电容器分类和基本特性

1、电容器分类和基本特性概 述电容器的概念电容器是各类电子线路中必不可少的一种重要元件，简单讲就是存贮电荷的容器，两个彼此绝缘的金属极板就构成一个最简单的电容器。 2.2 电容器的命名及标志电容器的命名第一部分：主称，一般用字母C表示；第二部分：材料，一般用字母表示， 符号意 义符号意 义符号意 义A钽电解B非极性有机薄膜介质C1类陶瓷介质E其它材料电解G合金电解H复合介质J金属化纸介质L极性有机薄膜介质N铌电解Q漆膜介质S3类陶瓷介质T2类陶瓷介质D铝电解I玻璃釉介质O玻璃膜介质Y云母介质Z纸介质V云母纸介质第三部分：特征，一般用一个数字或一个字母表示。第四部分：序号，用数字表示。 数字瓷介电容

2、器云母电容器有机电容器电解电容器1圆 形非密封非密封（金属箔）箔 式2管形（圆柱）非密封非密封（金属化）箔 式3密 封密封（金属箔）烧结粉非固体4独 石密封（金属化）烧结粉固体5穿 心穿 心6支 柱交 流交 流7交 流标 准片 式无极性8高 压高 压高 压9特 殊特 殊G高功率C C G 1序号：圆形材料：I类陶瓷介质特征：高功率主称：电容器C A 1 1 A区别代号（当在企业标准间存在大同小异时才用）序号特征：箔式主称：电容器材料：钽电解2.2.2 电容器的标志1直接标志 允许误差级 20%耐压63V标称容量F 类陶瓷介质高功率电容器圆形2数码表示法 一般用三位数字表示容量的大小，单位为pF

3、。前两位为有效数字，后一位表示倍率，即乘以10i，i为第三位数字，若第三位数字为9，则乘以10-1。 如233代表 23103479代表4710-13色标法（1）模制电容器的色标容值有 第一位效数字 第二位 允差倍率第二位 电压有第一位 效数字22000pF 10% 1600V 红 红 橙 银 棕 蓝2330 pF 0.5%第三位（橙色）第二位（橙色）第一位（红色）乘法（棕色）允许偏差（绿色）容值有效数字（2）轴向或单向电容器的色标4温度系数的标志温度系数常用不同的颜色或字母表示国产瓷介电容器温度系数的标志 组 别温度系数（10 -6/）标志颜色组 别温度系数（10 6 /）标志颜色A1203

4、0蓝色J-33060浅绿色U+3330灰色I-47090粉红色O30黑色H-750100红色K-3330褐色L-1300200绿色Q-4730浅蓝色Z-2200400黄底白点B-7530白色G-3300600黄底绿点D-15040黄色R-4700800绿底蓝点N-22040紫红色W-56001000绿底红点5国外电容器容量、误差、耐压的标志3 9 3M2 0 01H1 0 4K1 2 1 J（a）（b）（c）字 母GJKLM误差（%）25101520 误差标志表（3）耐压采用直接标志或用数字和字母的组合来标志ABCDEFGHJ011.251.622.53.154.05.06.311012.51

5、6202531.540506321001251602002503154005006302.3 电容器的技术指标 2.3.1 优先数系国家规定了一系列电容值作为产品标准，这一系列容量值称为电容器的优先系数（标称容量）或电容器上标有的电容数值就是电容器的优先系数（标称容量）。国家标准（GB/T2471-1995）代替了原国家标准（GB/T2471-81）和部标（SJ616-73）规定了电容器的优先数系。2.3.2 额定电压电容器在长期可靠工作时，所能承受的最大直流电压称为电容器的额定电压或耐压。击穿电压：在短时间内使电容器击穿的电压。国标（GB/T2472-81）和部标（SJ615-73）都规定了

6、固定电容器的额定电压系列，见表 允许偏差电容器的准确度是直接以允许偏差的百分数来表示，允许偏差的定义式为：式中：C实际容 CR标称容量 允许偏差1%2%5%10%20%20%级 别00级0级温度改变时电容量的改变量称为温度系数。即温度每改变1，容值的变化量称为电容器的温度系数。 2.3.4 温度系数线性 非线性2.3.5 绝缘电阻及漏电流电容器两极之间的电阻，称为绝缘电阻或漏电电阻。任何电容器在工作时都有漏电流存在，漏电流过大会使电容器受损、发热失效而导致电路发生故障。电解电容器的漏电流较大，而其他类型的电容器漏电流极小。优质电容器的绝缘电阻很大，故常用M、G、T等大单位。2.3.6 损耗角正

