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电容器 Capacitor 6
电 容 器
电容器：蓄积和释放电荷、传输电子信号的元件。
电容器的分类：
电容器一般可以分为没有极性的普通电容器和有极性的电解电容器。普通电容器分为固定电容器、半可调电容器（微调电容器）、可变电容器。
一、普通电容器
（一）固定电容器：
指一经制成后，其电容量不能再改变的电容器。
电容器的分类：电容一般按电介质来分类。
1、陶瓷电容器
2、金属化纸质电容器
3、涤纶电容器
4、高压电容器
5、电力电容器
6、薄膜电容器
7、云母电容器
8、有机介质电容器
9、真空电容器
10、独石电容器
11、网络电容器
陶瓷电容器：
陶瓷电容器是用高介电常数的电容器陶瓷〈钛酸钡一氧化钛〉挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。它又分高频瓷介和低频瓷介两种。
高频瓷介电容器适用于无线电、电子设备的高频电路。具有小的正电容温度系数的电容器，适用于高稳定振荡回路中，作为回路电容器及垫整电容器。
低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用，或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。这种电容器不宜使用在脉冲电容中，因为它们易于被脉冲电压击穿。
独石电容器即多层陶瓷电容器，其结构是在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以电极桨材料，叠合后一次绕结成一块不可分割的整体，外面再用树脂包封而成，它是一种小体积、大容量、高可靠和耐高温的新型电容器，高介电常数的低频独石电容器也具有稳定的性能，体积极小。
瓷介电容器：
穿心式或支柱式结构瓷介电容器，它的一个电极就是安装螺丝。引线电感极小，特别适于高频旁路用。
云母电容器
云母电容器就结构而言，可分为箔片式及被银式。被银式电极为直接在云母片上用真空蒸发法或烧渗法镀上银层而成图3，由于消除了空气间隙，温度系数大为下降，电容稳定性也比箔片式高。
云母电容器广泛应用在高频电器中，并可用作标准电容器。
金属化纸质电容器
纸质电容器在无线电、电子设备中应用很广，一般是用两条铝箔作为电极，中间以厚度为0.008～0.012mm的电容器纸隔开重叠卷绕而成。制造工艺简单，价格便宜，能得到较大的电容量，一般在0.25μF以下，但容量误差较大且不易控制，质量较好的是±10%，损耗较大〈tgδ≤0.015〉，温度频率特性稳定性较差。以往的纸质电容器为非密封型，仅用地蜡、石蜡和氯化二苯基等浸渍封闭，容易老化，稳定性较差，易受湿度影响，受潮后绝缘电阻降低，大气压力对它也有影响。电容器芯置于金属或陶瓷管内加以密封的纸质电容器质量较好，外界气候条件的影响极小，可在相对湿度达95~98%的场合中正常使用。
金属化纸质电容器的电极是用真空蒸发直接将金属蒸发附着于电容器纸上，体积仅为普通纸质电容器的1/4左右，主要特点是具有"自恢复"作用，即在击穿后能"自愈"，是纸质电容器的改进型。
纸质电容器是中频电容器，一般应用在低频电路内，通常不能在高于3～4MHz的频率上运用。油浸电容器的耐压比普通纸质电容器高，稳定性也好，适用于高压电路。
薄膜电容器
薄膜电容器的结构与纸质电容器相似，但用聚脂、聚苯乙烯等低损耗塑材作介质。
聚苯乙烯电容器
聚苯乙烯电容器性能优良，低频电路中可作优良的耦合电容器使用。还特别适用于RC时间常数电路，因为它的介电吸收作用极微而放电快。
涤纶电容器
涤纶电容器也称聚脂电容器，它的电性能优于金属化纸介电容器，在电路中主要用作旁路和隔直流等，以代替纸介电容器。聚碳酸脂电容器的电性能优于涤纶电容器，可长期工作于+120～130℃．
聚丙烯电容器
聚丙烯电容器的电性能与聚苯乙烯电容器相似，但单位体积电容量较大，能耐+100℃以上高温,温度稳定性则稍差。
（二）微调电容器
微调电容器也称半可变电容器，它的电容量可在某一小范围内调整，并可在调整后固定于某个电容值。
瓷介微调电容器的品质极高，体积也小，通常可分为圆管式及圆片式两种。
云母和聚苯乙烯介质的微调电容器，通常都采用弹簧式结构，这种微调电容器结构简单，但稳定性较差。
线绕瓷介微调电容器是拆铜丝〈外电极〉米变动电容量的，因此电容量只能变小，不适合在需反复调试的场合使用。
二、电解电容器
电解电容器是用薄的化氧化膜作介质的电容器，因为氧化膜有单向导电性质，所以电解电容器具有极性。
铝电解电容器
用浸有糊状电解质的吸水纸夹在两条铝箔中间卷绕而成。普通铝电解电容器不适于在高频和低温下应用，不宜使用在25kHz以上频率，通常作低频旁路\耦合和电源滤波用。
固体钽电解电容器
用烧结的钽块作正极,电解质使用固体二氧化锰,如图.它们具有一系列优点,如温度特性、频率特性和可能性均优于普通电解电容器，特别是漏电流极小，贮存性良好，寿命长，而且体积小，单位体积下能得到最大的电容电压乘积，适于超小型高可靠机件中使用。
三、电容器图样
瓷介电容器
钽质电容器 （贴片钽电容器）
4、金属化聚丙烯电容器
5、聚酯电容器 6、薄膜电容器
7、电解电容器 （小型电解电容器）
（大型电解电容器）
8、独石电容器 （贴片独石电容器）
（引线独石电容器） 9、可调电容器
10、安规电容器
11、贴片钽电容器
四、电容器的充放电特性
(1)使电容器极板上的电荷量增加叫电容器的充电。充电时电容器两端电压按指数函数规律增加，充电电流方向与电压方向相同，但其大小按指数函数规律减小。
(2)使电容器极板上的电荷量减小叫电容器的放电。放电时电容器两端电压按指数函数规律减小，放电电流方向与电压方向相反，其大小也按指数函数规律减小。
