电容的基础知识

电容的基础知识

常用电容按介质区分有纸介电容、油浸纸介电容、金属化纸介电容、云母电容、薄膜电容、陶瓷电容、电解电容等

图1 电容的外形

表１　常用电容的结构和特点

电容种类	电容结构和特点
纸介电容	用两面片金属箔做电极,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．它的特点是体积小，容量可以做得较大．但是有固有电感和损耗都比较大，用于低频比较合适．
云母电容	用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成．它的特点是介质损耗小，绝缘电阻大＼温度系数小，适宜用于高频电路．
陶瓷电容	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．它的特占是体积小，耐热性好＼损耗小＼绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路．　铁电陶瓷电容容量较大，但是损耗和温度系数较大，适宜用于低频电路．
薄膜电容	结构和纸介电容相同，介质是涤纶或者聚笨乙烯．涤纶薄膜电容，介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好，适宜做旁路电容．聚笨乙烯薄膜电容，介质损耗小，绝缘电阻高，但是温度系数大，可用于高频电路．
金属化纸介电容	结构和纸介电容基本相同．它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔，体积小，容量较大，一般用在低频电路各．
油浸纸介电容	它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强它的耐压．它的特点是电容量大＼耐压高，但是体积较大．
铝电解电容	它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成．不需要经过直流电压处理，使用正极片面上形成一层投氧化膜做介质．它的特点是容量大，稳定性差，有正负极性，适宜用于电源滤波或者低频电路中．使用的时候，正负极不要接反．
钽铌电解电容	它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成．它的特点是体积小＼容量大＼性能稳定＼寿命长＼绝缘电阻大＼温度特性好．用在要求较高的设备中．
半可变电容	也叫做微调电容．它是由两片或者两组小型金属弹片，中间夹着介质制成．调节的时候改变两片之间的距离或者面积．它的介质有空气＼陶瓷＼去母＼薄膜等．
可变电容	它由一组定片和一组动片组成，它的容量随着动片的转动可以连续改变．把两组可变电容装在一起同轴转动，叫做双连．可变电容的介质有空气和聚笨乙烯两种．空气介质可变电容体积大，损耗小，多用在电子管收音机中．聚笨乙烯介质可变电容做成密封式的，体积小，多用在晶体管收音机中．

电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。常用固定电容允许误差的等级见表2。常用固定电容的标称容量系列见表3。

表２　常用固定电容允许误差的等级

允许误差	±2%    ±5%    ±10%    ±20%    (+20% -30%)    (+50% -20%)    (+100% -10%)
级别	02     I       II       III      IV              V             VI

表3 常用固定电容的标称容量系列

电容类别	允许误差	容量范围	标称容量系列
纸介电容＼金属化纸介电容＼纸膜复合介质电容＼低频(有极性)有机薄膜介质电容	±5%     ±10%     ±20%	100pF~1uF	1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8
		1uF~100uF	1 2 4 6 8 10 15 20 30 50 60 80 100
高频(无极性)有机薄膜介质电容＼瓷介电容＼玻璃釉电容＼云母电容	±5%		1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.8 7.5 8.2 9.1
	±10%		1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2
	±20%		1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8
铝＼钽＼铌＼钛电解电容	±10% ±20% +50/-20% +100/-10%		1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8 (容量单位uF)

电容长期可靠地工作，它能承受的最大直流电压，就是电容的耐压，也叫做电容的直流工作电压。如果在交流电路中，要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。

表4是常用固定电容直流工作电压系列。有*的数值，只限电解电容用。

表4 常用固定电容直流工作电压系列

1.6    4       6.3    10     16      25    32*    40    50    63

100    125*    160    250    300*    400 450* 500 630 1000

由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体，它的电阻不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1000兆欧以上。电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻，或者叫做漏电电阻。漏电电阻越小，漏电越严重。电容漏电会引起能量损耗，这种损耗不仅影响电容的寿命，而且会影响电路的工作。因此，漏电电阻越大越好。

电容的种类也很多，为了区别开来，也常用几个拉丁字母来表示电容的类别，如图2所示。第一个字母C表示电容，第二个字母表示介质材料，第三个字母以后表示形状、结构等。上面的是小型纸介电容，下面的是立式矩开密封纸介电容。表5列出电容的类别和符号。表6是常用电容的几项特性。

图2

表5 电容的类别和符号

顺序	类别	名称	简称	称号
第一个字母	主称	电容器	容	Ｃ
第二个字母	介质材料	纸介 电解 云母 高频瓷介 低频瓷介 金属化纸介 聚苯乙烯有机薄膜 涤纶等有机薄膜	纸 电 云 瓷	Z D Y C T J B L
第三个字母以后	形状	筒形 管状 立式矩形 圆片形	筒 管 立 圆	T G L Y
	结构	密封	密	M
	大小	小型	小	X