7、切一个理想电容器，它并不损耗电路中的能量。但实际使用的电容器，在电场作用下都要消耗能量，把所存贮或传递的一部分电能转变成热能。通常把电容器的损耗定义为在电场作用下，单位时间内因发热而消耗的能量，用损耗角正切来表示。 实际电容器的等效电路C为理想电容，R为并联内阻（即等效的损耗电阻）。损耗主要包括介质损耗和金属损耗两种。IIcCIRRUIIRIc电容器上存贮的无功功率为：电容器损耗的有用功率为： 则损耗角正切定义为有用功率与无用功率之比，即：IIcCIRRUIIRIc2.3.7 电容器的频率特性 电容器的频率特性是指电容器在高频工作时，其电容量等参数随工作频率变化的性质。 电容器的分类选用2.4

8、.1 电容器的分类1按用途分类电容器可分为电力电容器和电讯电容器电力电容器主要适用于强电系统。电讯电容器主要适用于弱电系统。2按特征分类电容器可分为固定电容器和可变电容器两大类。固定电容器是指其电容量固定不变。可变电容器是指其电容量可以调整改变的。介质类型电容器种类主要介质主电极芯子结构有机介质纸介电容器浸渍电容器纸金属箔卷绕形金属化纸介电容器蒸发金属膜塑料薄膜电容器聚苯乙烯薄膜金属箔或蒸发金属聚四氟乙烯薄膜聚丙烯薄膜涤纶薄膜聚碳酸脂薄膜聚砜薄膜漆 膜无机介质瓷介电容器(、类)金红石瓷片(类瓷科)烧渗银电极片形叠片形钛酸钡陶瓷片(类瓷科)云母片云母片金属箔或烧渗银电极玻璃釉电容器玻璃釉片阀金属

9、氧化膜铝电解电容器三氧化二铝膜铝箔与电解质箔式卷绕形、固体烧结块形液体烧结块形钽电解电容器五氧化二钽膜钽箔或烧结钽块与电解质铌电解电容器五氧化二铌膜铌箔或烧结铌块与电解质空气介质有机介质无机介质可变及半可变电容器空气、塑料薄膜、云母片、玻璃片、陶瓷片 铝板或黄铜板平板，圆筒，可变形烧渗银电极3按介质材料分类一、有机介质电容器有机介质电容器根据有机介质的种类及分子结构可分为五类：（1）以天然纤维素结构材料为介质的纸介电容器、金属化纸介电容器。（2）以高分子合成膜为介质的有机合成膜电容器。（3）复合有机介质电容器。（4）漆膜电容器。（5）有机薄膜与无机材料混合电容器。有机塑料薄膜电容器又可分为极性

10、塑料薄膜电容器和非极性塑料薄膜电容器。 2.4.2 常用电容器的特点 一、有机介质电容器1纸介电容器（型号CZ） 容量和耐压范围宽（120F，36V3kV），损耗角正切大，成本低，体积大，纸介质化学稳定性差，易老化，纸介质耐热性差，工作温度范围为-60+70。tg随频率升高急剧增大，故限制了在高频中的应用，适用于直流及低频电路，有时也用于脉冲、贮能、移相电路等，主要用于直流和低频旁路及隔直。 一、有机介质电容器2金属化纸介电容器（型号CJ）体积小，容量大，成本低，寿命长，具有自愈能力，损耗角正切在工频和音频内极小，随着频率升高而急剧增加，工作频率不宜超过几十千赫兹。适用于频率和稳定性要求不高的

