电容基础知识

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。

                             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。它的特点是体积较小，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。它的特点是体积小，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，介质是涤纶或者聚苯乙烯。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。     聚苯乙烯薄膜电容，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，一般用在低频电路中。
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。还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大，但是漏电大，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、云母、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苯乙烯两种。空气介质可变电容体积大，损耗小，多用在电子管收音机中。聚苯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 6.2 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  常用固定电容的直流电压系列

 

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。

 

                                                             |------------------------                             C: 电容器

                                    ----------- -------|         C Z X            |-------------------    Z: 纸介

                                                             |____0.022uF_____|                             X: 小型

 

                                                                          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 聚苯乙烯等有机薄膜 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

 

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	3pF~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	1uF~10000uF	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>7pF 最大<1100pF	100以上	低频，高频		>500

 

 

电容的基本单位是：

F    （法）

μF（微法）

pF（皮法）

nF（纳法）

我们常见的一般都是μF、nF、pF的单位.

他们之间的具体换算如下：

1F＝1，000，000uF

1uF=1,000nF

1nF=1000pF

①以uF為單位：電容容量1uF以上者，直接以數值標示容量，例如10000uF，3300UF。

②以pF為單位：第一位數與第二位數代表電容數值，第三個數字代表10的次方，亦即數值後面0的個數。例如電容容量標示為104者，代表10後面有四個0，亦即100000pF。

③以nF為單位：電容容量標示為100N代表100x10-9=10-7法拉，亦等於0.1x10-6法拉，所以等於0.1UF。

注：

  通常在容量小于10000pF的时候，用pF做单位，而且用简标，如1000PF标为102、10000PF标为103，大于10000pF的时候，用uF做单位。

         为了简便起见，大于100pF而小于1uF的电容常常不注单位。没有小数点的，它的单位是pF，有小数点的，它的单位是uF。

例如，3300就是3300pF也可以是332，0.1就是0.1uF等。

注：象刚才的简标常用于以PF为单位的电容，如1000pf就是102，100000当然是104了(0.1uF)，3300则为332