1.2　电容器的识别与检测

电容器是一种能存储电能的元件，常常被简称为电容，其特性可用12字口诀来记忆：通交流、隔直流、通高频、阻低频。

电容器在电路中常用作交流信号的耦合、交流旁路、电源滤波、谐振选频等。

电容器的符号用大写字母“C”表示，其单位是法拉（F），但这个单位实在是太大了，据计算，若是用一个中间夹有空气的两层金属球作为电容器，当其容量为1法拉时，这个金属球的直径大约是9km！所以经常使用的单位是毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）。它们之间的换算关系是：

1F=103mF=106μF=109nF=1012pF

1.2.1　电容器的类型

电容器按结构可分为固定电容和可变电容，可变电容中又有半可变（微调）电容和全可变电容之分。电容器按材料介质的不同可分为气体介质电容、纸介电容、有机薄膜电容、瓷介电容、云母电容、玻璃釉电容、电解电容、钽电容等。电容器还可分为有极性和无极性电容器。常见电容器的外形和图形符号如图1.12所示。

国标GB 2470—1995规定，电容器的产品型号由四部分组成，各部分含义见表1.7。

1.2.2　电容器的主要参数和标志方法

（1）电容器的主要参数

电容器的主要参数有两个：容量和额定耐压。容量表示了这个电容器能储存电量的多少，额定耐压表示了这个电容器能长期工作的最大电压值。

在电容器上标注的电容量值，称为标称容量。电容器的标称容量与其实际容量之差，再除以标称值所得的百分比，就是允许误差。

允许误差分为八个等级，如表1.8所示。

误差的标志方法一般有三种：

① 将容量的允许误差直接标志在电容器上。

② 用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示±5%、±10%、±20%。

③ 用英文字母表示误差等级。用J、K、M、N分别表示±5%、±10%、±20%、±30%；用D、F、G分别表示±0.5%、±1%、±2%；用P、S、Z分别表示±100%～0%、±50%～20%、±80%～20%。

（2）电容器的标称容量系列

固定电容器的标称容量系列见表1.9，任何电容器的标称容量都满足表中标称容量系列再乘以10n（n为正或负整数）。

（3）电容器容量的标志方法

电容器的容量标志方法有如下四种。

① 直标法　在产品的表面上直接标志出产品的主要参数和技术指标的方法。例如在电容器上标志：33μF±5% 25V，就表示这个电容器的容量是33μF，允许误差是±5%，额定耐压是25V。

有时候会将容量的整数部分写在容量单位的标志符号前面，小数部分放在容量单位的标志符号后面。如： 3p3就表示容量是3.3pF，6n8就表示容量是6.8nF，也就是6800pF，2μ2就表示容量是2.2μF。

② 数字表示法　体积较小的电容器常用数字标志法来表示容量，一般用3位整数：第1位和第2位为有效数字，第3位表示有效数字后面零的个数，单位为皮法（pF），但是当第3位数是9时，则表示为10-1。如：“243”表示容量为24000pF，而“339”表示容量为33×10-1pF，也就是3.3pF。

③ 色标法　电容器容量的色标法原则上与电阻器类似，用颜色代表数字，其单位为皮法（pF）。

（4）电容器的额定耐压系列

电容器的额定耐压是指在规定温度范围下，电容器正常工作时能承受的最大直流电压。固定式电容器的耐压系列值有：1.6、6.3、10、16、25、32*、40、50、63、100、125*、160、250、300*、400、450*、500、1000V等（带*号者只限于电解电容使用）。额定耐压值一般直接标在电容器上，但有些电解电容器在正极的根部用色点来表示耐压等级，如6.3V用棕色，10V用红色，16V用灰色。电容器在使用时不允许超过这个耐压值，若超过此值，电容器就可能损坏或被击穿，甚至爆裂。

1.2.3　各种电容器的特点和选用

（1）各种固定容量电容器的特点和选用

① 纸介电容器（CZ型） 纸介电容器的电极用铝箔或锡箔做成，绝缘介质用浸过蜡的纸卷叠成圆柱体密封而成，其特点是容量大、构造简单、成本低，但热稳定性差、损耗大、易吸湿，适用于在低频电路中作旁路电容和隔直电容。金属纸介电容器（CJ型）的两层电极是将金属蒸发后沾积在纸上形成的金属薄膜，其体积小，特点是被高压击穿后有自愈作用。现在金属纸介电容器在电子电路中用的比较少，大多用在电力电路，比如用于电路功率因数的补偿。一款金属纸介电容器的外形如图1.13所示。

