是由两块金属板做电 极，中间夹一 层绝缘体（也称电解质）所构成，

2、当你 在金属板间加上电压时，极板上就会储存电 荷,所以说 电容器实际上也是一种能储存 电荷的容器。电容器的 内部结构如图1所示。电极电极图1电容器的内音膨吉构2、电容器在电路中的图形符号电容器在电路中用字母C表示，其电路符号如图2所示图2电容器电路符号a）为固走电容b）为电解电容的简化符号 c）为电解电容d ）为可变电容e ）为微调电容f）为国外电解电容符号3、电容器的分类1?按结构分类：固走电容、可变电容、微调电容。2?按介质材料分类：以空气为介质、电解介质、无机介质、有机介质。3?按封装形式分类：圆柱形、长方形、圆片型、球型、方形等。4?按用途分类：高频电容、假顼电容、高压电容、低压电容。

3、5?按极性分类：有极性电容和无极性电容。4、电容器的特性电容器的特性是通交隔直，也就是说，交流电可以通过，而直流电不可以通过，为什么 呢？电容器的 特性要比电阻器复杂得多，掌握和弄通电容器的特性是分析电路的关键所在很多情况下，对电路工作的工作原理分析不正确或根本无从下手 ，其原因是对元器件 的特性不了解，所以掌握电容器 的主要特性及其相应的变化是分析电容器参与电路工作原理的基础。1）电容器的通交特性电容器接在交流电路中（交流电的电压绝对不能超过接入电容器的直流耐压），由于交流电的大/#方向在随着时间的变化而变化，致使电容器进行反复的充电和放电，电路中相应不断的出现交变的电流，电路中一直有交流电

4、流的流动，就好似交流电能直接通过电容器，即通交流。通交特性如图3所示。图3通交特性注：这里所指的通交流是电容器反复充电和放电所形成的电流，弁非电流能直接通过电容器的介质。为了以后分析电路的方便，我们就可以认为电容器能使交流电或交流信号直接通过。2）电容器的隔直特性内有电流流过电容器，以后由于直流电时 恒不变，因此电容器中不会有电流流过 成回路，所以电容器可以起到隔直流的作用定不变的电压，电容器两端的电压也恒 于电容器把直流电隔断，灯泡熄灭，隔直特性如图4所示。通电试验，可以看到，在刚刚通电的一瞬间，灯泡闪亮一下，而后 马上熄灭 这是因为在接通电源的一瞬间，发生了一次电容的充电过程，在这短暂的时

5、间内有电流流过电容器，以后由于直流电时 恒不变，因此电容器中不会有电流流过 成回路，所以电容器可以起到隔直流的作用定不变的电压，电容器两端的电压也恒 于电容器把直流电隔断，灯泡熄灭，图4隔直特性3 ）电容器的“通高阴低特性交流在能过电容器时，必然会受到电容器的阻碍作用这个作用是电容器特有的功能，所以 称为电 容器的容抗常用字母XC”来表示。一个固走电容器在通过交流时 ，所呈现的 容抗是不一样，频 率高的交流能过电容时，电容所呈现的阻碍作用是很小的。但对于频率彳氐的交流来说，容抗较大，即电容对高频的阻碍作用小，低频阻碍作用 大，也即能通高、阻低作用。5、电容器的作用电容器作用有耦合、滤波、旁路和

6、退耦等，这些作用都是采用通交隔直的特性。1）谑波滤波就是将交流电或交流信号滤除到地。如图 5所示，图中电容即为滤波电容，因 桥式整流中 输出的电流中含有交流和直流两成份。 所以通过电容后交流被滤除 （通交作 用）而留下了直流。图5滤波2）耦合经电容传递的信号（交流信号）为耦合。如图 6所示。禾I用电容器的能将作用可使前后两 级 的交流信号能连续，但又利用隔直作用隔断了前后级之间的直流关系，避免了前后直流 牵制，图中Clx C2、C3均为耦合电容f C4为滤波作用，消除电源的 交流干扰。图6耦合3）旁路把一些不需要的信号或三极管放大以后产生的干扰杂波信号经电容入地为旁路。如图7所示。图中C为旁路

7、电容交流信号经过三极管时会通过其发射极到地，但发射极中接有电 阻，这样信号在经过时，必会受到衰减,使得输入量 变小，输出也会变小为了它能更好的放大信号在其口 旁并接了一个电容.这样信号就可以不必通过电阻而 由电容直接到地，并且对于直流电没有任何影响，图7旁路4）退耦退一级再次滤波即为退偶。如图 8所示。退耦电路作 用是 把前级和后级通过电源线造成的干扰消除掉 之间处理的信号或工作状态不同，就需要 它们之间的互相干扰。，因前级和后级 通过退耦来消除图8退耦，因前级和后级 通过退耦来消除6、电容器的电容量加上电以后，该电容能储存电荷的能力大小称电容星。用字母C表示。储存的电荷越 多，电容呈就越大，

