電容器的基礎(chǔ)知識及檢測方法



一、基礎(chǔ)知識



  電容器是一種儲能元件,在電路中用于調(diào)諧、濾波、耦合、旁路、能量轉(zhuǎn)換和延時.電容器通常叫做電容.



  按其結(jié)構(gòu)可分為固定電容器、半可變電容器、可變電容器三種.



1． 常用電容的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

常用的電容器按其介質(zhì)材料可分為電解電容器、云母電容器、瓷介電容器、玻璃釉電容等.



鋁電解電容

它是由鋁圓筒做負(fù)極,里面裝有液體電解質(zhì),插入一片彎曲的鋁帶做正極制成.還需要經(jīng)過直流電壓處理,使正極片上形成一層氧化膜做介質(zhì).它的特點(diǎn)是容量大,但是漏電大,誤差大,穩(wěn)定性差,常用作交流旁路和濾波,在要求不高時也用于信號耦合.電解電容有正、負(fù)極之分,使用時不能接反.有正負(fù)極性,使用的時候,正負(fù)極不要接反.

  

紙介電容

用兩片金屬箔做電極,夾在極薄的電容紙中,卷成圓柱形或者扁柱形芯子,然后密封在金屬殼或者絕緣材料(如火漆、陶瓷、玻璃釉等)殼中制成.它的特點(diǎn)是體積較小,容量可以做得較大.但是有固有電感和損耗都比較大,用于低頻比較合適.

  





金屬化紙介電容

結(jié)構(gòu)和紙介電容基本相同.它是在電容器紙上覆上一層金屬膜來代替金屬箔,體積小,容量較大,一般用在低頻電路中.



油浸紙介電容

它是把紙介電容浸在經(jīng)過特別處理的油里,能增強(qiáng)它的耐壓.它的特點(diǎn)是電容量大、耐壓高,但是體積較大.

  



玻璃釉電容

以玻璃釉作介質(zhì),具有瓷介電容器的優(yōu)點(diǎn),且體積更小,耐高溫.



陶瓷電容

用陶瓷做介質(zhì),在陶瓷基體兩面噴涂銀層,然后燒成銀質(zhì)薄膜做極板制成.它的特點(diǎn)是體積小,耐熱性好、損耗小、絕緣電阻高,但容量小,適宜用于高頻電路.

    鐵電陶瓷電容容量較大,但是損耗和溫度系數(shù)較大,適宜用于低頻電路.

  



薄膜電容

結(jié)構(gòu)和紙介電容相同,介質(zhì)是滌綸或者聚苯乙烯.滌綸薄膜電容,介電常數(shù)較高,體積小,容量大,穩(wěn)定性較好,適宜做旁路電容.

    聚苯乙烯薄膜電容,介質(zhì)損耗小,絕緣電阻高,但是溫度系數(shù)大,可用于高頻電路.

  



云母電容

用金屬箔或者在云母片上噴涂銀層做電極板,極板和云母一層一層疊合后,再壓鑄在膠木粉或封固在環(huán)氧樹脂中制成.它的特點(diǎn)是介質(zhì)損耗小,絕緣電阻大、溫度系數(shù)小,適宜用于高頻電路.

  



鉭、鈮電解電容

它用金屬鉭或者鈮做正極,用稀硫酸等配液做負(fù)極,用鉭或鈮表面生成的氧化膜做介質(zhì)制成.它的特點(diǎn)是體積小、容量大、性能穩(wěn)定、壽命長、絕緣電阻大、溫度特性好.用在要求較高的設(shè)備中.

  

半可變電容

也叫做微調(diào)電容.它是由兩片或者兩組小型金屬彈片,中間夾著介質(zhì)制成.調(diào)節(jié)的時候改變兩片之間的距離或者面積.它的介質(zhì)有空氣、陶瓷、云母、薄膜等.