(3)利用电容器的充放电特性，可以判断较大容量电容器的质量。实际工作中，将万用表拨到欧姆档的×100或×1K档，两支表笔分别与电容器两引出端接触，此时万用表指针向右发生偏转，然后较快回到接近起始位置的地方，说明电容器质量好，漏电小；若指针不回到靠近起始位置而停止在标度盘某处，说明电容器漏电较大，表针所指示的电阻数值就是电容器的漏电电阻值；如果指针偏转到零欧姆处不再返回，则说明电容器已经短路；如果指针根本不偏转，则说明该电容器内部已经损坏(小容量的电容器除外)。
(4)电容器充电后与电源断开其所带的电荷量不变；而电容器充电后仍与电源相连，其两端电压不变。
五、电容器的型号命名
各国电容器的型号命名很不统一，国产电容器的命名由四部分组成：
第一部分：用字母表示名称，电容器为C。
第二部分：用字母表示材料。
第三部分：用数字表示分类。
第四部分：用数字表示序号。
电容的标志方法：
（1）直标法：用字母和数字把型号、规格直接标在外壳上。
（2）文字符号法：用数字、文字符号有规律的组合来表示容量。文字符号表示其电容量的单位：P、N、u、m、F等。和电阻的表示方法相同。标称允许偏差也和电阻的表示方法相同。小于10pF的电容，其允许偏差用字母代替：B——±0.1pF，C——±0.2pF，D——±0.5pF，F——±1pF。
（3）色标法：和电阻的表示方法相同，单位一般为pF。小型电解电容器的耐压也有用色标法的，位置靠近正极引出线的根部，所表示的意义如下表所示：
颜色 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰
耐压 4V 6.3V 10V 16V 25V 32V 40V 50V 63V
（4）进口电容器的标志方法：进口电容器一般有6项组成。
第一项：用字母表示类别：
第二项：用两位数字表示其外形、结构、封装方式、引线开始及与轴的关系。
第三项：温度补偿型电容器的温度特性，有用字母的，也有用颜色的，其意义如下表所示：
序号 字母 颜色 温度系数 允许偏差 序号 字母 颜色 温度系数 允许偏差
1 A 金 +100 12 R 黄 -220
2 B 灰 +30 13 S 绿 -330
3 C 黑 0 14 T 蓝 -470
4 G ±30 15 U 紫 -750
5 H 棕 -30 ±60 16 V -1000
6 J ±120 17 W -1500
7 K ±250 18 X -2200
8 L 红 -80 ±500 19 Y -3300
9 M ±1000 20 Z -4700
10 N ±2500 21 SL +350~-1000
11 P 橙 -150 22 YN -800~-5800
备注：温度系数的单位10e -6/℃；允许偏差是 % 。
第四项：用数字和字母表示耐压，字母代表有效数值，数字代表被乘数的10的幂。
第五项：标称容量，用三位数字表示，前两位为有效数值，第三为是10的幂。当有小数用R或P表示。普通电容器的单位是pF，电解电容器的单位是uF。
第六项：允许偏差。用一个字母表示，意义和国产电容器的相同。
也有用色标法的，意义和国产电容器的标志方法相同。
电容的主要特性参数：
（1） 容量与误差：实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围。一般分为3级：I级±5%，II级±10%，III级±20%。在有些情况下，还有0级，误差为±20%。
精密电容器的允许误差较小，而电解电容器的误差较大，它们采用不同的误差等级。
常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同。用字母表示：D——005级——±0.5%；F——01级——±1%；G——02级——±2%；J——I级——±5%；K——II级——±10%；M——III级——±20%。
（2） 额定工作电压：电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作，所承受的最大直流电压，又称耐压。对于结构、介质、容量相同的器件，耐压越高，体积越大。
（3） 温度系数：在一定温度范围内，温度每变化1℃，电容量的相对变化值。温度系数越小越好。
（4） 绝缘电阻：用来表明漏电大小的。一般小容量的电容，绝缘电阻很大，在几百兆欧姆或几千兆欧姆。电解电容的绝缘电阻一般较小。相对而言，绝缘电阻越大越好，漏电也小。
（5） 损耗：在电场的作用下，电容器在单位时间内发热而消耗的能量。这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗。通常用损耗角正切值来表示。
（6） 频率特性：电容器的电参数随电场频率而变化的性质。在高频条件下工作的电容器，由于介电常数在高频时比低频时小，电容量也相应减小。损耗也随频率的升高而增加。另外，在高频工作时，电容器的分布参数，如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等，都会影响电容器的性能。所有这些，使得电容器的使用频率受到限制。不同品种的电容器，最高使用频率不同。小型云母电容器在250MHZ以内；圆片型瓷介电容器为300MHZ；圆管型瓷介电容器为200MHZ；圆盘型瓷介可达3000MHZ；小型纸介电容器为80MHZ；中型纸介电容器只有8MHZ。
电容的使用：
（1）选择合适的型号。
（2）合理确定电容器的精度。
（3）确定电容器的额定工作电压：对一般电路，电路的工作电压应为电容器额定电压的10%~20%；当有脉动电压时，工作电压应为脉动的最高电压。当应用于交流时，额定电压随频率的增加而要相应增大。当温度环境比较高时，额定电压还要选用更大的。
（4）尽量选择绝缘电阻大的电容。
（5）考虑温度系数和频率特性。
（6）注意使用环境。

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