1.2 电容器及其单元电路
1.2.1 电容器的识别
电容器通常简称为电容，也是电子产品中应用广泛的电子元件之一。电容器是由两个极板组成的，具有储存电荷的功能，在电路中常用于滤波、与电感构成谐振电路、作为交流信号的传输元件等。
电容器的图形符号如图1-31所示，文字符号为“C”。常见电容器的外形如图1-32所示。电容器按其功能和使用领域可分为固定电容器和可变电容器两大类，固定电容器又分为无极性电容器和有极性电容器。
图1-31 电容器的图形符号
图1-32 常见电容器的外形
表1-3所示为电容器型号命名法。
表1-3 电容器型号命名法
电容器的标注参数主要有标称电容量、允许偏差和额定电压等。
固定电容器的参数表示方法有多种，主要有直标法、色标法、字母数字混标法、3位数表示法和4位数表示法多种。
直标法在电容器中应用最为广泛，在电容器上用数字直接标注出标称电容量、耐压等。如图1-33所示，某电容器上标有510pF±10％、160V、CL12字样，表示这一电容器是涤纶电容器，标称电容量为510pF，允许偏差为±10％，耐压为160V。
图1-33 电容器直标法示意图
采用色标法的电容器又称色码电容，色码表示的是电容器的标称容量。图1-34所示为电容器色标法示意图。电容器上有3条色带，3条色带分别表示3个色码。色码的读码方向是：从顶部向引脚方向读，对这个电容器而言是棕、绿、黄，依次为第1、2、3个色码。
图1-34 电容器色标法示意图
在这种表示方法中，第1、2个色码表示有效数，第3个色码表示倍乘中10的n次方，容量单位为pF。
如表1-4所示是各色码的具体含义。
表1-4 各色码的具体含义
电容器3位数表示法中，用3位整数来表示电容器的标称容量，再用一个字母来表示允许偏差。
图1-35所示是电容器3位数表示法示意图。3位数字中，前两位数表示有效数，第3位数表示倍乘，即表示是10的n次方。3位数表示法中的标称电容量单位是pF。
图1-35 电容器3位数表示法示意图
电容器允许偏差与电阻器相同，固定电容器允许偏差常用的是±5％、±10％和±20％。通常容量越小，允许偏差越小。
1.2.2 电容器单元电路
（1）电容器串联电路
电容器和电阻一样，在电路中也有串、并联连接方式。图1-36是三个电容器的串联电路。
图1-36 电容器的串联电路及等效电路
电容器串联电路有如下特点。
①电路中每个电容器所带电量都相等，且等于总等效电容所带电量，即Q=Q1=Q2=Q3。
②电路的总电压等于各电容器两端电压之和，即U=U1+U2+U3，这一点与电阻串联电路一样，也是各种串联电路的基本特性。
③电容器串联之后，仍然等效为一个电容器，但总的容量将减小。电路中总等效电容的倒数等于各电容的倒数之和，即
=
，如图1-37所示。
图1-37 电容器的串联
④电路中，各电容器两端的电压与电容器的容量成反比，即容量大的，两端电压小，容量小的，两端电压大，这种关系称为电容器的分压关系。设电容器串联后，总等效电容所带的电量为Q，则各电容器的分压关系为
。
重要提示
由电容器串联电路的特点可知，在使用电容器时，若电容器的额定直流工作电压小于实际工作电压，可以在满足容量要求的情况下，用串联的方法提高总等效电容器的额定直流工作电压。当多个容量不同的电容器串联时，各电容器上所加的电压不一样，应保证每一个电容器的额定直流工作电压都大于实际所加的电压。
（2）电容器并联电路
图1-38所示电路为三个电容器并联的电路，电容器并联的电路有如下一些特点。
图1-38 三个电容器并联的电路及等效电路
①电路中所有电容器所带的总电量等于各个电容器所带电量之和，即Q=Q1+Q2+Q3。
②电路中各个电容器两端电压都相等，且等于电路的总电压，即U=U1=U2=U3。
③电路中总等效电容等于各电容之和，即C=C1+C2+C3。
④电路中，电容器所带电量与电容器的容量成正比，即容量大的，所带电量多，容量小的，所带电量少。各电容器所带电量与端电压的关系为Q1=C1U，Q2=C2U，Q3=C3U。
由电容器并联电路的特点可知，在使用电容器，如果电容器容量小于实际要求的容量，可以在满足耐压的前提下，采用并联的方法来提高总容量。
如果两个相同容量的电容器并联，总电容量增大一倍；两个容量相差较大的电容器并联，总电容量接近于大电容器的电容量，如图1-39所示。
图1-39 电容器并联示意图
（3）电容器的特性
①电容器具有不能让直流通过的特性，这一特性称为电容器的隔直特性；此外，电容器还具有让交流信号通过的特性，这称为电容器的通交特性。隔直通交特性是电容器的重要特性之一。
②电容器的容抗
，这一公式表明了容抗、容量、频率三者之间的关系。图1-40所示为容抗与频率、容量之间关系的图解示意图。
图1-40 容抗与频率、容量之间关系的图解示意图
③电容器两端的电压不能突变。
（4）电容器滤波电路
电容器滤波电路在电源整流电路中用来滤除交流成分，使输出的直流电压更平滑。在滤波电路中电容器被称为滤波电容器。滤波电容器通常采用有极性的电解电容器。电解电容器的一端为正极，另一端为负极。
滤波电容器通常位于整流二极管或整流全桥后面，电容器正极端连接在整流输出电路的正端，负极端连接在电路的负端，且滤波电路中的电容器采用几个电容器并联的连接方式，如图1-41所示。
图1-41 滤波电路中的电容器
利用电容器的容抗特性，如果把它串联在电路中，就可以使高频信号通过得多一点，低频信号通过得少一点；反之，如把它并联在电路中，则高频信号被削弱得多一点，低频则削弱得少一点。
单纯的电容器虽有容抗产生，但滤波效果不明显，要使它有明确的滤波作用，必须加入电阻等元器件，这样才能组成可以控制频率的滤波电路。例如，常用的低通滤波器就是让低频信号通过、滤除高频信号的电路。