电容的基础知识
常用电容按介质区分有纸介电容、油浸纸介电容、金属化纸介电容、云母电容、薄膜电容、陶瓷电容、电解电容等
图1 电容的外形
表1 常用电容的结构和特点
电容种类 | 电容结构和特点 |
纸介电容 | 用两面片金属箔做电极,夹在极薄的电容纸中,卷成圆柱形或者扁柱形芯子,然后密封在金属壳或者绝缘材料(如火漆\陶瓷\玻璃釉等)壳中制成.它的特点是体积小,容量可以做得较大.但是有固有电感和损耗都比较大,用于低频比较合适. |
云母电容 | 用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板,极板和云母一层一层叠合后,再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成.它的特点是介质损耗小,绝缘电阻大\温度系数小,适宜用于高频电路. |
陶瓷电容 | 用陶瓷做介质,在陶瓷基体两面喷涂银层,然后烧成银质薄膜做极板制成.它的特占是体积小,耐热性好\损耗小\绝缘电阻高,但容量小,适宜用于高频电路. 铁电陶瓷电容容量较大,但是损耗和温度系数较大,适宜用于低频电路. |
薄膜电容 | 结构和纸介电容相同,介质是涤纶或者聚笨乙烯.涤纶薄膜电容,介电常数较高,体积小,容量大,稳定性较好,适宜做旁路电容.聚笨乙烯薄膜电容,介质损耗小,绝缘电阻高,但是温度系数大,可用于高频电路. |
金属化纸介电容 | 结构和纸介电容基本相同.它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔,体积小,容量较大,一般用在低频电路各. |
油浸纸介电容 | 它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里,能增强它的耐压.它的特点是电容量大\耐压高,但是体积较大. |
铝电解电容 | 它是由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,插入一片弯曲的铝带做正极制成.不需要经过直流电压处理,使用正极片面上形成一层投氧化膜做介质.它的特点是容量大,稳定性差,有正负极性,适宜用于电源滤波或者低频电路中.使用的时候,正负极不要接反. |
钽\铌电解电容 | 它用金属钽或者铌做正极,用稀硫酸等配液做负极,用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成.它的特点是体积小\容量大\性能稳定\寿命长\绝缘电阻大\温度特性好.用在要求较高的设备中. |
半可变电容 | 也叫做微调电容.它是由两片或者两组小型金属弹片,中间夹着介质制成.调节的时候改变两片之间的距离或者面积.它的介质有空气\陶瓷\去母\薄膜等. |
可变电容 | 它由一组定片和一组动片组成,它的容量随着动片的转动可以连续改变.把两组可变电容装在一起同轴转动,叫做双连.可变电容的介质有空气和聚笨乙烯两种.空气介质可变电容体积大,损耗小,多用在电子管收音机中.聚笨乙烯介质可变电容做成密封式的,体积小,多用在晶体管收音机中. |
电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。常用固定电容允许误差的等级见表2。常用固定电容的标称容量系列见表3。
表2 常用固定电容允许误差的等级
允许误差 | ±2% ±5% ±10% ±20% (+20% -30%) (+50% -20%) (+100% -10%) |
级别 | 02 I II III IV V VI |
表3 常用固定电容的标称容量系列
电容类别 | 允许误差 | 容量范围 | 标称容量系列 |
纸介电容\金属化纸介电容\纸膜复合介质电容\低频(有极性)有机薄膜介质电容 | ±5% ±10% ±20% | 100pF~1uF | 1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8 |
1uF~100uF | 1 2 4 6 8 10 15 20 30 50 60 80 100 | ||
高频(无极性)有机薄膜介质电容\瓷介电容\玻璃釉电容\云母电容 | ±5% | 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.8 7.5 8.2 9.1 | |
±10% | 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2 | ||
±20% | 1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8 | ||
铝\钽\铌\钛电解电容 | ±10% ±20% +50/-20% +100/-10% | 1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8 (容量单位uF) |
电容长期可靠地工作,它能承受的最大直流电压,就是电容的耐压,也叫做电容的直流工作电压。如果在交流电路中,要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。
表4是常用固定电容直流工作电压系列。有*的数值,只限电解电容用。
表4 常用固定电容直流工作电压系列
1.6 4 6.3 10 16 25 32* 40 50 63 |
100 125* 160 250 300* 400 450* 500 630 1000 |
由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体,它的电阻不是无限大,而是一个有限的数值,一般在1000兆欧以上。电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻,或者叫做漏电电阻。漏电电阻越小,漏电越严重。电容漏电会引起能量损耗,这种损耗不仅影响电容的寿命,而且会影响电路的工作。因此,漏电电阻越大越好。
电容的种类也很多,为了区别开来,也常用几个拉丁字母来表示电容的类别,如图2所示。第一个字母C表示电容,第二个字母表示介质材料,第三个字母以后表示形状、结构等。上面的是小型纸介电容,下面的是立式矩开密封纸介电容。表5列出电容的类别和符号。表6是常用电容的几项特性。
图2
