实训任务31电容器的认识和使用

1、 主主 编：徐超明编：徐超明副主编：李副主编：李 珍、姚华青、陈建新珍、姚华青、陈建新 王平康、刘王平康、刘 强强 工作任务： 万用表检测电容器 。 万用表检测电感器线圈 。 动态电路测试 。 RC电路充放电特性的测试 。 RL电路过渡过程的测试 。 一阶动态电路全响应的测试 。2021-12-2522021-12-2533.1.1 3.1.1 电容器电容器的认识的认识实训实训3-13-1：万用表检测电容器：万用表检测电容器3.1.2 3.1.2 电容元件及其连接电容元件及其连接2021-12-254 电容器的基本结构是在两个相互靠近的导体之间覆一层电容器的基本结构是在两个相互靠近的导体之间覆

2、一层不导电的绝缘材料（介质）。不导电的绝缘材料（介质）。 它的功能是介质两边储存一定的电荷或电能。它的功能是介质两边储存一定的电荷或电能。 电容器利用其充、放电以及电容器利用其充、放电以及“通交流、隔直流，通高频、通交流、隔直流，通高频、阻低频阻低频”的特性，广泛应用于滤波、隔直、交流旁路、交的特性，广泛应用于滤波、隔直、交流旁路、交流耦合、调谐、高频等电路中。流耦合、调谐、高频等电路中。2021-12-2551、电容器常见种类电容器常见种类（a）云母电容器）云母电容器 （b）金属化纸质电容器）金属化纸质电容器 （c） 片状电容器片状电容器（d） 瓷片电容器瓷片电容器 （e）绦纶电容器）绦纶电

3、容器 （f）超高压电容器）超高压电容器（g）电解电容器）电解电容器 （h）可变电容器）可变电容器 （i）微调电容器）微调电容器2021-12-2562、电容器的主要参数电容器的主要参数 （1）电容量是电容器储存电荷的能力，简称电容。）电容量是电容器储存电荷的能力，简称电容。SI（国际单位制）单位是法拉（国际单位制）单位是法拉（F）。其他常用的单位还有：）。其他常用的单位还有：毫法（毫法（mF）、微法（）、微法（F）、纳法（）、纳法（nF）和皮法）和皮法 (pF)。 1F =103 mF =106F =109 n F =1012 pF 在电容器上标注的电容量值，称为标称容量。在电容器上标注的电容

4、量值，称为标称容量。 （2）额定耐压是指在规定温度范围下，电容器正常工额定耐压是指在规定温度范围下，电容器正常工作时能承受的最大直流电压作时能承受的最大直流电压。 电容器的主要参数有电容量和额定耐压。电容器的主要参数有电容量和额定耐压。2021-12-2573、电容器的标志内容及方法电容器的标志内容及方法 电容器型号命名由四部分内容组成，其中第三部分作为补充电容器型号命名由四部分内容组成，其中第三部分作为补充说明电容器的某些特征，如无说明，则只需三部分组成，即两个说明电容器的某些特征，如无说明，则只需三部分组成，即两个字母一个数字。大多数电容器都由三部分内容组成。字母一个数字。大多数电容器都由

5、三部分内容组成。电容器型号命名格式电容器型号命名格式例如：例如：CY510 云母电容，一级精度（云母电容，一级精度（5%）510 pF； CLlnK 涤纶电容，涤纶电容，K级精度（级精度（10%）lnF； CC224 瓷介质电容，瓷介质电容，级精度（级精度（20%）0.22F。 一般电容器主体一般电容器主体上除标上述符号外，上除标上述符号外，还标有标称容量、额还标有标称容量、额定电压、精度与技术定电压、精度与技术条件等。条件等。1）型号命名方法）型号命名方法2021-12-258（1）字母数字混合标法字母数字混合标法 其中数字表示有效数值，字母表示数值的单位。字母有时既其中数字表示有效数值，字

6、母表示数值的单位。字母有时既表示单位也表示小数点。表示单位也表示小数点。 如：如：3p33p3表示表示3.3pF,223.3pF,22表示表示0.22F0.22F，3n93n9表示表示3.9nF3.9nF。2）容量的标志方法）容量的标志方法3、电容器的标志内容及方法电容器的标志内容及方法 （2）数字直接表示法数字直接表示法 用用1 14 4数字表示，不标单位。数字表示，不标单位。 当数字部分大于当数字部分大于1 1时，其单位为时，其单位为pFpF；当数字部分大于；当数字部分大于0 0小于小于1 1时，时，其单位为其单位为FF。 如：如：22002200表示表示2200pF2200pF，0.10

7、.1表示表示0.1F0.1F。 2021-12-259（4）色码表示法色码表示法 与电阻器的色环表示法类似，颜色涂于电容器的一端或从顶与电阻器的色环表示法类似，颜色涂于电容器的一端或从顶端向引线排列。端向引线排列。（3） 数码表示法数码表示法 一般用三位数字来表示容量的大小，单位为一般用三位数字来表示容量的大小，单位为pF。前两位为有效。前两位为有效数字，后一位表示位率，即乘以数字，后一位表示位率，即乘以10i（i为第三位数字）。若第三位为第三位数字）。若第三位为数字为数字9或者或者8，则乘以，则乘以10-1或者或者10-2。 如：如：224代表代表22104 pF，即，即0.22F；229代

