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電子元件基礎(chǔ)知識之一----------電容和電解電容淺析
日期：2024-10-19 07:54
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摘要：
電子元件基礎(chǔ)知識之一----------電容和電解電容淺析
電容器
電容器一般可以分為沒有極性的普通電容器和有極性的電解電容。普通電容器分為固定電容器、半可調(diào)電容器（微調(diào)電容器）、可變電容器。
一． 固定電容器：指一經(jīng)制成后，其電容量不能再改變的電容器。
1． 電容的分類：電容一般按電介質(zhì)來分類。
1） 紙介電容器：一般容量在幾十皮法（pF）到零點(diǎn)幾微法（uF），耐壓有250V、400V、630V等，容量誤差一般為：±5%，±10%，±20%。還有一種是金屬化紙介電容器，*大特點(diǎn)是具有有限的自愈能力。一般不能用于高頻電路中，工作頻率只有幾十KHZ。
2） 滌綸電容器：
3） 聚苯乙烯電容器：
4） 聚丙烯電容器：
5） 聚四氟乙烯電容器：
6） 聚酰亞胺薄膜電容器：
7） 聚碳酸酯薄膜電容器：
8） 復(fù)合薄膜電容器：
9） 漆膜電容器：
10） 疊片形金屬化聚碳酸酯電容器：
11） 云母電容器：
12） 瓷介電容器：價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛。分為低壓低功率和高壓高功率2種。
低壓低功率瓷介電容器按照所用材料的性能、特點(diǎn)，可以分為I和II型。I型的特點(diǎn)是介質(zhì)損耗低，電容量對于溫度、頻率、電壓、時(shí)間的穩(wěn)定性都比較好，常用于高頻電路。II型的特點(diǎn)是體積小，但穩(wěn)定性差、介質(zhì)損耗大，常用于低頻電路。超高頻瓷介電容器，可用于頻率不超過500MHZ的高頻電路中。
高壓高功率的瓷介電容器，通常只適合在低損耗、功率不大的電路中使用。
13） 玻璃釉電容器：
2． 電容的作用：
電容器的基本作用就是充電與放電，但由這種基本充放電作用所延伸出來的許多電路現(xiàn)象，使得電容器有著種種不同的用途，例如在電動馬達(dá)中，我們用它來產(chǎn)生相移; 在照相閃光燈中，用它來產(chǎn)生高能量的瞬間放電等等; 而在電子電路中，電容器不同性質(zhì)的用途尤多，這許多不同的用途，雖然也有截然不同之處，但因其作用均來自充電與放電。下面是一些電容的作用列表：
●耦合電容：用在耦合電路中的電容稱為耦合電容，在阻容耦合放大器和其他電容耦合電路中大量使用這種電容電路，起隔直流通交流作用。 ●濾波電容：用在濾波電路中的電容器稱為濾波電容，在電源濾波和各種濾波器電路中使用這種電容電路，濾波電容將一定頻段內(nèi)的信號從總信號中去除。
●退耦電容，用在退耦電路中的電容器稱為退耦電容，在多級放大器的直流電壓供給電路中使用這種電容電路，退耦電容消除每級放大器之間的有害低頻交連。
●高頻消振電容：用在高頻消振電路中的電容稱為高頻消振電容，在音頻負(fù)反饋放大器中，為了消振可能出現(xiàn)的高頻自激，采用這種電容電路，以消除放大器可能出現(xiàn)的高頻嘯叫。
●諧振電容：用在LC諧振電路中的電容器稱為諧振電容，LC并聯(lián)和串聯(lián)諧振電路中都需這種電容電路。
●旁路電容：用在旁路電路中的電容器稱為旁路電容，電路中如果需要從信號中去掉某一頻段的信號，可以使用旁路電容電路，根據(jù)所去掉信號頻率不同，有全頻域（所有交流信號）旁路電容電路和高頻旁路電容電路。