表5 电容的类别和符号
顺序 | 类别 | 名称 | 简称 | 称号 |
第一个字母 | 主称 | 电容器 | 容 | C |
第二个字母 | 介质材料 | 纸介 电解 云母 高频瓷介 低频瓷介 金属化纸介 聚苯乙烯有机薄膜 涤纶等有机薄膜 | 纸 电 云 瓷 | Z D Y C T J B L |
第三个字母以后 | 形状 | 筒形 管状 立式矩形 圆片形 | 筒 管 立 圆 | T G L Y |
结构 | 密封 | 密 | M | |
大小 | 小型 | 小 | X |
表6 常用电容的几项特性
1uF~10000uF电容种类 容量范围 直流工作电压(V) 运用频率(MHz) 准确度 漏电电阻(MΩ) 中小型纸介电容 470pF~0.22uF 63~630 8以下 I~III >5000 金属壳密封纸介电容 0.01uF~10uF 250~1600 直流,脉动直流 I~III >1000~5000 中\小型金属化纸介电容 0.01uF~0.22uF 160\250\400 8以下 I~III >2000 金属壳密封金属化纸介电容 0.22uF~30uF 160~1600 直流,脉动电流 I~III >30~5000 薄膜电容 2pF~0.1uF 63~500 高频\低频 I~III >10000 云母电容 10pF~0.51uf 100~7000 75~250以下 02~III >10000 瓷介电容 1pF~0.1uF 63~630 低频\高频50~3000以下 02~III >10000 铝电解电容 4~500 直流,脉动直流 IVV 钽\铌电解电容 0.47uF~1000uF 6.3~160 直流,脉动直流 IIIIV 瓷介微调电容 2/7pF~7/25pF 250~500 高频 >1000~10000 可变电容 最小>pF 最大1100pF 100以上 你频,高频 >500
一、电容的分类和作用
电容(Electric capacity),由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。由于绝缘材料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同:
按结构可分为:固定电容,可变电容,微调电容。
按介质材料可分为:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质电容电解电容。
按极性分为:有极性电容和无极性电容。我们最常见到的就是电解电容。
电容在电路中具有隔断直流电,通过交流电的作用,因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。
二、电容的符号
电容的符号同样分为国内标表示法和国际电子符号表示法,但电容符号在国内和国际表示都差不多,唯一的区别就是在有极性电容上,国内的是一个空筐下面一根横线,而国际的就是普通电容加一个“+”符号代表正极。
三、电容的单位
电容的基本单位是:F (法),此外还有μF(微法)、pF(皮法),另外还有一个用的比较少的单位,那就是:nF(),由于电容 F 的容量非常大,所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位,而不是F的单位。
他们之间的具体换算如下:
1F=1000000μF
1μF=1000nF=1000000pF
五、电容的耐压 单位:V(伏特)
每一个电容都有它的耐压值,这是电容的重要参数之一。普通无极性电容的标称耐压值有:63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等,有极性电容的耐压值相对要比无极性电容的耐压要低,一般的标称耐压值有:4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。
六、电容的种类
电容的种类有很多,可以从原理上分为:无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等,从材料上可以分为:CBB电容(聚乙烯),涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容、钽电容等。下表是各种电容的优缺点:
各种电容的优缺点
极性 | 名称 | 制作 | 优点 | 缺点 |
无 | 无感CBB电容 | 2层聚丙乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。 | 无感,高频特性好,体积较小 | 不适合做大容量,价格比较高,耐热性能较差。 |
无 | CBB电容 | 2层聚乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。 | 有感,其他同上。 | |
无 | 瓷片电容 | 薄瓷片两面渡金属膜银而成。 | 体积小,耐压高,价格低,频率高(有一种是高频电容) | 易碎!容量低 |
无 | 云母电容 | 云母片上镀两层金属薄膜 | 容易生产,技术含量低。 | 体积大,容量小,(几乎没有用了) |
无 | 独石电容 | 体积比CBB更小,其他同CBB,有感 | ||
有 | 电解电容 | 两片铝带和两层绝缘膜相互层叠,转捆后浸泡在电解液(含酸性的合成溶液)中。 | 容量大。 | 高频特性不好。 |
有 | 钽电容 | 用金属钽作为正极,在电解质外喷上金属作为负极。 | 稳定性好,容量大,高频特性好。 | 造价高。(一般用于关键地方) |
表1
七、电容的标称及识别方法
由于电容体积要比电阻大,所以一般都使用直接标称法。如果数字是0.001,那它代表的是0.001uF=1nF,如果是10n,那么就是10nF,同样100p就是100pF。
不标单位的直接表示法:用1~4位数字表示,容量单位为pF,如350为350pF,3为3pF,0.5为0.5pF
色码表示法:沿电容引线方向,用不同的颜色表示不同的数字,第一,二种环表示电容量,第三种颜色表示有效数字后零的个数(单位为pF)
颜色意义:黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9。
电容的识别:看它上面的标称,一般有标出容量和正负极,也有用引脚长短来区别正负极长脚为正,短脚为负。