8、储存的电荷越少，电容耋就越小。电容星是一个固走值：不因极板上积累电荷的多少而改变，实验证明，电容器的电容呈大 4瞰决于绝缘介质的材料，以及极 板的面积，和极板 的距离。极板面积越大，电容呈越大。极板距离越小，电容星越大。也就是指电容的电容呈与极板面积成正比，与极板距离成反比关系。7、电容器的单位电容器的单位是“法拉，简称法，用字母F表示。还有毫法（MF ）微法（UF ）钠法（NF ）”皮法（PF ）”。它们的换算关系为：1 F = 1000 MF1MF = 1000 UF1UF =1000 NF 1 NF =1000 PF也就是说:1 F = 10 6 UF = 10 12 PF（1F的解释：

9、如果在某一电容器的两块极板上加上一伏的电压，每极板上所储存的电呈为1库伦，则其电容星就为1法拉。）1库伦二625亿亿个电子9三极管极间电容注：虽然电容与电容呈都为C表示，但前者为电容的名称，而后者为物理呈，同时，还应注意到不9三极管极间电容单只是电容器具有电容星，实际上任可两个相邻的导体之间都存在着电容，如图9所示。高压输出电线间存在着电容，弁且各相与大地之间也有电楠律管各电极之间也存在电容，这种电容叫做分布电容，也叫寄生电容。如图10所示高蜃赛它的容呈较小，但 有时对线路和设 备造成影响。8、电容器的主要技术参数电容器的性能参数有标称容呈、允许误差、额走工作电压等。一般额定工作电压、标称容

10、呈允 许误差直接标注电容器的表面上.1)标称容量和允许误差的标注方法(1 )用字母表示误差，见表11。字母表的误差值表11BCDFGJKMNQSZP士 0.1士 0.25)士 0.51土 25土 10土 2()士 30册至-2()+50 至-20+80 至-20+ 100 至 0例：220Z表示容星为220皮法，误差+80%至负土 20%100P表示容呈100PF,误差土 1 %。 (2)应用罗马数字表示误差，通常也分三个等级。I级表悯差5%1差士10ID表悯差 20%,注：电解电容的误差可能大于 20o例：47PI表示容呈47PF,误差为 56Pn表示容呈为56PF，误差为土10。2)额定工

11、作电压电容器的额定工作电压习惯称为“耐压，是指电容器长期安全工作所能承受的最高直流 电氐它一 般标注在电容器处壳上，如：160VDC、450VAC。电容器工作时，实际所加 的工作电压不可超 过额定工作电压，否则电容器将损坏。例：25V/10UF,就表示其耐压为25V，电路工作电压不能高于 25V。50V/100UF,就表示其耐压为 50V,电路工作电压不能高于 50V o2KV/4700PF,其耐压为2000V ,电路工作电压不能高于 2000V。3)绝缘电阴电容器中间的绝缘介质弁不绝对绝缘 ，而是存在着一走的电阻。电容器两极板之间的介质阻值，称为电容器的绝缘电阻，又称漏电电阻。一般应大于几百

12、兆以上，既然介质的绝缘 电阻是有限的在电压的作用下，就必然有微弱的电流通过介质。称为漏电流。9、电容器容量表示法电容器容呈表示法有：直接标示法、文字符号法、数码表示法等。主要将电容器的容呈、耐压、误差、材料及结构等参数，标注于电容器的表面上。1 )赵标7K法j各容星耐压，误差等参数直接表示在电容器的表面上。对于小容星的电容器如陶瓷的电容，通常PF”单位在电容的表面上不写，如图 12所示，也有的用小数点表示其单位为pF也省略。大于数字1的用PF表示，小于数字1的用pF表示单位。例:2M|=2.2 例:2M|=2.2 MFz 2P2=2.2PF o如图 132.2UP 财2.2JF所示。图12图1

13、3小于1的直标法也有把小数点前的零省略。例：？047 =0.1 pF ,如图2.2JF所示。图12图13小于1的直标法也有把小数点前的零省略。例：？047 =0.1 pF ,如图14所示。文字符号法利用字母如 也P、山J、K、M 11来表示，如图.I041 4F2 2PF0. 01 uFJ=5%22O0PF0.022 u F2-38所示。图14文字符号法2）数码表zjx法一般用三位数表示电容器星大小，其单位为PF 0三位数中前两位为有效数字，后一位 为有效数字后的加0的个数，数字表示法中，0不表示但可数字，而9则表示xlO-1 。如图15所示。例：103 则表示 10 xl03=10000PF

14、=0.01UF229 则表示 22x10 -1 =2.2PF104 则表示 10 xl04=100000PF=0.1UF5602 则表示 560X10=56000PF图15数码标示法10. 电容器的种类电容器的种类很多，如果分不清某一电容器它属于哪一类的，那么在修理的过程当中就无从下手,比如说一块汽车电脑板内有一个电容损坏， 如果不知道它是哪一类的， 又没有原型号的 代换， 怎么办呢？不能盲目的随便去代换， 所以必须先搞清楚某电容器它是哪一类的。 下面介绍一些汽 车上常用的几种电容。1)按其结构可分为固走电容和可变电容两大类。2 )按介质材料分：云母电容、纸介电容、瓷介电容、涤纶电容、聚苯乙烯