8、表代表2210-1 pF，即，即2.2pF 2）容量的标志方法）容量的标志方法3、电容器的标志内容及方法电容器的标志内容及方法 2021-12-25104、电容器的选用电容器的选用应根据不同的电路，不同的要求来选用电容器。应根据不同的电路，不同的要求来选用电容器。例如：在滤波电路、退耦电路中选用电解电容器；例如：在滤波电路、退耦电路中选用电解电容器；在高频、高压电路中选用瓷介质电容器、云母电容器；在高频、高压电路中选用瓷介质电容器、云母电容器；在谐振电路中选用云母电容器、陶瓷电容器、有机薄在谐振电路中选用云母电容器、陶瓷电容器、有机薄膜电容器；膜电容器；作隔直流用时可选用涤纶电容器、云母电容器

9、、电解作隔直流用时可选用涤纶电容器、云母电容器、电解电容器等。电容器等。1）电容器型号的选用）电容器型号的选用电解电容电解电容有正、负极之分，使用时应注意有正、负极之分，使用时应注意极性极性，它，它不能用于交流电路。不能用于交流电路。 2021-12-25114、电容器的选用电容器的选用2）电容器的额定工作电压选取）电容器的额定工作电压选取 电容器的额定工作电压是指电容器长期使用时能电容器的额定工作电压是指电容器长期使用时能可靠工作，不被击穿所能承受的最大直流电压值。可靠工作，不被击穿所能承受的最大直流电压值。 每个电容器都有一定的耐压程度，所选电容的电每个电容器都有一定的耐压程度，所选电容的

10、电压一般应使其额定值高于线路施加在电容两端电压的压一般应使其额定值高于线路施加在电容两端电压的20%20%30%30%，个别电路工作电压波动较大时，须有更大，个别电路工作电压波动较大时，须有更大的安全裕量。的安全裕量。2021-12-25124、电容器的选用电容器的选用3）电容器标称容量及精度等级的选取）电容器标称容量及精度等级的选取 各类电容均有其标称值系列及精度等级。各类电容均有其标称值系列及精度等级。 在确定容量精度时，应首先考虑电路对容量精度在确定容量精度时，应首先考虑电路对容量精度的要求，不同精度的电容价格相差很大，不要盲目追的要求，不同精度的电容价格相差很大，不要盲目追求电容的精度

11、等级。求电容的精度等级。 电容器的电容量应选取靠近计算值的一个标称量。电容器的电容量应选取靠近计算值的一个标称量。2021-12-25131 1）用万用表检测电容器的好坏）用万用表检测电容器的好坏 用万用表欧姆挡的用万用表欧姆挡的R R1k1k或或R R10k10k，通过测量电容器的，通过测量电容器的充放电过程，可对电容器的好坏作粗略判断。充放电过程，可对电容器的好坏作粗略判断。 若电容器有充放电过程，且表针最终能回到若电容器有充放电过程，且表针最终能回到处，则电容器处，则电容器基本正常。基本正常。 若万用表的指针始终指向零处，则电容器已短路。若万用表的指针始终指向零处，则电容器已短路。 若万

12、用表的指针始终不动，指向无穷处，则电容已断路，以若万用表的指针始终不动，指向无穷处，则电容已断路，以上两种电容器都属于损坏，不能正常工作。上两种电容器都属于损坏，不能正常工作。 上述检测方法对于上述检测方法对于5000pF5000pF及其以上的电容器较为适用。及其以上的电容器较为适用。 对于容量较小的电容器以及电容器的其他参数则需要通过专对于容量较小的电容器以及电容器的其他参数则需要通过专用仪器进行检测。用仪器进行检测。实训流程：实训流程：2021-12-25142 2）用万用表判断电解电容的极性）用万用表判断电解电容的极性 一般电解电容都具有极性标志，若标记不清可借万用表判一般电解电容都具有

13、极性标志，若标记不清可借万用表判断其极性。断其极性。 用万用表欧姆挡检查其漏电电阻值，然后交换表笔再测一次，用万用表欧姆挡检查其漏电电阻值，然后交换表笔再测一次，以漏电电阻值较小的一次确定，黑表笔所接的一端是电解电容的以漏电电阻值较小的一次确定，黑表笔所接的一端是电解电容的正极正极“+ +”，红表笔所接的一端则是电解电容的负极，红表笔所接的一端则是电解电容的负极“- -”。实训流程：实训流程：注意注意：每次测试前都应将电容器两极引线每次测试前都应将电容器两极引线“短短触触”一下，放电后再测。一下，放电后再测。2021-12-2515实训流程：实训流程：电容器标志电容器标志电容器名称电容器名称电