11、电路中。一、有机介质电容器3塑料薄膜电容器 塑料薄膜是一个统称，包括涤纶、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚四氟乙烯等多种。工作温度高，损耗小，耐压高，绝缘电阻大，在很大频率范围内稳定性好。一、有机介质电容器（1）涤纶电容器（型号CL）涤纶电容器的介质为涤纶薄膜，其电容量和耐压范围宽，体积小，容量大，耐高温，成本低。但tg随频率变化较大，故多用于对tg、稳定性和损耗要求不高的场合，如直流及脉动电路中。（2）聚苯乙烯薄膜电容器（型号CB）绝缘电阻大，tg小，但tg随温度和频率升高而增加，电容量稳定，充电1000小时仍可保持电荷量的95%，精度高，容量范围：10pF1F，额定工作电压，常作为精密电容器

12、使用。一、有机介质电容器（3）聚碳酸酯薄膜电容器（型号CS）该电容器的频率特性较涤纶为好，电容量及tg随频率的变化较小，可用于低压交直流电路中。（4）聚四氟乙烯电容器（型号CBF）聚四氟乙烯在400下长期加热不碳化，有“塑料王”之称，绝缘电阻比聚苯乙烯大，电性能随频率的变化小，但精度较低，一般为10%20%。主要用于高温、高性能的特殊场合。（5）聚丙烯电容器（型号CBB）绝缘电阻，tg对频率的稳定性等电性能仅次于聚苯乙烯电容器，多用于高压范围内。二、无机介质电容器 1瓷介电容器（型号CC）a陶瓷材料介电常数很大，故电容器体积可作得很小。b稳定性好。从化学性能讲，酸、碱、盐类和水对陶瓷材料的侵蚀

13、性很小，从耐热性能看，陶瓷材料在高达500600的高温下，能长期工作而不老化。c损耗角正切tg与频率无关，适用于高频电路。d具有良好的绝缘性能，可制成高压电容器，供高压电路使用。e不同成份的陶瓷，其介电常数和温度系数不同，其温度系数范围很宽，便于制成不同温度系数的电容器，用作温度补偿电容。f结构简单，原料丰富，便于大量生产，是应用极广泛的电容器。g机械强度低，易碎易裂。2云母电容器（型号CY）云母是一种极为重要的、优良的无机绝缘材料。天然云母为含水硅酸铝，它具有介电强度高，介电常数大，损耗小，化学稳定性高，耐热性好等优点。云母电容器稳定性好，损耗小，可靠性高，分布电感小，适用于高频和高压电路。

14、但云母来源有限，成本高、生产工艺复杂、体积大。3玻璃釉电容器（型号CI） 介电常数大，体积小，高温性能好，能在200下长期稳定工作，抗湿性好，能在相对湿度为90%的条件下正常工作，适用于半导体电路及电子仪器中的交直流电路和脉冲电路。三、电解电容器 1电解电容器的构造 以金属氧化物膜（Al2O3，Ta2O5）为介质，以金属和电解质为电极，金属为阳极，电解质为阴极的电容器称为电解电容器。 电容器电容量的简单计算公式为： 1电解电容器的构造式中：为电介质的相对介电常数d为电介质的厚度（cm）S为极板的有效表面积（cm2） 电解电容器的介质为一层极薄的金属氧化膜，其厚度大约为10-110-2m，是所有

15、电容器中最薄的介质。极板采用烧结和腐蚀方法，可有意识增大极板表面积，这是其它类型电容器所做不到的，故其比电容量最大，体积最小。2电解电容器的优点 （1）电解电容器的比电容量特别大，尤其是在额定电压低时最为突出，故是小型化、大容量电容器中的佼佼者。（2）电解电容器在工作过程中可以自动修补氧化膜的弱点，具有一定自愈作用。（3）电解电容器可耐非常高的工作场强，工作场强比所有电容器都高，可以保证小型化。（4）铝电解电容器价格便宜，适 用于各种用途。钽电解电容器可 靠性高，性能好，但价格贵，只 能适用于高性能指标的电子设备。3电解电容器的缺点（1）一般电解电容器均有极性，使用时必须注意极性，否则会使电容

16、器损坏（介质为氧化膜，它具有单向导电性）。（2）电解电容器具有工作电压上限，如铝电解电容器的耐压为500V，钽电解电容器为160V，固体钽电容器只有63V。（3）电解电容器绝缘质量是所有电容器中最差的，一般用端电流表示。铝电解电容器较钽电解电容器差，绝缘电阻低。（4）电解电容器的损耗角正切较大，而且温度和频率变化时，电性能变化大。（5）固体钽电解电容器承受大电流冲击的能力差，而铝电解电容器在长期搁置不用后再用，不宜立即使用额定电压。（6）电解电容器的阴极是电解液，温度下降时，电阻率增加，损耗角正切上升。温度升高时，电解液粘度降低，电解液易外漏，故受到一定的限制，一般为-20+70。四、可变电容