表6 常用电容的几项特性

电容种类	容量范围	直流工作电压(V)	运用频率(MHz)	准确度	漏电电阻(MΩ)
中小型纸介电容	470pF~0.22uF	63~630	8以下	I~III	>5000
金属壳密封纸介电容	0.01uF~10uF	250~1600	直流,脉动直流	I~III	>1000~5000
中＼小型金属化纸介电容	0.01uF~0.22uF	160＼250＼400	8以下	I~III	>2000
金属壳密封金属化纸介电容	0.22uF~30uF	160~1600	直流,脉动电流	I~III	>30~5000
薄膜电容	2pF~0.1uF	63~500	高频＼低频	I~III	>10000
云母电容	10pF~0.51uf	100~7000	75~250以下	02~III	>10000
瓷介电容	1pF~0.1uF	63~630	低频＼高频50~3000以下	02~III	>10000
铝电解电容	1uF~10000uF	4~500	直流,脉动直流	IVV
钽＼铌电解电容	0.47uF~1000uF	6.3~160	直流,脉动直流	IIIIV
瓷介微调电容	2/7pF~7/25pF	250~500	高频		>1000~10000
可变电容	最小>pF 最大<1100pF	100以上	你频,高频		>500

一、电容的分类和作用

    电容(Electric capacity)，由两个金属极，中间夹有绝缘材料（介质）构成。由于绝缘材料的不同，所构成的电容器的种类也有所不同：

    按结构可分为：固定电容，可变电容，微调电容。
    按介质材料可分为：气体介质电容，液体介质电容，无机固体介质电容，有机固体介质电容电解电容。
    按极性分为：有极性电容和无极性电容。我们最常见到的就是电解电容。
    电容在电路中具有隔断直流电，通过交流电的作用，因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。

二、电容的符号

    电容的符号同样分为国内标表示法和国际电子符号表示法，但电容符号在国内和国际表示都差不多，唯一的区别就是在有极性电容上，国内的是一个空筐下面一根横线，而国际的就是普通电容加一个“＋”符号代表正极。

三、电容的单位

    电容的基本单位是：F （法），此外还有μF（微法）、pF（皮法），另外还有一个用的比较少的单位，那就是：nF（），由于电容 F 的容量非常大，所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位，而不是F的单位。
他们之间的具体换算如下：

1F＝1000000μF

1μF=1000nF=1000000pF

五、电容的耐压 单位：V（伏特）

    每一个电容都有它的耐压值，这是电容的重要参数之一。普通无极性电容的标称耐压值有：63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等，有极性电容的耐压值相对要比无极性电容的耐压要低，一般的标称耐压值有：4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。

六、电容的种类

    电容的种类有很多，可以从原理上分为：无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等，从材料上可以分为：CBB电容（聚乙烯），涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容、钽电容等。下表是各种电容的优缺点：

各种电容的优缺点

极性	名称	制作	优点	缺点
无	无感CBB电容	2层聚丙乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。	无感，高频特性好，体积较小	不适合做大容量，价格比较高，耐热性能较差。
无	CBB电容	2层聚乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。	有感，其他同上。
无	瓷片电容	薄瓷片两面渡金属膜银而成。	体积小，耐压高，价格低，频率高（有一种是高频电容）	易碎！容量低
无	云母电容	云母片上镀两层金属薄膜	容易生产，技术含量低。	体积大，容量小，（几乎没有用了）
无	独石电容		体积比CBB更小，其他同CBB，有感
有	电解电容	两片铝带和两层绝缘膜相互层叠，转捆后浸泡在电解液（含酸性的合成溶液）中。	容量大。	高频特性不好。
有	钽电容	用金属钽作为正极，在电解质外喷上金属作为负极。	稳定性好，容量大，高频特性好。	造价高。（一般用于关键地方）

表1

七、电容的标称及识别方法

1. 由于电容体积要比电阻大，所以一般都使用直接标称法。如果数字是0.001，那它代表的是0.001uF＝1nF，如果是10n，那么就是10nF，同样100p就是100pF。

2. 不标单位的直接表示法：用1~4位数字表示，容量单位为pF，如350为350pF，3为3pF，0.5为0.5pF

3. 色码表示法：沿电容引线方向，用不同的颜色表示不同的数字，第一，二种环表示电容量，第三种颜色表示有效数字后零的个数（单位为pF）
   颜色意义：黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9。

    电容的识别：看它上面的标称，一般有标出容量和正负极，也有用引脚长短来区别正负极长脚为正，短脚为负。