2.2 电容器的种类与检测
电容器是一种可储存电能的元件(储能元件),通常简称为电容。其结构非常简单,主要是由两个互相靠近的导体,中间夹一层不导电的绝缘介质构成的。
电容器的种类很多,几乎所有的电子产品中都有电容器。根据制作工艺和功能的不同,主要可以分为固定电容器和可变电容器两大类,其中固定电容还可以细分为无极性固定电容器和有极性固定电容器两种。如图2-2所示为几种常见电容器的实物外形。
图2-2 常见电容器的实物外形
2.2.1 固定电容器的种类与检测
(1)固定电容器的种类特点
固定电容器是指电容器经制成后,其电容量不能发生改变的电容器。该类电容器还可以细分为无极性固定电容器和有极性固定电容器两种。
①无极性电容器 无极性电容器是指电容器的两个金属电极(引脚)没有正负极性之分,使用时两极可以交换连接。常见的几种无极性电容器及其图像符号、功能特点等见表2-29。
表2-29 常见的几种无极性电容器及其图像符号、功能特点
②有极性电容器 有极性电容器是指电容器的两个金属电极有正负极性之分,使用时一定要正极性端连接电路的高电位,负极性端连接电路的低电位,否则就会引起电容器的损坏。
有极性电容器亦称电解电容器,按电极材料的不同,常见的有极性电解电容器有铝电解电容器和钽电解电容器两种。
常见的几种有极性电容器及其图像符号、功能特点见表2-30。
表2-30 常见的几种有极性电容器及其图像符号、功能特点
由于有极性电容器需区分其正负极接入电路中,因此在选用及设计电路时,需要注意区分其极性,基本区分方法见表2-31。
表2-31 有极性电容器正负极区分方法
(2)固定电容器的识别方法
固定电容器的容量值标法通常使用直标法,就是通过一些代码符号将电容的容量值及主要参数等标识在电容器的外壳上。根据我国国家标准的规定,电容器型号命名由4个部分构成,容量值由2个部分构成,固定电容器直标法命名规格见表2-32。
表2-32 固定电容器采用直标法的识读方法
直标法中,电容器材料的表示符号见表2-33。
表2-33 电容器材料的表示符号
直标法中,电容器类型的表示符号见表2-34。
表2-34 电容器类型的表示符号
直标法中,电容器允许偏差的表示符号见表2-35。
表2-35 电容器允许偏差的表示符号
(3)电容器的主要参数
①电容器的单位 电容器在电路中用字母“C”表示。度量电容量大小的单位是“法拉”,简称“法”,用字母“F”表示。但实际中实用更多的是“微法”(用“μF”表示)、“纳法”(用“nF”表示)或皮法(用“pF”表示)。它们之间的换算关系是:1F=106μF=109nF=1012pF。
②电容器的主要参数 电容器的主要参数有标称容量(电容量)、允许偏差、额定工作电压、绝缘电阻、温度系数及频率特性。
a.标称容量 电容器的标称电容量是指其加上电压后储存电荷的能力大小。相同电压下,储存电荷越多,则电容的电容量越大。
b.允许偏差 电容器的实际容量与标称容量存在一定偏差,电容器的标称容量与实际容量的允许最大偏差范围,称作电容量的允许偏差。电容器的允许偏差可以分为3个等级:Ⅰ级,即偏差±5%以下的电容;Ⅱ级,即偏差±5%~±10%的电容;Ⅲ级,即偏差±20%以上的电容。
c.额定工作电压 指电容器在规定的温度范围内,能够连续可靠工作的最高电压,有时又分为额定直流工作电压和额定交流工作电压(有效值)。
额定电压是一个参考数值,在实际使用中如果工作电压大于电容器的额定电压,电容器就易损坏,呈被击穿状态。
d.绝缘电阻 电容器的绝缘电阻等于加在电容器两端的电压与通过电容器的漏电流的比值。电容器的绝缘电阻与电容器的介质材料和面积、引线的材料和长短、制造工艺、温度和湿度等因素有关。对于同一种介质的电容器,电容量越大,绝缘电阻越小。
如果是电解电容,常通过介电系数来表现电容器的绝缘能力特性。
e.温度系数 温度系数是指在一定温度范围内,温度每变化1℃电容量的相对变化值。电容器的温度系数用αC表示,主要与电容器的结构和介质材料的温度特性等因素有关。
温度系数有正负之分,正温度系数表明电容量随温度升高而增大;负温度系数则是随温度升高而电容量下降。在使用中,无论是正温度系数还是负温度系数,都是越小越好。
f.频率特性 频率特性是指电容器在交流电路或高频电路的工作状态下,其电容量等参数随电场频率的变化而变化的性质。
(4)固定电容器的检测
固定电容器的检测方法见表2-36。
表2-36 固定电容器的检测方法
(5)电解电容器检测
对电解电容进行开路检测主要是为了通过模拟万用表对其漏电阻值的检测来判断电解电容性能的好坏。在检测前,要对待测电解电容进行放电,避免电解电容中存有残留电荷而影响检测的结果。
电解电容器的检测方法见表2-37。
表2-37 电解电容器的检测方法(一)
上述方法一般用于判断电容器的好坏或性能,若需要对其电容量进行检测,通常可使用数字万用表的电容量挡进行检测(20nF~200μF范围内),如表2-38所示。
表2-38 电解电容器的检测方法(二)
2.2.2 可变电容器的种类与检测
(1)可变电容器的种类特点
可变电容器是指电容量可以调整的电容器。这种电容器主要用在接收电路中选择信号(调谐)。可变电容器按介质的不同可以分为空气介质和有机薄膜介质两种。按照结构的不同又可分为单联可变电容器、双联可变电容器和多联可变电容器。
目前,常见的可变电容器的种类见表2-39。
表2-39 可变电容器的种类特点
(2)单联可变电容器的检测
单联可变电容器的检测方法见表2-40。
表2-40 单联可调变电容器的检测方法