    

可變電容

它由一組定片和一組動片組成,它的容量隨著動片的轉(zhuǎn)動可以連續(xù)改變.把兩組可變電容裝在一起同軸轉(zhuǎn)動,叫做雙連.可變電容的介質(zhì)有空氣和聚苯乙烯兩種.空氣介質(zhì)可變電容體積大,損耗小,多用在電子管收音機(jī)中.聚苯乙烯介質(zhì)可變電容做成密封式的,體積小,多用在晶體管收音機(jī)中.



2． 主要性能指標(biāo)

標(biāo)稱容量和允許誤差:電容器儲存電荷的能力,常用的單位是F、uF、pF.電容器上標(biāo)有的電容數(shù)是電容器的標(biāo)稱容量.電容器的標(biāo)稱容量和它的實(shí)際容量會有誤差.常用固定電容允許誤差的等級見表2.常用固定電容的標(biāo)稱容量系列見表3.一般,電容器上都直接寫出其容量,也有用數(shù)字來標(biāo)志容量的,通常在容量小于10000pF的時候,用pF做單位,大于10000pF的時候,用uF做單位.為了簡便起見,大于100pF而小于1uF的電容常常不注單位.沒有小數(shù)點(diǎn)的,它的單位是pF,有小數(shù)點(diǎn)的,它的單位是uF.如有的電容上標(biāo)有“332”(3300pF)三位有效數(shù)字,左起兩位給出電容量的第一、二位數(shù)字,而第三位數(shù)字則表示在后加0的個數(shù),單位是pF.



額定工作電壓:在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi),電容長期可靠地工作,它能承受的最大直流電壓,就是電容的耐壓,也叫做電容的直流工作電壓.如果在交流電路中,要注意所加的交流電壓最大值不能超過電容的直流工作電壓值.常用的固定電容工作電壓有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V、1000V.

絕緣電阻:由于電容兩極之間的介質(zhì)不是絕對的絕緣體,它的電阻不是無限大,而是一個有限的數(shù)值,一般在1000兆歐以上,電容兩極之間的電阻叫做絕緣電阻,或者叫做漏電電阻,大小是額定工作電壓下的直流電壓與通過電容的漏電流的比值.漏電電阻越小,漏電越嚴(yán)重.電容漏電會引起能量損耗,這種損耗不僅影響電容的壽命,而且會影響電路的工作.因此,漏電電阻越大越好.



介質(zhì)損耗:電容器在電場作用下消耗的能量,通常用損耗功率和電容器的無功功率之比,即損耗角的正切值表示.損耗角越大,電容器的損耗越大,損耗角大的電容不適于高頻情況下工作.



3．命名方法

根據(jù)部頒標(biāo)準(zhǔn)(SJ-73)規(guī)定,電容器的命名由下列四部分組成:第一部分(主稱);第二部分:(材料);第三部分(分類特征);第四部分(序號).它們的型號及意義見下表.

第一部分用字母表示主稱

第二部分用字母表示材料

第三部分用數(shù)字或字母表示特征

第四部分序號



4．選用常識

電容在電路中實(shí)際要承受的電壓不能超過它的耐壓值.在濾波電路中,電容的耐壓值不要小于交流有效值的1.42倍.使用電解電容的時候,還要注意正負(fù)極不要接反.

不同電路應(yīng)該選用不同種類的電容.揩振回路可以選用云母、高頻陶瓷電容,隔直流可以選用紙介、滌綸、云母、電解、陶瓷等電容,濾波可以選用電解電容,旁路可以選用滌綸、紙介、陶瓷、電解等電容.

電容在裝入電路前要檢查它有沒有短路、斷路和漏電等現(xiàn)象,并且核對它的電容值.安裝的時候,要使電容的類別、容量、耐壓等符號容易看到,以便核實(shí).





二、電容器檢測的一般方法



1.固定電容器的檢測.

