2.5 电容器的选用与测试
(1)电容器的符号和外形
电容器的符号和外形如图2-8所示。
图2-8 电容器的符号和外形
(2)电容器的标志符号
电容器的标志符号见表2-14。
表2-14 电容器的标志符号
①除聚苯乙烯外其他非极性有机薄膜时,在B后加一个字母区分,如聚四氟乙烯用BF表示。
②除涤纶外其他极性有机薄膜时,在L后加一字母区分,如聚酸酯用LS表示。
(3)电容器电容量的文字符号
电容器电容量的文字符号见表2-15。
表2-15 电容器电容量的文字符号
(4)电容器的标称耐压值
电容器的标称耐压值见表2-16。
表2-16 电容器的标称耐压系列单位:V
(5)电容器最高使用频率范围
电容器最高使用频率范围见表2-17。
表2-17 电容器最高使用频率范围
(6)几种最常用电容器的特点
① 金属化纸介电容器 金属化纸介电容器是用真空蒸发法在涂有漆的纸上蒸发极薄的金属膜作为电极,并用其卷成芯,套上外壳,加上引线封装而成。它具有体积小、电容量范围宽、工作电压高、价格低等优点。但其稳定性差、损耗大、绝缘电阻较低。主要用于低频电路或直流电路中,以及对稳定性要求不高的电路中。
② 塑料薄膜介质电容器 它的制造方法、结构与金属化纸介电容器相似。它以聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯等有机薄膜为介质。它具有体积小、绝缘电阻较高、漏电极小、耐压较高等优点,但其耐热性较差。广泛用于电子设备、仪器、仪表和家用电器中。
③ 瓷介电容器 瓷介电容器以陶瓷材料为介质,其电极在瓷片表面,是用烧结渗透法形成银层面构成,并焊出引线。它具有耐热性好、稳定性好、耐腐蚀性好、介质损耗小、绝缘性好、体积小等优点,但其容量较小、机械强度低。常用于高频电路中。
④ 玻璃釉电容器 玻璃釉电容器是在经烧结的玻璃釉薄片上涂敷银电极,将几片叠在一起熔烧,再在端面上涂银,并焊出引线而成。为了防潮,电容器外面涂有绝缘层。它具有耐高温、抗潮湿、损耗小等优点,可与瓷介电容器和云母电容器相比。
⑤ 云母电容器。云母电容器是以云母作为介质,在两块铝箔或钢片间夹上云母绝缘层,并从金属箔片上接出引线而成。它具有稳定性高、绝缘电阻高、电容量精密、温度特性好、频率特性好等优点。广泛用于对电容器稳定性和可靠性要求较高的场合。
⑥ 电解电容器 电解电容器的介质是一层极薄的附着在金属极板上的氧化膜,其阳极是附着有氧化膜的金属极,阴极为电解液。电解电容器按阳极材料不同可分为铝电解电容器、钽电解电容器和铌电解电容器,最常用的是铝电解电容器。它具有电容量大、质量小、介电常数比较大、价格低等优点,但其电容量误差大、稳定性差、耐压不高,主要用于低压电路中。钽电解电容器、铌电解电容器具有稳定性好、绝缘电阻高、漏电流小、寿命长、使用温度范围广等优点,但其价格高,通常用于要求高的电路中。
(7)电容器的测试
① 正、负极性的判别 铝电解电容器外壳上通常标有“+”(正极)或“-”(负极)。新购(未安装)的电解电容器,长引脚为正极,短引脚为负极。
如果电容器的标志不清,则可以根据电解电容器反向漏电流比正向漏电流大这一特性,通过用万用表R×10k挡测量电容器两端的正、反向电阻值来判别。比较两次所测指针稳定后的阻值。在阻值较大的一次测量中,黑表笔所接的是电容器的正极,红表笔接的是电容器的负极。
② 电容量和漏电的测量 先用导线或表笔导体短接电容器两端进行放电。测量时,量程开关应先打到小阻值挡(如R×100),如果指针摆幅太小(正向、反向都如此),再调整量程开关至合适的位置,如R×1k挡或R×10k挡。测量时,用两表笔接触电容器的两端,利用万用表内部电池给电容器进行正、反向充电,指针摆动的幅度越大,则电容量越大。如果用已知容量的电容器作比较,可大致估计出被测电容器的电容量。
若表笔接触电容器两端不动,指针摆动后会慢慢地向无穷大方向移动,直至指针停止不动,这时指针指示的阻值,即为电容器的绝缘电阻,也表示该电容器漏电的大小。阻值越大,漏电越小,电容器质量越好;反之,阻值越小,漏电越大,电容器质量越差。如果指针偏转到零欧位置之后不再返回,将两表笔反接后仍不返回,则表示电容器内部短路;相反,如果指针根本不动,则表示电容器内部开路。
③ 小容量固体电容器的测试 对于大于4700μF的固体电容器,也可按上述方法检查。需要注意的是,当电容器容量小于1μF时,万用表指针摆动很小;容量越小,越感觉不出充放电现象,这时不能误认为该电容器断路了。对于容量小于4700pF的电容器,用此法测量很难观察指针摆幅,只能判断它是否短路,而不能判断其尚好还是已开路。
按上述方法测量无极性电容器时,第一次测得电容器的绝缘电阻后,应将两表笔交换反接,重复上述测量过程。理想的电容器两次最大稳定绝缘电阻值应相差不多,两者差值越大,说明该电容器的绝缘性能越差,漏电越大。
(8)选用电容器的注意事项
① 根据电容器在电路中的作用合理选用其型号。例如:用作低频耦合、旁路等,可选用纸介电容器;用在高频电路和高压电路中,可选用云母电容器、瓷介电容器和塑料薄膜介质电容器;用在电源滤波或退耦电路中,应选用电解电容器;用在直流或脉动直流电路中,应选用有极性电解电容器。
② 选用电容器时应注意环境条件。例如:在湿度较大的环境中,应选用密封型电容器;在温度较高的环境中,电容器容易老化,应选用耐热性好的电容器;在寒冷地区应选用耐寒的电解电容器。
③ 电容的额定工作电压(电容器上所标的耐压值,是指最大值)必须大于加在电容上的工作电压(指有效值)的倍。如果是配换电容,其额定工作电压必须不低于原电容的额定工作电压,以防击穿。
④ 配换电容器的标称容量应尽量与原电容器的容量相同或接近。在电子电路中,有的电容量取得并不十分严格,可以根据该电容器在电路中的作用,分析出配换电容器允许略大或略小于原电容器的标称容量。例如,作为滤波或旁路用的电容器,其容量允许略大或略小一些。
⑤ 对工作频率、绝缘电阻值要求不高的场合,可用金属化纸介电容器等代替云母电容器。
⑥ 可用同容量耐压高的电容器代替耐压低的电容器;用误差小的电容器代替误差大的电容器。
⑦ 可以用几个电容器串联或并联来代替所需容量的电容器。但串联后电容器的耐压要考虑到每个电容器上的电压降都要小于其耐压值;并联后的耐压以最小耐压电容器的耐压值为准。
串联电容器的电容量按下式计算:
式中 C——串联电容器的总电容量,μF;
C1,C2,…,C n ——各电容器的电容量,μF。
并联电容器的电容量按下式计算:
式中 C——并联电容器的总电容量,μF。
⑧ 配换仪表中作为测量桥臂元件或振荡回路元件的电容器,应特别仔细,不仅容量偏差应在允许偏差范围内,而且电容器的类型也宜相同或更为高档的(如稳定性等更好的),并且配换后必须对仪表测量准确度进行校验。
⑨ 配换电解电容器时必须注意正负极性不可接错。