17、器 1可变电容器的概念 可变电容器是通过外力改变电极片面积，使得电容量值发生变化。其电极片由定片和动片组成。它的变化方式有两种，一种是相四、可变电容器对电极面积变化方式，另一种是电极间隙变化方式。2可变电容器的分类（1）按电容量变化程度分类可变电容器可分为主调电容器和微调电容器。微调电容器按介质不同可分为薄膜微调电容器、陶瓷微调电容器、云母微调电容器以及玻璃微调电容器。微调电容器按结构不同又可分为多圈微调电容器、单圈微调电容器以及压塑型微调电容器。（2）按介质分类 可变电容器可分为空气可变电容器、陶瓷微调电容器和云母微调电容器。3. 几种可变电容器介绍1空气可变电容器空气可变电容器制造容易，精

18、度高，性能稳定，寿命长，高频性能好，旋转摩擦损耗小，无静电噪音。但由于以空气（电容率最小）为介质，故体积大，重量重，易引起机震。目前主要用在立体声机器和要求高精度、高可靠的高级收音机及其它通信机中。2塑料薄膜可变电容器塑料薄膜可变电容器变化时性能不够稳定，电容量精度较差。主要用在收音机，录音机等民用产品中。3薄膜微调电容器薄膜微调电容器价格低廉，便于大量生产，广泛用于收音机等民用产品中，作为整机电容量微调。4陶瓷微调电容量 介质为类瓷料，其电容率比塑料薄膜大得多，特点为：（1）体积小，容量大，特别适合于电路集成化的需要。（2）电容量成直线变化，调整方便，调整后的电容量漂移小。（3）耐冲击，振动

19、性能好。（4）由温度和湿度等环境变化而引起的电容量和特性的变化小。（5）长期使用后仍有很高的可靠性。5云母微调电容器 介质为云母，在介质两面附以电极，它利用电极间相对面积的增减或距离变化而使电容量变化。其特点为：（1）电容量较大，也是属于小型化、大容量的产品。（2）由于云母本身可耐400高温，底板采用耐热的无机材料制成，故耐高温性能好。（3）密封型云母微调电容器的性能不受湿度变化的影响，介质损耗小。（4）电容量稳定性好。（5）云母的品质因数可高达2500以上。（6）压缩型云母微调电容器的体积相对较大，不符合电子设备小型化的要求，故将淘汰。6玻璃微调电容器 介质为圆筒形玻璃，用调节螺钉移动玻璃内

20、部的活塞型电极来改变电容量。玻璃微调电容器的特点为：（1）调节机构具有自锁结构，调节精度特别高。（2）Q值高，高频特性优异。（3）使用温度范围宽。（4）玻璃管与动电极间无间隙，使用寿命长。（5）体积小，可变容量范围宽，抗冲击和振动性能好。（6）价格昂贵，但调谐精密，可靠性高，稳定性好，广泛用于卫星通信，航空通信，广播发射机，测量仪器等。（7）当需要高Q值或高耐压时，可用石英作介质管，但石英微调电容器的成本更高，电容器更小。2.4.3 电容器的选用 电容器在家用电器和其他电子设备中使用的品种型号和数量均较多。因此，在维修和装配电子产品时，如何选好、用好电容器，将对电子产品的性能和质量起到非常重要

21、的作用。如果选择不当，不仅满足不了电路对其各种性能参数的要求，而且还会使一些家用电器不能正常工作。电容器的选用一、电容器的选取原则 选用电容器的基本原则是：（1）选用电容器时，首先要满足电子设备对电容器主要参数的要求。（2）选用电容器时，要选用符合电路要求的类型 （3）选用电容器时，还要考虑电容器的外表和形（4）根据使用环境条件进行选择（5）成本的考虑二、电容器的使用注意事项 （1）加到直流电容器上的电压波形有直流部分和交流部分。直流部分的最高电压和交流电压的峰值电压之和不应超过电容器的额定直流电压值，且交流峰值应小于直流的20%。（2）当交流电压高于电容器的局部放电电压时，多使用浸液体的电容

