三、电容器
由两个用绝缘材料隔开而又互相靠近的导体所构成的装置称为电容器。通常把组成电容器的两个导体叫做极板。电容器通过与极板相连的引线接到电路中。极板中间的绝缘材料称为电介质,空气、纸、云母、塑料等都可以作为电容器的绝缘介质。
电容器最基本的特性是能够储存电荷,电容量表示电容器储存电荷能力的大小,简称电容。用符号C表示。电容量的大小取决于电容器本身的形状、尺寸、极间距离和极间介质。
电容器另一个特性是“通交隔直”。因为电容器两极板间是绝缘的,所以不能通过直流电。但在交流电路中,由于电容器两端的电压不断交变,当电压的绝对值不断增大时,电容器将电能以静电荷的形式储存在极板上,称为充电;而当电压绝对值不断减小时,电容器又将储存的电能以流动电荷的形式还给电路的电源,称为放电。所以接在交流电路中,电容器并不妨碍交流电流在电路中的流动。
电容量的单位是法拉,简称法(F)。实用中常采用小的单位微法(μF)、皮法(pF),它们之间的关系为
1μF=10-6 F
1 pF=10-6μF
1. 电容器的参数
电容器的参数有电容量、误差范围、耐压、介质损耗、绝缘电阻等。在一般情况下,电容器的主要参数是指电容量和耐压两个参数。
电容量是衡量电容器在一定电压下储存电荷能力大小的物理量。
耐压也叫做额定电压,是指电容器长期工作时所能承受的最大电压。电容器的耐压除与结构、介质性质有关外,还与工作环境有关,如环境温度升高时电容器的耐压能力将下降。为保证电容器的使用安全,应使加在电容器两端的实际工作电压小于它的耐压。
通常,电容量、耐压和误差范围都标注在电容器的外壳上(体积小的电容器只标注电容量),以便使用者使用。
2. 电容器的种类和选用
电容器的种类繁多,按电介质的不同,可分为空气电容器、云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器、电解电容器等;按结构的不同,又可分为固定电容器、可变电容器和半可变电容器三种。
(1)固定电容器
电容量固定不变的电容器称为固定电容器。常用的有介质为云母、纸质、金属化纸质、油浸纸质、陶瓷或有机薄膜的电容器及铝电解电容器等。部分固定电容器的外形、名称及图形符号如图1-5所示。
图1-5 固定电容器的外形、名称及图形符号
不同的使用场合对电容器的要求是不同的,应正确加以选用。固定电容器中的云母电容器、瓷介电容器的耐压较低,但损耗小且稳定性能和绝缘性能较好,尤其适用于高频电路;纸质电容器和涤纶电容器的电容量可以做得较大,但耐压低、稳定性差,多用于要求不高的场合;油浸纸介质电容器的绝缘性能良好、耐压较高,电容量也较大;在电力系统及高压滤波中常选用;电解电容的电容量可以做得很大(可达几千μF),但耐压低、损耗大,主要用于低频电路中。在使用电解电容时要特别注意其外壳上注明的正、负极,不可接错。
(2)可变电容器
电容量可以改变的电容器称可变电容器。常用的可变电容器有空气电容器、固体介质电容器和真空电容器三种,前两种的应用最为广泛。
一般可变电容器由两组铝片组成,不动的一组叫定片,可以转动的一组叫动片。当结构一定时,电容量的大小就取决于动片和定片间的相对面积。当动片旋入定片中,使两组极片的相对面积增大时,电容量增大,反之减小。在收音机的调谐回路中,就是使用可变电容器来达到选择电台的目的的。
(3)半可变电容器
电容量变化范围较小的可变电容器称为半可变电容器,又称为微调电容器,其介质通常为陶瓷或云母。半可变电容器常用于收音机和收录机中。
部分可变电容器和半可变电容器的外形、名称和图形符号如图1-6所示。
图1-6 部分可变电容器和半可变电容器的外形、名称和图形符号
3. 电容器好坏的判别
用万用表的电阻挡(R×1k或R×10k)可以判别电容器的好坏。测试时,用表笔分别接触电容器两端时,表针很快按顺时针(向电阻为零的方向)摆动一下,然后按逆时针方向又退回到R为无穷大处,如果回不到无穷大处,则指针所指的阻值就是电容的漏电阻。指针摆动越大,说明电容量越大。如果接通时表针不动,说明电容器内部断路;如果表针指到零位不退回,说明电容器已被击穿。
对0.01~1μF之间的电容,用R×10k挡才能看出指针微小的摆动。对于容量过小的电容器,用这种方法就不好测量了。