●中和電容：用在中和電路中的電容器稱為中和電容。在收音機(jī)高頻和中頻放大器，電視機(jī)高頻放大器中，采用這種中和電容電路，以消除自激。
●定時(shí)電容：用在定時(shí)電路中的電容器稱為定時(shí)電容。在需要通過電容充電、放電進(jìn)行時(shí)間控制的電路中使用定時(shí)電容電路，電容起控制時(shí)間常數(shù)大小的作用。
●積分電容：用在積分電路中的電容器稱為積分電容。在電勢場掃描的同步分離電路中，采用這種積分電容電路，可以從場復(fù)合同步信號中取出場同步信號。
●微分電容：用在微分電路中的電容器稱為微分電容。在觸發(fā)器電路中為了得到尖頂觸發(fā)信號，采用這種微分電容電路，以從各類（主要是矩形脈沖）信號中得到尖頂脈沖觸發(fā)信號。
●補(bǔ)償電容：用在補(bǔ)償電路中的電容器稱為補(bǔ)償電容，在卡座的低音補(bǔ)償電路中，使用這種低頻補(bǔ)償電容電路，以提升放音信號中的低頻信號，此外，還有高頻補(bǔ)償電容電路。
●自舉電容：用在自舉電路中的電容器稱為自舉電容，常用的OTL功率放大器輸出級電路采用這種自舉電容電路，以通過正反饋的方式少量提升信號的正半周幅度。
●分頻電容：在分頻電路中的電容器稱為分頻電容，在音箱的揚(yáng)聲器分頻電路中，使用分頻電容電路，以使高頻揚(yáng)聲器工作在高頻段，中頻揚(yáng)聲器工作在中頻段，低頻揚(yáng)聲器工作在低頻段。
●負(fù)載電容：是指與石英晶體諧振器一起決定負(fù)載諧振頻率的有效外界電容。負(fù)載電容常用的標(biāo)準(zhǔn)值有16pF、20pF、30pF、50pF和100pF。負(fù)載電容可以根據(jù)具體情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，通過調(diào)整一般可以將諧振器的工作頻率調(diào)到標(biāo)稱值。
3． 電容的型號命名：
1） 各國電容器的型號命名很不統(tǒng)一，國產(chǎn)電容器的命名由四部分組成：
**部分：用字母表示名稱，電容器為C。
**部分：用字母表示材料。
第三部分：用數(shù)字表示分類。
第四部分：用數(shù)字表示序號。
2） 電容的標(biāo)志方法：
（1） 直標(biāo)法：用字母和數(shù)字把型號、規(guī)格直接標(biāo)在外殼上。
（2） 文字符號法：用數(shù)字、文字符號有規(guī)律的組合來表示容量。文字符號表示其電容量的單位：P、N、u、m、F等。和電阻的表示方法相同。標(biāo)稱允許偏差也和電阻的表示方法相同。小于10pF的電容，其允許偏差用字母代替：B——±0.1pF，C——±0.2pF，D——±0.5pF，F(xiàn)——±1pF。
（3） 色標(biāo)法：和電阻的表示方法相同，單位一般為pF。小型電解電容器的耐壓也有用色標(biāo)法的，位置靠近正極引出線的根部，所表示的意義如下表所示：
顏色 黑 棕 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 紫 灰
耐壓 4V 6.3V 10V 16V 25V 32V 40V 50V 63V
（4） 進(jìn)口電容器的標(biāo)志方法：進(jìn)口電容器一般有6項(xiàng)組成。
**項(xiàng)：用字母表示類別：
**項(xiàng)：用兩位數(shù)字表示其外形、結(jié)構(gòu)、封裝方式、引線開始及與軸的關(guān)系。
第三項(xiàng)：溫度補(bǔ)償型電容器的溫度特性，有用字母的，也有用顏色的，其意義如下表所示：
序號 字母 顏色 溫度系數(shù) 允許偏差 字母 顏色 溫度系數(shù) 允許偏差
1 A 金 +100 R 黃 -220
