电容器基本知识

一、电容器及其符号的含义

被绝缘物隔开的两个导体的组合叫做电容器。电容器是电工电子技术中常用的元件之一，在电力系统中，利用它可以改善系统的功率因数；在电子技术中，利用它可以起到滤波、耦合、隔直、调谐、旁路、选频等作用。在机械加工工艺中，利用电容器还可以进行电火花加工。

电容器中电容量的基本单元是法拉，用字母“F”表示，但在电路中用来表示电容器的符号是字母“C”。表示电容器储存电荷的公式为C=Q/U。这是因为电容器中的电容量数字表示为一个极板上的电荷量与两个极板之间电压的比值。通常，电容器的容量要远远小于1法拉。

二、常见电容器的类型

1、固定式电容器

1）有极性电容器

有极性电容器是电解电容器的一种，常见的有铝电解电容器、钽电解电容器和铌电解电容器。其容量范围通常在0.47μF~10000μF之间，额定电压在6.3V~500V之间。

（1）铝电解电容器

铝电解电容器用装满液体电解质的铝圆筒作为负极，用铝带作为正极。具有性能好、适用范围广、可靠性高等优点，适用于低频电路中。

（2）钽电解电容器

钽电解电容器电性优良，温度系数小，不被温度所影响。最大的优点是能够小型化，占用空间小。在电源滤波、交流旁路中具有较大的优势，能够轻松获得较大的电容量。

（3）铌电解电容器

铌电解电容器电容量变化较为稳定，适用于温度变化较大的工作环境中。铌电解电容器温度系数小，不容易发生火灾，能够提高电路的安全性。

2）无极性电容器

无极性电容器即没有正负两极之分的固定式电容器。常见的有纸介电容器、瓷片电容器、涤纶电容器、聚丙乙烯电容器、云母电容器和玻璃釉电容器。

（1）纸介电容器

纸介电容器由纸作为介质，铝箔作为电极，外观多为圆柱形，外表用外壳封装之后再使用环氧树脂密封。

（2）瓷片电容器

瓷片电容器用陶瓷材料制成，利用不同的材料可做出不同的瓷片电容器。

（3）涤纶电容器

涤纶电容器别称聚酯电容器，使用涤纶膜作为电容器的绝缘介质，具有体积小、容量大、稳定性好的优点。

（4）聚丙乙烯电容器

聚丙乙烯电容器又叫“CBB电容”，由两层聚丙乙材料做为绝缘介质，具有低损耗、体积小、耐压高的特点。

（5）云母电容器

云母电容器使用云母片作为绝缘介质，将涂银层喷到云母片上当做电极板，极板和云母叠合后，使用环氧树脂进行密封，具有介质损耗小、绝缘电阻大、温度系数小，受温度变化影响小的优点。

（6）玻璃釉电容器

玻璃釉电容器具有介电系数大、体积小、损耗也较小的优点，抗潮湿的性能远优于其它电容器。

2、可变式电容器

1)半可变电容器

半可变电容器又称作“微调电容器”，其可调控范围较小，常用在各种调谐、振荡电路之中，作为补偿电容器和校正电容器使用。

2）可变电容器

可变电容器通过极板间距离的不同对电容量进行控制，以达到电容量的可变性操作，调控的范围较大，通常应用在无线电接收电路中。

三、电容的主要参数

1、电容量

电容量又叫做“标称电容量”。为方便电容器上电容量的标识，国际统一规定，当电容器施加1V的直流电压时所能够储存的电荷总值，就是该电容器的电容量数值。

2、耐压

1）额定直流工作电压

通常电容器外壳标注的电压就是额定直流工作电压，是指电容器长期运行的工作环境下，能够接受且不对电容器本身造成损害的最高工作电压。

2）试验电压

电容器在短时(5~60S)运行的工作环境下，被加持大量而不会击穿绝缘介质的电压就是试验电压。

3）交流工作电压

交流工作电压是指电容器在长期运行的工作环境下，不会对电容器造成破坏时能够允许加持在电容器两端的最大交流电压。

3、绝缘电阻

额定工作电压与漏电流的比值就是电容器的绝缘电阻值，漏电流指的是直流电流在电容器两端产生的漏电流。

4、允许误差

电容器的实际容量和标容量之间会存在一定的偏差，允许出现的偏差范围称为电容器的允许误差。按照精度对电容器的允许误差进行划分：00级为±1%，0级为±2%，I级为±5%，Ⅱ级为±10%，Ⅲ级为±20%。

5、电容器的损耗

电容器在工作电路中会因为介质发热而消耗掉一部分电能，这部分被消耗的电能称作电容器的损耗。其大小与介质、电导、电阻等多种因素有关，且随着温度的升高而加大。

6、频率特性

当电容器工作的电路中频率不断上升，电容量会不断下降，这是因为频率上升使得电容器中串联的电感不断增大。当频率超过其谐振频率时，电容器表现为感性，电容消失而成为电感，此时便影响电容器的正常工作。

7、温度系数

电容器中的电容量会被温度影响，国际规定使用温度系数表示电容量同温度变化之间的关系，且规定温度系数的数值表示为：温度每变化1℃时，容量发生改变的数值与原本电容量数值之间的比值。

四、区分电容器的方法

1、色标区分法

色标区分法就是用不同的颜色标注电容器，以区分不同的电容，表示该电容器的电容量等相关信息。电容器的色环颜色代表的数字，通常前两个色环表示有效数字，第三个色环表示倍率，倍率的单位为“pF”，第四个色环则代表允许误差。

2、形状区分法

有极性电容器的外观大多为圆形，方形较少使用；无极性电容器的形状千奇百怪，有管型、长方形、组合方形等。相比其他电容器，有极性电容器有正负两极的区分。

五、选择电容时的注意事项

1、直流电压不能等于电容器工作环境中加持在两端的电压值，而应高出实际工作电压值1~2倍，这是为了保证电容器能够安全工作。需要注意的是，电解电容器在选择时，实际加持在电容器两端的电压应为额定直流工作电压的50%~70%左右，只有满足这个条件，电解电容器才能够正常工作。

2、精度越高的电容器制造成本越高。选取电容器时，应根据工作环境的要求选择精度合适的电容器，不应盲目追求电容器的精度等级而加大电路制造成本。

3、因为绝缘介质材料的不同，电容器的体积大小也会发生变化。单位体积与电容量的比值称为电容器的比率电容。通常情况下，比率电容的数值越大，代表电容器体积相对较小，该电容器的价格越贵。考虑到成本因素，应选取在满足电容量数值要求的情况下，允许安装最大体积的电容器。