② 有机薄膜电容器（CB或CL型） 有机薄膜电容器是用聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸脂或涤纶等有机薄膜代替纸介，以铝箔或在薄膜上蒸发金属薄膜作电极卷绕封装而成。其特点是体积小、耐压高、损耗小、绝缘电阻大、稳定性好，但是温度系数较大，适于用在高压电路、谐振回路、滤波电路中。两种有机薄膜电容器的外形如图1.14所示。

③ 瓷介电容器（CC型） 瓷介电容器是以陶瓷材料作介质，在介质表面上烧渗银层作电极，有管状和圆片状。其特点是结构简单、绝缘性能好、稳定性较高、介质损耗小、固有电感小、耐热性好。但其机械强度低、容量不大，适用于高频高压电路和温度补偿电路中。一款瓷介电容器的外形如图1.15所示。

④ 云母电容器（CY型） 云母电容器是以云母为介质，上面喷覆银层或用金属箔作电极后封装而成。其特点是绝缘性好、耐高温、介质损耗极小、固有电感小，因此其工作频率高、稳定性好、工作耐压高，应用广泛。云母电容的最高环境温度可以达到460℃，远远超过一般瓷介电容，长期存放的云母电容容量变化在1%～2%，也优于一般电容。如果要做高质量、高精度、高稳定性的模拟电路，云母电容是不二的选择。在高档电路比如价格几万到几十万的Hi-Fi音响里，基本上用的也都是云母电容。所以云母电容适于用在高频电路和高压设备中。一款云母电容的外形如图1.16所示。

⑤ 玻璃釉电容器（CI型） 玻璃釉电容器是用玻璃釉粉加工成的薄片作为介质，其特点是介电常数大，体积也比同容量的瓷片电容器小，损耗更小。与云母和瓷介电容器相比，它更适用于在高温下工作，广泛用于小型电子仪器中的交直流电路、高频电路和脉冲电路中。一款玻璃釉电容器的外形如图1.17所示。

⑥ 电解电容器　电解电容器以附着在金属极板上的氧化膜层作介质，阳极金属极片一般为铝、钽、铌、钛等，阴极是填充的电解液（液体、半液体、胶状），且有修补氧化膜的作用。氧化膜具有单向导电性和较高的介质强度，所以电解电容为有极性电容。新出厂的电解电容其长脚为正极，短脚为负极，在电容器的表面上还印有负极标志。电解电容在使用中一旦极性接反，则通过其内部的电流过大，导致其过热击穿，温度升高产生的气体会引起电容器外壳爆裂。

电解电容器的优点是其容量最大，并且在短时间过压击穿后，能自动修补氧化膜并恢复绝缘。其缺点是误差大、体积大、有极性要求，并且其容量随信号频率的变化而变化，稳定性差，绝缘性能低，工作电压不高，寿命较短，长期不用时易变质。电解电容器适用于在整流电路中进行滤波、电源去耦、放大器中的耦合和旁路等。一款铝电解电容的外形如图1.18所示。

⑦ 独石电容器　独石电容器是以碳酸钡为主材料烧结而成的一种瓷介电容器，其容量比一般瓷介电容大（10pF～10μF），且具有体积小、耐高温、绝缘性好、成本低等优点，因而得到广泛应用。独石电容不仅可替代云母电容和纸介电容器，还取代了某些钽电容器，广泛应用于小型和超小型电子设备中，如在液晶手表和微型仪器中就广泛使用了独石电容器。一款独石电容器的外形如图1.19所示。

⑧ 钽电容　钽电容的全称是钽电解电容，属于电解电容的一种，但它使用金属钽做介质，不像普通电解电容那样使用电解液，钽电容本身几乎没有电感，其内部也没有电解液，很适合在高温下工作。钽电容的特点是寿命长、耐高温、准确度高、滤高频波的性能极好，不过容量较小、价格也比铝电容贵，而且其耐电压及电流能力较弱。在计算机和现代电子设备上被广泛应用。一款钽电容的外形如图1.20所示。