2 B 灰 +30 S 綠 -330
3 C 黑 0 T 藍(lán) -470
4 G ±30 U 紫 -750
5 H 棕 -30 ±60 V -1000
6 J ±120 W -1500
7 K ±250 X -2200
8 L 紅 -80 ±500 Y -3300
9 M ±1000 Z -4700
10 N ±2500 SL +350~-1000
11 P 橙 -150 YN -800~-5800
備注：溫度系數(shù)的單位10e -6/℃；允許偏差是 % 。
第四項(xiàng)：用數(shù)字和字母表示耐壓，字母代表有效數(shù)值，數(shù)字代表被乘數(shù)的10的冪。
第五項(xiàng)：標(biāo)稱容量，用三位數(shù)字表示，前兩位為有效數(shù)值，第三為是10的冪。當(dāng)有小數(shù)時(shí)，用R或P表示。普通電容器的單位是pF，電解電容器的單位是uF。
第六項(xiàng)：允許偏差。用一個(gè)字母表示，意義和國產(chǎn)電容器的相同。
也有用色標(biāo)法的，意義和國產(chǎn)電容器的標(biāo)志方法相同。
4． 電容的主要特性參數(shù)：
（1） 容量與誤差：實(shí)際電容量和標(biāo)稱電容量允許的*大偏差范圍。一般分為3級：I級±5%，II級±10%，III級±20%。在有些情況下，還有0級，誤差為±20%。
精密電容器的允許誤差較小，而電解電容器的誤差較大，它們采用不同的誤差等級。
常用的電容器其精度等級和電阻器的表示方法相同。用字母表示：D——005級——±0.5%；F——01級——±1%；G——02級——±2%；J——I級——±5%；K——II級——±10%；M——III級——±20%。
（2） 額定工作電壓：電容器在電路中能夠長期穩(wěn)定、可靠工作，所承受的*大直流電壓，又稱耐壓。對于結(jié)構(gòu)、介質(zhì)、容量相同的器件，耐壓越高，體積越大。
（3） 溫度系數(shù)：在一定溫度范圍內(nèi)，溫度每變化1℃，電容量的相對變化值。溫度系數(shù)越小越好。
（4） 絕緣電阻：用來表明漏電大小的。一般小容量的電容，絕緣電阻很大，在幾百兆歐姆或幾千兆歐姆。電解電容的絕緣電阻一般較小。相對而言，絕緣電阻越大越好，漏電也小。
（5） 損耗：在電場的作用下，電容器在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)熱而消耗的能量。這些損耗主要來自介質(zhì)損耗和金屬損耗。通常用損耗角正切值來表示。
（6） 頻率特性：電容器的電參數(shù)隨電場頻率而變化的性質(zhì)。在高頻條件下工作的電容器，由于介電常數(shù)在高頻時(shí)比低頻時(shí)小，電容量也相應(yīng)減小。損耗也隨頻率的升高而增加。另外，在高頻工作時(shí)，電容器的分布參數(shù)，如極片電阻、引線和極片間的電阻、極片的自身電感、引線電感等，都會影響電容器的性能。所有這些，使得電容器的使用頻率受到限制。
不同品種的電容器，*高使用頻率不同。小型云母電容器在250MHZ以內(nèi)；圓片型瓷介電容器為300MHZ；圓管型瓷介電容器為200MHZ；圓盤型瓷介可達(dá)3000MHZ；小型紙介電容器為80MHZ；中型紙介電容器只有8MHZ。
5． 電路符號：C
6． 電容的使用：
1） 選擇合適的型號：
2） 合理確定電容器的精度：
3） 確定電容器的額定工作電壓：對一般電路，電路的工作電壓應(yīng)為電容器額定電壓的10%~20%；當(dāng)有脈動電壓時(shí)，工作電壓應(yīng)為脈動的*高電壓。當(dāng)應(yīng)用于交流時(shí)，額定電壓隨頻率的增加而要相應(yīng)增大。當(dāng)溫度環(huán)境比較高時(shí)，額定電壓還要選用更大的。