  A檢測10pF以下的小電容 .因10pF以下的固定電容器容量太小,用萬用表進(jìn)行測量,只能定性的檢查其是否有漏電,內(nèi)部短路或擊穿現(xiàn)象.測量時,可選用萬用表R×10k擋,用兩表筆分別任意接電容的兩個引腳,阻值應(yīng)為無窮大.若測出阻值(指針向右擺動)為零,則說明電容漏電損壞或內(nèi)部擊穿.



B檢測10PF~001μF固定電容器是否有充電現(xiàn)象,進(jìn)而判斷其好壞.萬用表選用R×1k擋.兩只三極管的β值均為100以上,且穿透電流要小.可選用3DG6等型號硅三極管組成復(fù)合管.萬用表的紅和黑表筆分別與復(fù)合管的發(fā)射極e和集電極c相接.由于復(fù)合三極管的放大作用,把被測電容的充放電過程予以放大,使萬用表指針擺幅度加大,從而便于觀察.應(yīng)注意的是:在測試操作時,特別是在測較小容量的電容時,要反復(fù)調(diào)換被測電容引腳接觸A、B兩點(diǎn),才能明顯地看到萬用表指針的擺動.C對于001μF以上的固定電容,可用萬用表的R×10k擋直接測試電容器有無充電過程以及有無內(nèi)部短路或漏電,并可根據(jù)指針向右擺動的幅度大小估計(jì)出電容器的容量.





2.電解電容器的檢測

  A因?yàn)殡娊怆娙莸娜萘枯^一般固定電容大得多,所以,測量時,應(yīng)針對不同容量選用合適的量程.根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般情況下,1~47μF間的電容,可用R×1k擋測量,大于47μF的電容可用R×100擋測量.

  B將萬用表紅表筆接負(fù)極,黑表筆接正極,在剛接觸的瞬間,萬用表指針即向右偏轉(zhuǎn)較大偏度(對于同一電阻擋,容量越大,擺幅越大),接著逐漸向左回轉(zhuǎn),直到停在某一位置.此時的阻值便是電解電容的正向漏電阻,此值略大于反向漏電阻.實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)表明,電解電容的漏電阻一般應(yīng)在幾百kΩ以上,否則,將不能正常工作.在測試中,若正向、反向均無充電的現(xiàn)象,即表針不動,則說明容量消失或內(nèi)部斷路;如果所測阻值很小或?yàn)榱?說明電容漏電大或已擊穿損壞,不能再使用.C對于正、負(fù)極標(biāo)志不明的電解電容器,可利用上述測量漏電阻的方法加以判別.即先任意測一下漏電阻,記住其大小,然后交換表筆再測出一個阻值.兩次測量中阻值大的那一次便是正向接法,即黑表筆接的是正極,紅表筆接的是負(fù)極.D使用萬用表電阻擋,采用給電解電容進(jìn)行正、反向充電的方法,根據(jù)指針向右擺動幅度的大小,可估測出電解電容的容量.



3.可變電容器的檢測

  A用手輕輕旋動轉(zhuǎn)軸,應(yīng)感覺十分平滑,不應(yīng)感覺有時松時緊甚至有卡滯現(xiàn)象.將載軸向前、后、上、下、左、右等各個方向推動時,轉(zhuǎn)軸不應(yīng)有松動的現(xiàn)象.B用一只手旋動轉(zhuǎn)軸,另一只手輕摸動片組的外緣,不應(yīng)感覺有任何松脫現(xiàn)象.轉(zhuǎn)軸與動片之間接觸不良的可變電容器,是不能再繼續(xù)使用的.C將萬用表置于R×10k擋,一只手將兩個表筆分別接可變電容器的動片和定片的引出端,另一只手將轉(zhuǎn)軸緩緩旋動幾個來回,萬用表指針都應(yīng)在無窮大位置不動.在旋動轉(zhuǎn)軸的過程中,如果指針有時指向零,說明動片和定片之間存在短路點(diǎn);如果碰到某一角度,萬用表讀數(shù)不為無窮大而是出現(xiàn)一定阻值,說明可變電容器動片與定片之間存在漏電現(xiàn)象.