電容器基本知識

一、電容器及其符號的含義

被絕緣物隔開的兩個導體的組合叫做電容器。電容器是電工電子技術中常用的元件之一，在電力系統中，利用它可以改善系統的功率因數；在電子技術中，利用它可以起到濾波、耦合、隔直、調諧、旁路、選頻等作用。在機械加工工藝中，利用電容器還可以進行電火花加工。

電容器中電容量的基本單元是法拉，用字母“F”表示，但在電路中用來表示電容器的符號是字母“C”。表示電容器儲存電荷的公式為C=Q/U。這是因為電容器中的電容量數字表示為一個極板上的電荷量與兩個極板之間電壓的比值。通常，電容器的容量要遠遠小于1法拉。

二、常見電容器的類型

1、固定式電容器

1）有極性電容器

有極性電容器是電解電容器的一種，常見的有鋁電解電容器、鉭電解電容器和鈮電解電容器。其容量范圍通常在0.47μF~10000μF之間，額定電壓在6.3V~500V之間。

（1）鋁電解電容器

鋁電解電容器用裝滿液體電解質的鋁圓筒作為負極，用鋁帶作為正極。具有性能好、適用范圍廣、可靠性高等優點，適用于低頻電路中。

（2）鉭電解電容器

鉭電解電容器電性優良，溫度系數小，不被溫度所影響。最大的優點是能夠小型化，占用空間小。在電源濾波、交流旁路中具有較大的優勢，能夠輕松獲得較大的電容量。

（3）鈮電解電容器

鈮電解電容器電容量變化較為穩定，適用于溫度變化較大的工作環境中。鈮電解電容器溫度系數小，不容易發生火災，能夠提高電路的安全性。

2）無極性電容器

無極性電容器即沒有正負兩極之分的固定式電容器。常見的有紙介電容器、瓷片電容器、滌綸電容器、聚丙乙烯電容器、云母電容器和玻璃釉電容器。

（1）紙介電容器

紙介電容器由紙作為介質，鋁箔作為電極，外觀多為圓柱形，外表用外殼封裝之后再使用環氧樹脂密封。

（2）瓷片電容器

瓷片電容器用陶瓷材料制成，利用不同的材料可做出不同的瓷片電容器。

（3）滌綸電容器

滌綸電容器別稱聚酯電容器，使用滌綸膜作為電容器的絕緣介質，具有體積小、容量大、穩定性好的優點。

（4）聚丙乙烯電容器

聚丙乙烯電容器又叫“CBB電容”，由兩層聚丙乙材料做為絕緣介質，具有低損耗、體積小、耐壓高的特點。

（5）云母電容器

云母電容器使用云母片作為絕緣介質，將涂銀層噴到云母片上當做電極板，極板和云母疊合后，使用環氧樹脂進行密封，具有介質損耗小、絕緣電阻大、溫度系數小，受溫度變化影響小的優點。

（6）玻璃釉電容器

玻璃釉電容器具有介電系數大、體積小、損耗也較小的優點，抗潮濕的性能遠優于其它電容器。

2、可變式電容器

1)半可變電容器

半可變電容器又稱作“微調電容器”，其可調控范圍較小，常用在各種調諧、振蕩電路之中，作為補償電容器和校正電容器使用。

2）可變電容器

可變電容器通過極板間距離的不同對電容量進行控制，以達到電容量的可變性操作，調控的范圍較大，通常應用在無線電接收電路中。

三、電容的主要參數

1、電容量

電容量又叫做“標稱電容量”。為方便電容器上電容量的標識，國際統一規定，當電容器施加1V的直流電壓時所能夠儲存的電荷總值，就是該電容器的電容量數值。

2、耐壓

1）額定直流工作電壓

通常電容器外殼標注的電壓就是額定直流工作電壓，是指電容器長期運行的工作環境下，能夠接受且不對電容器本身造成損害的最高工作電壓。

2）試驗電壓

電容器在短時(5~60S)運行的工作環境下，被加持大量而不會擊穿絕緣介質的電壓就是試驗電壓。

3）交流工作電壓

交流工作電壓是指電容器在長期運行的工作環境下，不會對電容器造成破壞時能夠允許加持在電容器兩端的最大交流電壓。

3、絕緣電阻

額定工作電壓與漏電流的比值就是電容器的絕緣電阻值，漏電流指的是直流電流在電容器兩端產生的漏電流。

4、允許誤差

電容器的實際容量和標容量之間會存在一定的偏差，允許出現的偏差范圍稱為電容器的允許誤差。按照精度對電容器的允許誤差進行劃分：00級為±1%，0級為±2%，I級為±5%，Ⅱ級為±10%，Ⅲ級為±20%。

5、電容器的損耗

電容器在工作電路中會因為介質發熱而消耗掉一部分電能，這部分被消耗的電能稱作電容器的損耗。其大小與介質、電導、電阻等多種因素有關，且隨著溫度的升高而加大。

6、頻率特性

當電容器工作的電路中頻率不斷上升，電容量會不斷下降，這是因為頻率上升使得電容器中串聯的電感不斷增大。當頻率超過其諧振頻率時，電容器表現為感性，電容消失而成為電感，此時便影響電容器的正常工作。

7、溫度系數

電容器中的電容量會被溫度影響，國際規定使用溫度系數表示電容量同溫度變化之間的關系，且規定溫度系數的數值表示為：溫度每變化1℃時，容量發生改變的數值與原本電容量數值之間的比值。

四、區分電容器的方法

1、色標區分法

色標區分法就是用不同的顏色標注電容器，以區分不同的電容，表示該電容器的電容量等相關信息。電容器的色環顏色代表的數字，通常前兩個色環表示有效數字，第三個色環表示倍率，倍率的單位為“pF”，第四個色環則代表允許誤差。

2、形狀區分法

有極性電容器的外觀大多為圓形，方形較少使用；無極性電容器的形狀千奇百怪，有管型、長方形、組合方形等。相比其他電容器，有極性電容器有正負兩極的區分。

五、選擇電容時的注意事項

1、直流電壓不能等于電容器工作環境中加持在兩端的電壓值，而應高出實際工作電壓值1~2倍，這是為了保證電容器能夠安全工作。需要注意的是，電解電容器在選擇時，實際加持在電容器兩端的電壓應為額定直流工作電壓的50%~70%左右，只有滿足這個條件，電解電容器才能夠正常工作。

2、精度越高的電容器制造成本越高。選取電容器時，應根據工作環境的要求選擇精度合適的電容器，不應盲目追求電容器的精度等級而加大電路制造成本。

3、因為絕緣介質材料的不同，電容器的體積大小也會發生變化。單位體積與電容量的比值稱為電容器的比率電容。通常情況下，比率電容的數值越大，代表電容器體積相對較小，該電容器的價格越貴。考慮到成本因素，應選取在滿足電容量數值要求的情況下，允許安裝最大體積的電容器。