4） 盡量選擇絕緣電阻大的電容：
5） 考慮溫度系數(shù)和頻率特性：
6） 注意使用環(huán)境：
電容器
電容器一般可以分為沒有極性的普通電容器和有極性的電解電容。普通電容器分為固定電容器、半可調(diào)電容器（微調(diào)電容器）、可變電容器。
一． 固定電容器：指一經(jīng)制成后，其電容量不能再改變的電容器。
1． 電容的分類：電容一般按電介質(zhì)來分類。
1） 紙介電容器：一般容量在幾十皮法（pF）到零點(diǎn)幾微法（uF），耐壓有250V、400V、630V等，容量誤差一般為：±5%，±10%，±20%。還有一種是金屬化紙介電容器，*大特點(diǎn)是具有有限的自愈能力。一般不能用于高頻電路中，工作頻率只有幾十KHZ。
2） 滌綸電容器：
3） 聚苯乙烯電容器：
4） 聚丙烯電容器：
5） 聚四氟乙烯電容器：
6） 聚酰亞胺薄膜電容器：
7） 聚碳酸酯薄膜電容器：
8） 復(fù)合薄膜電容器：
9） 漆膜電容器：
10） 疊片形金屬化聚碳酸酯電容器：
11） 云母電容器：
12） 瓷介電容器：價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛。分為低壓低功率和高壓高功率2種。
低壓低功率瓷介電容器按照所用材料的性能、特點(diǎn)，可以分為I和II型。I型的特點(diǎn)是介質(zhì)損耗低，電容量對于溫度、頻率、電壓、時(shí)間的穩(wěn)定性都比較好，常用于高頻電路。II型的特點(diǎn)是體積小，但穩(wěn)定性差、介質(zhì)損耗大，常用于低頻電路。超高頻瓷介電容器，可用于頻率不超過500MHZ的高頻電路中。
高壓高功率的瓷介電容器，通常只適合在低損耗、功率不大的電路中使用。
13） 玻璃釉電容器：
2． 電容的作用：
電容器的基本作用就是充電與放電，但由這種基本充放電作用所延伸出來的許多電路現(xiàn)象，使得電容器有著種種不同的用途，例如在電動馬達(dá)中，我們用它來產(chǎn)生相移; 在照相閃光燈中，用它來產(chǎn)生高能量的瞬間放電等等; 而在電子電路中，電容器不同性質(zhì)的用途尤多，這許多不同的用途，雖然也有截然不同之處，但因其作用均來自充電與放電。下面是一些電容的作用列表：
●耦合電容：用在耦合電路中的電容稱為耦合電容，在阻容耦合放大器和其他電容耦合電路中大量使用這種電容電路，起隔直流通交流作用。 ●濾波電容：用在濾波電路中的電容器稱為濾波電容，在電源濾波和各種濾波器電路中使用這種電容電路，濾波電容將一定頻段內(nèi)的信號從總信號中去除。
●退耦電容，用在退耦電路中的電容器稱為退耦電容，在多級放大器的直流電壓供給電路中使用這種電容電路，退耦電容消除每級放大器之間的有害低頻交連。
●高頻消振電容：用在高頻消振電路中的電容稱為高頻消振電容，在音頻負(fù)反饋放大器中，為了消振可能出現(xiàn)的高頻自激，采用這種電容電路，以消除放大器可能出現(xiàn)的高頻嘯叫。
●諧振電容：用在LC諧振電路中的電容器稱為諧振電容，LC并聯(lián)和串聯(lián)諧振電路中都需這種電容電路。
●旁路電容：用在旁路電路中的電容器稱為旁路電容，電路中如果需要從信號中去掉某一頻段的信號，可以使用旁路電容電路，根據(jù)所去掉信號頻率不同，有全頻域（所有交流信號）旁路電容電路和高頻旁路電容電路。
●中和電容：用在中和電路中的電容器稱為中和電容。在收音機(jī)高頻和中頻放大器，電視機(jī)高頻放大器中，采用這種中和電容電路，以消除自激。