14、容值电容值额定耐压额定耐压误差误差质量检测质量检测（好、坏）（好、坏）表表3-1 3-1 电容器的识别与检测电容器的识别与检测2021-12-25161、电容元件及其特性电容元件及其特性 忽略电容器的其他次要性质，用一种代表电容器基本性能的理想忽略电容器的其他次要性质，用一种代表电容器基本性能的理想二端元件作模型，这就是电容元件。二端元件作模型，这就是电容元件。（a）普通电容器（）普通电容器（b）电解电容器（）电解电容器（c）可变电容器（）可变电容器（d）微变电容（）微变电容（e）双联可变电容器）双联可变电容器图图3.3 电容器常见符号电容器常见符号2021-12-25171、电容元件及其特性

15、电容元件及其特性图图3.4 电容上电压与电流电容上电压与电流qCu电容器的电容电容器的电容q：电容器极板上所带：电容器极板上所带的电荷量的电荷量u：电容器两端的电压：电容器两端的电压 当电容两端电压发生变化时，电容极板上的电荷也会当电容两端电压发生变化时，电容极板上的电荷也会相应地发生变化，在电路中就会形成电流。相应地发生变化，在电路中就会形成电流。电容上的电流与电压取关联参考方向时：电容上的电流与电压取关联参考方向时：电路中的电流电路中的电流dqidt或者或者duiCdt2021-12-25181、电容元件及其特性电容元件及其特性duiCdt结论结论1：i与与 u的变化率的变化率成正比。成正

16、比。u u变化大变化大ii大大u u变化小变化小ii小小u u不变（直流）不变（直流）i=0i=0电容特性：通交流、隔直流。电容特性：通交流、隔直流。动态元件动态元件 由于由于i是有限值，是有限值， 也须为有限值。也须为有限值。dudt结论结论2：电容两端的电压不可能跃变，电容两端的电压不可能跃变， 即：即：电容电压电容电压的变化具有的变化具有连续性连续性。2021-12-251、电容元件及其特性电容元件及其特性C伏安特性：伏安特性：将上式两边同乘上将上式两边同乘上 u，并积分，则得：，并积分，则得：t（ ）WCu212结论结论3：电容是一种储能元件电容是一种储能元件, 将电能转化为电场能储存

17、。将电能转化为电场能储存。u越大，储存电场能越大越大，储存电场能越大duiCdttuui tCu uCu2001dd2 电容在某一时刻的储能只取决于电容在某一时刻的储能只取决于该时刻该时刻的电容两的电容两极间的极间的电压值电压值。192021-12-252、电容的连接电容的连接 当电容器的容量或者耐压不符合要求时，可以通过多个电容进行当电容器的容量或者耐压不符合要求时，可以通过多个电容进行的适当连接以达到要求。的适当连接以达到要求。1）电容器的并联）电容器的并联 图图3.5（a）所示为三个电容并联的电路。电容并联时，各电容的电）所示为三个电容并联的电路。电容并联时，各电容的电压为同一电压。压为

18、同一电压。图图3.5 3.5 电容的并联电容的并联20若电压为若电压为u，则它们所带的电，则它们所带的电量分别为量分别为11qC u22qC u33qC u2021-12-252、电容的连接电容的连接1）电容器的并联）电容器的并联21三个电容所带的总电量三个电容所带的总电量123123qqqqCCCu（）图图3.5 3.5 电容的并联电容的并联（a） （b） 图图3.5（b）所示为并联电容的等效电容，有）所示为并联电容的等效电容，有qCu并联电容等效公式并联电容等效公式123CCCC电容器并联时，电容器并联时，电容器的电容器的电容增电容增加加，但，但工作电压工作电压不能超过不能超过各电容各电容

19、中的中的最低额定电最低额定电压压。2021-12-252、电容的连接电容的连接2）电容器的串联）电容器的串联22图图3.6（a）所示为三个电容串联的电路。）所示为三个电容串联的电路。电容串联时，各电容所带的电量电容串联时，各电容所带的电量相等，设为相等，设为q，即，即112233qC uC uC u它们的电压分别为它们的电压分别为123123qqquuuCCC，2021-12-252、电容的连接电容的连接2）电容器的串联）电容器的串联23图图3.6（a）为三个电容串联的电路。）为三个电容串联的电路。串联电路总电压串联电路总电压 图图3.6（b）所示为串联电容的等效电容）所示为串联电容的等效电容

20、123uuuu123qqqCCC123111qCCC（）qCu串联电容等效公式串联电容等效公式1231111CCCC2021-12-252、电容的连接电容的连接2）电容器的串联）电容器的串联24图图3.6（a）为三个电容串联的电路。）为三个电容串联的电路。 由于电容串联时各电容所带的电量相等，因此要求每一只电容器均能由于电容串联时各电容所带的电量相等，因此要求每一只电容器均能安全工作的电荷量是各电容器最大允许带电量的最小值。安全工作的电荷量是各电容器最大允许带电量的最小值。 然后根据有关公式来确定串联电容组的耐压。然后根据有关公式来确定串联电容组的耐压。123123111uuuCCC： ：各电容的电压与其容量成反比。各电容的电压与其容量成反比。2021-12-2525【例例3-1】现有两电容现有两电容C1：100F/500V（电