1.3.2　电容器C

1.3.2.1　电容器的基本定义

将两块金属片相互平行靠拢，但中间彼此绝缘，就构成了电容器。我们将这两块金属片称为电容器储存电荷的极板，将中间的绝缘层称为介质。

1.3.2.2　电容器的作用

① 在模拟电路中视频及音频放大器电路中，电容器可以作信号的耦合，就是将前一级的信号传送到下一级。

② 在电源电路中及微电子线路供电电路中的电容器，可以作供电滤波电容器。滤除各电路直流供电电流中的交流成分，得到纯直流电流给各微电子电路供电。

③ 在模拟电路中无极性电容器可以作旁路，滤除去有用信号以外的高频杂信号。

④ 在模拟振荡电路中，无极性电容器可以用作充放电振荡定时电容器，电容器的容量大小直接决定充放电的快慢，同时决定振荡的频率。

⑤ 在许多开关电源电路中，交流电整流以后，滤波同时自举升压，将整流后的直流升高。

⑥ 电容器在各电路中主要是通交流电压与交流信号。同时隔直流，在直流电路中电容器可以将两级电路的直流工作点分开。

1.3.2.3　电容器的分类

（1）一般电容器可分为

① 固定无极性电容器。

② 电解有极性电容器。

③ 可变电容器。

④ 半可变电容器。

（2）各电容器在电路中的表示符号

① 有极性电解电容器：　。

② 无极性固定电容器：。

③ 可变电容器：。

④ 半可变电容器：。

（3）按绝缘介质分为常见的几种电容器

① 纸介电容器。

② 瓷介质云母电容器。

③ 铝电解电容器。

④ 钽铌电解电容器。

（4）各电容器结构特性及用途

① 无极性固定电容器　由于无极性电容器体积小、容量小、充放电快，用于高中频电路作振荡充放电电容器以及旁路电容器与滤波，由于绝缘层厚绝缘电阻大，不容易被高频电流击穿，用于高频电路。此时，电容器不易产生漏电击穿，但轻微漏电是常有的。

② 有极性电解电容器　由于有极性电容器一般体积大、充放电慢，用于低频电路。一般在电路中作滤波、耦合、自举，但是有极性电容器绝缘介质薄绝缘电阻小，最容易产生漏电。

③ 可变电容器　改变电容器极板的相对面积，从而改变电容器的容量，一般用在LC调谐振荡电路，改变电容器的容量改变LC振荡电路频率，可变电容器多用于高频电路无线接收设备电路。

④ 半可变电容器　由于容量调节范围小，所以用于谐振荡电路中改变振荡频率，微调进行频率补偿。

1.3.2.4　电容器的参数

指电容器在一定电压条件下储蓄电荷的多少，也可以说是电容器最大限度的储蓄电荷限度。

（1）额定电压　指电容器最高所能承受的电压值，一般都标在电容器的外壳表面，在使用时所连接的电路两端实际电压不能超过标称值，否则电容器会击穿。

（2）绝缘电阻　电容器两块金属片之间绝缘层之间的阻值称为绝缘电阻，也称为漏电电阻，一般绝缘电阻越大表明电容器不容易漏电，质量越好。电容器的绝缘电阻，主要体现在电容器介质的材料，每个材料所具有的绝缘等级不同。

（3）容抗X_C　电容器对交流电的阻碍称为容抗。

（4）容抗公式

式中，X_C为容抗；π为圆周率；f为通过电容器电流的频率；C为电容器的容量。

如果f↑→X_C↓；f↓→X_C↑；f₀→X_C为∞。

容抗公式可知：电容器通交流隔直流通高频阻低频。

（5）电容器的单位　电容器的单位是法拉，简称法，用F来表示，比法拉小的有毫法mF、微法μF、纳法nF、皮法pF。

电容器单位换算：1F＝10³mF＝10⁶μF＝10⁹nF＝10¹²pF。

由于法拉毫法容量太大，一般用于电压较高的强电电路。微电子电路中一般用微法μF、纳法nF、皮法pF，有极性电解电容器，用微法表示，无极性固定电容器一般用nF或pF表示。

1.3.2.5　电容器的串并联

（1）电容器的串联　将电容器一支接一支逐个顺序连接起来的方式称为串联。如图1-12所示。

① 有极性串联　有极性串联时每两支之间正负串接。

② 无极性串联　每两支之间任易连接。

电容器串联的特点：越串联总容量越小。

（2）电容器的并联　将若干支电容器并列连接在电源两端称为并联。如图1-13所示。

① 有极性并联　并联时正极在一列负极一列。

② 无极性并联　并联时不分正负只要并接在电源两端就可以。

电容器并联的特点：由于电容器越并联极板面积越大，总容量越大。

1.3.2.6　电容器的检测

（1）直观法　一般检修机器时，先打开机器目测，观察电容器，有无顶盖凸起，封装外壳有无破裂，电容器底部是否流液，或者机器在通电时电容器有无发热，如果有以上现象说明电容器有漏电现象，不可使用，但是一般无极性电容器表面不易看出损坏，只有有极性电解电容器可以由外壳表面看出。

（2）万用表检测电容器的好坏

① 如何判别电容器是否击穿。

a.在路测量，用万用表电阻挡位的合适挡位测量之前，先给电容器放电，小容量低耐压的可以用表笔放电。大容量高耐压用白炽灯泡40～100W放电，放完电后，用合适电阻挡，将红黑表不分正负接电容两端引脚，如果此时表针从左向右偏转，说明电容器可以充电，然后表针从右向左回表明电容器在放电。表针可以从左返回到右端零位，说明电容器良好，如果表针没有返回到左零，说明与电容器相连接的其他电路元件具有一定电阻性。如电阻二、三极管等，所以在电路中是测不准确的。

b.为了标准测试最好拆机测量，将电容器从电路板中拆除即可测量。这样测量时没有其他元件牵连产生误差，是很标准的，测量前放电，小容量可以用表等短接电容两端放电，大容量的可以用白炽灯放电，放完电一般采用R×1k挡测，红黑表笔不分正负，分别接电容器的两端，如果此时表针从左向右偏转，说明充电，表针偏转到一定的角度就向左返回，等到表针从右返回到左零时，证明电容良好。如果表针没有返回零位就停在左端某一位置，说明电容器漏电。如果表针返回时停稳后距左零越近，说明漏电轻微，如果表针停稳后距左零远，说明漏电严重。如果表针向右偏后没有返回，说明电容击穿，在这里我们说明一下：电容器漏电击穿都是不可使用的。

② 变频器电路中最容易损坏的电容器。在变频主电路中，由于滤波电容器容量大耐压高，而且是有极性电解电容器，所以容易损坏。一般漏电故障较多，变频二次开关电源电路中，电解滤波电容器最容易损坏，无极性固定电容器一般不易损坏，由于绝缘层厚，绝缘电阻大，在检修变频电路时，主要多检查大功率电路的电解电容器，如主电路。一般这些电容器损坏的原因多数是端电压过高或电容器质量差。