●定時(shí)電容：用在定時(shí)電路中的電容器稱為定時(shí)電容。在需要通過電容充電、放電進(jìn)行時(shí)間控制的電路中使用定時(shí)電容電路，電容起控制時(shí)間常數(shù)大小的作用。
●積分電容：用在積分電路中的電容器稱為積分電容。在電勢場掃描的同步分離電路中，采用這種積分電容電路，可以從場復(fù)合同步信號中取出場同步信號。
●微分電容：用在微分電路中的電容器稱為微分電容。在觸發(fā)器電路中為了得到尖頂觸發(fā)信號，采用這種微分電容電路，以從各類（主要是矩形脈沖）信號中得到尖頂脈沖觸發(fā)信號。
●補(bǔ)償電容：用在補(bǔ)償電路中的電容器稱為補(bǔ)償電容，在卡座的低音補(bǔ)償電路中，使用這種低頻補(bǔ)償電容電路，以提升放音信號中的低頻信號，此外，還有高頻補(bǔ)償電容電路。
●自舉電容：用在自舉電路中的電容器稱為自舉電容，常用的OTL功率放大器輸出級電路采用這種自舉電容電路，以通過正反饋的方式少量提升信號的正半周幅度。
●分頻電容：在分頻電路中的電容器稱為分頻電容，在音箱的揚(yáng)聲器分頻電路中，使用分頻電容電路，以使高頻揚(yáng)聲器工作在高頻段，中頻揚(yáng)聲器工作在中頻段，低頻揚(yáng)聲器工作在低頻段。
●負(fù)載電容：是指與石英晶體諧振器一起決定負(fù)載諧振頻率的有效外界電容。負(fù)載電容常用的標(biāo)準(zhǔn)值有16pF、20pF、30pF、50pF和100pF。負(fù)載電容可以根據(jù)具體情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，通過調(diào)整一般可以將諧振器的工作頻率調(diào)到標(biāo)稱值。
3． 電容的型號命名：
1） 各國電容器的型號命名很不統(tǒng)一，國產(chǎn)電容器的命名由四部分組成：
**部分：用字母表示名稱，電容器為C。
**部分：用字母表示材料。
第三部分：用數(shù)字表示分類。
第四部分：用數(shù)字表示序號。
2） 電容的標(biāo)志方法：
（1） 直標(biāo)法：用字母和數(shù)字把型號、規(guī)格直接標(biāo)在外殼上。
（2） 文字符號法：用數(shù)字、文字符號有規(guī)律的組合來表示容量。文字符號表示其電容量的單位：P、N、u、m、F等。和電阻的表示方法相同。標(biāo)稱允許偏差也和電阻的表示方法相同。小于10pF的電容，其允許偏差用字母代替：B——±0.1pF，C——±0.2pF，D——±0.5pF，F(xiàn)——±1pF。
（3） 色標(biāo)法：和電阻的表示方法相同，單位一般為pF。小型電解電容器的耐壓也有用色標(biāo)法的，位置靠近正極引出線的根部，所表示的意義如下表所示：
顏色 黑 棕 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 紫 灰
耐壓 4V 6.3V 10V 16V 25V 32V 40V 50V 63V
（4） 進(jìn)口電容器的標(biāo)志方法：進(jìn)口電容器一般有6項(xiàng)組成。
**項(xiàng)：用字母表示類別：
**項(xiàng)：用兩位數(shù)字表示其外形、結(jié)構(gòu)、封裝方式、引線開始及與軸的關(guān)系。
第三項(xiàng)：溫度補(bǔ)償型電容器的溫度特性，有用字母的，也有用顏色的，其意義如下表所示：
序號 字母 顏色 溫度系數(shù) 允許偏差 字母 顏色 溫度系數(shù) 允許偏差
1 A 金 +100 R 黃 -220
2 B 灰 +30 S 綠 -330
3 C 黑 0 T 藍(lán) -470
4 G ±30 U 紫 -750
5 H 棕 -30 ±60 V -1000
6 J ±120 W -1500