⑨ 超级电容　近年来，一种名叫超级电容的电池风行于世。超级电容又叫黄金电容、法拉电容，它通过极化电解质来储能，属于双电层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应，因此这种储能过程是可逆的，正因为此，超级电容器可以反复充放电数十万次。

超级电容一般使用活性碳电极材料，具有吸附面积大、静电储存多的特点，在新能源汽车中广泛使用。超级电容的容量比通常的电容器大得多，由于其容量很大，对外表现和电池相同，因此也称作“电容电池”或者“黄金电池”。一款超级电容的外形如图1.21所示，其容量居然达到3000F！

（2）各种可变电容器的特点和选用

① 空气可变电容器　这种电容器以空气为介质，用一组固定的定片和一组可旋转的动片（两组金属片）为电极，两组金属片互相绝缘。动片和定片的组数分为单联、双联、多联等。其特点是稳定性高、损耗小、精确度高，但体积大，多用于收音机的调谐电路中。一款空气双联电容的外形如图1.22所示。

② 薄膜介质可变电容器　这种电容器的动片和定片之间用云母或塑料薄膜作为介质，外面加以封装。由于动片和定片之间距离极近，因此在相同的容量下，薄膜介质可变电容器比空气电容器的体积小，重量也轻。薄膜介质密封单联和双联电容器在便携式收音机中被广泛使用。一款薄膜介质双联电容的外形如图1.23所示。

③ 微调电容器　微调电容器有云母、瓷介和瓷介拉线等几种类型，其容量的调节范围极小，一般仅为几皮法至几十皮法，常用于在电路中作补偿和校正等。一款瓷介微调电容的外形如图1.24所示。

1.2.4　电容器的检测方法

对电容器进行性能检查和容量的检测，应视电容器型号和容量的不同而采取不同方法。

（1）电解电容器的检测

对电解电容器的性能测量，最主要的是容量和漏电流的测量，对正、负极标志脱落的电容器，还应进行极性判别。

用万用表测量电解电容的漏电流时，可用万用表电阻挡测电阻的方法来估测。万用表的黑表笔应接电容器的“+”极，红表笔接电容器的“-”极，此时表针迅速向右摆动，然后慢慢退回，待指针不动时其指示的电阻值越大表示电容器的漏电流越小；若指针根本不向右摆，说明电容器内部已断路或电解质已干涸而失去容量。

用上述方法还可以鉴别电容器的正、负极。对失掉正、负极标志的电解电容器，或先假定某极为“+”，让其与万用表的黑表笔相接，另一个电极与万用表的红表笔相接，同时观察并记住表针向右摆动的幅度；将电容放电后，把两只表笔对调重新进行上述测量。哪一次测量中，表针最后停留的摆动幅度较小，说明该次对其正、负极的假设是对的。

（2）小容量无极性电容器的检测

这类电容器的特点是无正、负极之分，绝缘电阻很大，因而其漏电流很小。若用万用表的电阻挡直接测量其绝缘电阻，则表针摆动范围极小不易观察，用此法主要是检查电容器的断路情况。对于0.01μF以上的电容器，必须根据容量的大小，分别选择万用表的合适量程，才能正确加以判断。如测300μF以上的电容器可选择R×10k或R×1k挡；测0.47～10μF的电容器可用R×1k挡；测0.01～0.47μF的电容器可用R×10k挡等。具体方法是：用两表笔分别接触电容的两根引线（注意双手不能同时接触电容器的两极），若表针不动，将表针对调再测，仍不动说明电容器断路。

对于0.01μF以下的电容器不能用万用表的欧姆挡判断其是否断路，只能用其他仪表（如Q表）进行鉴别。

（3）对可变电容器的检测

对可变电容器主要是测其是否发生碰片（短接）现象。选择万用表的电阻（R×1）挡，将表笔分别接在可变电容器的动片和定片的连接片上。旋转电容器动片至某一位置时，若发现有直通（即表针指零）现象，说明可变电容器的动片和定片之间有碰片现象，应予以排除后再使用。