15、电容、聚丙 烯电容、 铝电解电容等。3)按其工作电压不同分：高压电容和低压电容。4 )按工作频率可分：高频电容和彳氐频电容。5)按极性可分：无极性和有极性电容。固定电容是指电容的容耋固走不变。它分云母电容、纸介电容、瓷介电容、涤纶电容、聚苯乙烯电容、聚丙烯电容、电解电容等。云母电容利用矿物材料云母作为介质构成的电容器 ，这种电容的性能优良，绝缘性高，耐压高 ,耐高温， 漏电小，损耗小。但电容耋一般较小，大约在4.7p0.03pF 之间，由于云母矿 物产资源稀少，成本 较高，所以现在一般较少看到。云母电容用字母 CY表示,额走耐 压在250V? 7000V之间。如图 16所示。纸介电容利用绝缘纸

16、直接作为介质，它的介质材料取材方便、制作简单 ，成本较低，但是它的体 积大， 耐压较低，通电电流大，损耗大。容呈的取值范围小 ，大约在1000PF-0.1MF之间,应用于要求不 高的普通电路。如图17所示。纸介电容的字母表示为“CZ,额定耐图16云母电容图16云母电容图17纸介电容压在160V? 400V之间。瓷介电容即介质材料为陶瓷，陶瓷的绝缘性能优良，而且还耐高温，容呈的取值范围在2PF-0.047 pF之间，耐压高达几千伏。如图18所示。瓷介电容体积较小，字母表示为(4)涤纶电容利用涤纶，聚苯乙烯塑料薄膜作为电容器的介质，它的成本低，体积小但耐压不易做得 很高，字母 分别用CL涤纶表示，

17、CB聚苯乙烯。如图19所示。图18瓷介电容图19涤纶电容铝电解电容电解电容属于固走电容中的一种，它的结构较为特殊。它的主要特点是电容呈大，耐压 低，耐压 高和电容呈大。但体积较大。进年来随着生产水平和技术变革，使得耐压高电容 呈大的大型电解电容往小体积发展，由于它的容呈大。所以一般应用于低频电路中作滤波，耦合，旁路和退耦等作用。如图20所示。电解电容属于有极性电容，它不像固走电容在电路中可以不分正负极，它有一个固走的正 极和负极在电路中正极接高电位，负极接地不可接错。电解电容的符号是用：CD表示的，它的容耋和耐压以及极性都直接标注在外壳上，有的在外壳上标+”号，那么标 有+”号相邻的那个引脚就

18、是正极，另外一脚就是负极。有的是在外壳上标有号的，那么相邻标有号的该脚就是负极，另一脚就是正极，针对新电容来说，引脚长的 为正极，短的为负极，还有个别的是在电容器的外壳上没有标 有+”号的,而标有 该电容的容量及耐压，那么标有容呈和耐压数值的一端就为负极，另一端则为正极。铉电解电容锂电解电容是以纯度很高的金属碳粉压成袒片作为正极，放在真空中烧结，再用电化学腐 蚀法在钳片上形成氧化铉介质薄膜，然后，在介质薄膜上沉积一层固体的二氧化镭作为电解质，然后在电解质的外层喷一层金属形成负极，最终用环氧树脂封装成型(也有金属外 壳封装的)。电解电容如图21所示。电路符号和铝电解电容的符号一样。常用CA表示,

19、C表示电容器的主称， A一表示铤电解。容星范围从0.45UF1000UF,耐压有6.3V、10V、16V、63V等。由于铉电解电容的成本 高， 价格较贵，所以多用于较高档的电子电路中。例：航天、通讯、高级汽车的 ECU当中。特点:稳走性好、寿命长。锂氧化膜比铝氧化膜化学性能好(铝电解为电解液，而 旦氧化膜为袒粉烧结所以钳电 解电容器 可以长期储存，且漏电流小。体积小：工作温度高、机械强度高。工作温度一般为85 C 200 之间,且温度升高，漏电流减小，正好与铝电解电容相反。图21 旦电解电容图20铝电解电容图21 旦电解电容11.电容器的型号命名方法电容器的型号命名方法用 3个字母表示，共有三部分来表示。具体意义如下：第一部分：用字母C来表示电容器的主称。第二部分：表示介质材料的名称与代号。纸介一 Z铝电解一 D云母一 Y靓电解一 N铉电解一 A涤纶一 L聚苯乙烯一 B聚丙烯一一BB高频陶瓷一 C低频陶瓷一 T复合介质一 H举例：CL表示涤纶电容器CB表示聚苯乙烯电容器CBB表示聚丙烯电容器 第三部分：表示 容呈。12、电容器的检测电容器的质星高低及好坏可用万用表粗略判断。如图22所示。1.对于较小的电容检测与代换方法对于容呈在4700PF级的