7 K ±250 X -2200
8 L 紅 -80 ±500 Y -3300
9 M ±1000 Z -4700
10 N ±2500 SL +350~-1000
11 P 橙 -150 YN -800~-5800
備注：溫度系數(shù)的單位10e -6/℃；允許偏差是 % 。
第四項(xiàng)：用數(shù)字和字母表示耐壓，字母代表有效數(shù)值，數(shù)字代表被乘數(shù)的10的冪。
第五項(xiàng)：標(biāo)稱容量，用三位數(shù)字表示，前兩位為有效數(shù)值，第三為是10的冪。當(dāng)有小數(shù)時(shí)，用R或P表示。普通電容器的單位是pF，電解電容器的單位是uF。
第六項(xiàng)：允許偏差。用一個(gè)字母表示，意義和國產(chǎn)電容器的相同。
也有用色標(biāo)法的，意義和國產(chǎn)電容器的標(biāo)志方法相同。
4． 電容的主要特性參數(shù)：
（1） 容量與誤差：實(shí)際電容量和標(biāo)稱電容量允許的*大偏差范圍。一般分為3級：I級±5%，II級±10%，III級±20%。在有些情況下，還有0級，誤差為±20%。
精密電容器的允許誤差較小，而電解電容器的誤差較大，它們采用不同的誤差等級。
常用的電容器其精度等級和電阻器的表示方法相同。用字母表示：D——005級——±0.5%；F——01級——±1%；G——02級——±2%；J——I級——±5%；K——II級——±10%；M——III級——±20%。
（2） 額定工作電壓：電容器在電路中能夠長期穩(wěn)定、可靠工作，所承受的*大直流電壓，又稱耐壓。對于結(jié)構(gòu)、介質(zhì)、容量相同的器件，耐壓越高，體積越大。
（3） 溫度系數(shù)：在一定溫度范圍內(nèi)，溫度每變化1℃，電容量的相對變化值。溫度系數(shù)越小越好。
（4） 絕緣電阻：用來表明漏電大小的。一般小容量的電容，絕緣電阻很大，在幾百兆歐姆或幾千兆歐姆。電解電容的絕緣電阻一般較小。相對而言，絕緣電阻越大越好，漏電也小。
（5） 損耗：在電場的作用下，電容器在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)熱而消耗的能量。這些損耗主要來自介質(zhì)損耗和金屬損耗。通常用損耗角正切值來表示。
（6） 頻率特性：電容器的電參數(shù)隨電場頻率而變化的性質(zhì)。在高頻條件下工作的電容器，由于介電常數(shù)在高頻時(shí)比低頻時(shí)小，電容量也相應(yīng)減小。損耗也隨頻率的升高而增加。另外，在高頻工作時(shí)，電容器的分布參數(shù)，如極片電阻、引線和極片間的電阻、極片的自身電感、引線電感等，都會影響電容器的性能。所有這些，使得電容器的使用頻率受到限制。
不同品種的電容器，*高使用頻率不同。小型云母電容器在250MHZ以內(nèi)；圓片型瓷介電容器為300MHZ；圓管型瓷介電容器為200MHZ；圓盤型瓷介可達(dá)3000MHZ；小型紙介電容器為80MHZ；中型紙介電容器只有8MHZ。
5． 電路符號：C
6． 電容的使用：
1） 選擇合適的型號：
2） 合理確定電容器的精度：
3） 確定電容器的額定工作電壓：對一般電路，電路的工作電壓應(yīng)為電容器額定電壓的10%~20%；當(dāng)有脈動電壓時(shí)，工作電壓應(yīng)為脈動的*高電壓。當(dāng)應(yīng)用于交流時(shí)，額定電壓隨頻率的增加而要相應(yīng)增大。當(dāng)溫度環(huán)境比較高時(shí)，額定電壓還要選用更大的。
4） 盡量選擇絕緣電阻大的電容：
5） 考慮溫度系數(shù)和頻率特性：
6） 注意使用環(huán)境：