22、器。 二、电容器的使用注意事项（3）在直流条件下对电容器的各种规定，不适用于用在纯交流或脉冲电路中的电容器。（4）应了解电容器的允许电流与频率之间的关系。（5）在要求电容量特别大或电压特别高的情况下，往往采用多个电容器并联或串联，这时电容器之间的接线应尽可能短，以便减小固有电感。二、电容器的使用注意事项（6）环境温度越高，故障率越高，寿命就越短，因此，要注意电容器的工作温度上限。（7）当电容器用于气压急速变化的情况时，封装外壳应相当结实，否则气压的高低将影响电容量。（8）储存电容器应当避潮，特别是烧渗银电极的陶瓷电容器。（9）对于浸有绝缘油的或电解液的电容器，不应使它承受机械应力。（10）使用

23、电解电容器时，要注意电容器的正、负极性。三、卷绕型金属化电容器的选用注意事项（1）电容器具有自愈作用，一旦击穿，能在极短时间内自愈恢复，但这一瞬间破坏，将使电路产生过渡现象，故不能用于调谐电路。（2）在高频情况下，若电流超过规定限度，易在电极和引线间产生发热，造成接触不良或断线。（3）在电路电压很低或串联电阻很高时，这种电容器将因能量不够而失去自愈作用，一旦断路就难以恢复，故不宜采用。（4）在电源功率很大的交流电路中，使用这种电容器时偶尔会由于介质的恶化而产生连续不断的火花，当发生这一现象时，应立即断开电容器，避免发生更大的故障。 （5）某些电路中的过电压有可能超过电容器额定电压的十倍，在这种

24、情况下，自愈作用也将丧失，对这种电路应备有过电压的保护装置。 四、云母电容器的选用注意事项 （1）云母是一种耐热性能好，不易受局部放电及辉光放电破坏的一种绝缘材料，云母电容器即使长时间承受高于局部电压也不致遭到破坏，不过这时的局部放电将产生强烈的噪声，给电路带来干扰，当云母电容器用于高压场合时，应注意这一问题。 （2）对电容器温度系数要求较高时，应使用烧渗银电极的云母电容器，环境温度越高，使用必要性越大。（3）由酚醛树脂包封的烧渗银云母电容器应尽量避免潮湿，如处于高湿环境中，将由于潮气侵入的影响而加速银离子迁移，导致电容器短路。五、微调电容器的使用注意事项 （1）微调电容器一般为半可变电容器，

25、有小型或超小型瓷介微调电容器、拉线式和云母微调电容器等。使用时，要注意微调电容器的微调松紧度，调节过松会造成容量不稳定；微调过紧，调节时微调动片将旋转不动，电容器的容量不会改变，失去其调节作用。 （2）使用微调电位器，必须了解其调节范围并了解如何进行调节。六、可变电容器的使用注意事项（1）可变电容器的转轴与动片接触的松紧要合适，转动转轴不应有松动感。若有轻微松动，可适当调节末端的锁紧螺丝；不要使用转轴很松动或转动不灵活的可变电容器。 （2）使用可变电容器之前，为防止其动片和定片短路，可用万用表电阻档测量其动片和定片之间的电阻。同时，还要检查一下电容器接触是否良好，以避免因接触不良而引起的电路噪

26、声，观察其动片和定片之间是否有杂物、污垢，如有则必须清除干净。如果使用的是薄膜介质可变电容器，还要特别注意检查其动片和定片之间的绝缘膜片是否完好。七、根据用途选用电容器 不同的电容器其用途不同八、电容器的质量判别（1）对于容量大于5100pF的电容器，可用万用表R10k、R1k档测量电容器的两引线。正常情况下，表针先向R为零的方向摆去，然后向R的方向退回（充放电）。如果退不到，而停留在某一数值上，指针稳定后的阻值就是电容器的绝缘电阻（也称漏电电阻）。一般电容器的绝缘电阻在几十M以上，电解电容器在几M以上。若所测电容器的绝缘电阻小于上述值，则表示电容器漏电。若表针不动，则表明电容器内部开路。（2

27、）对于小于5100pF的电容器，由于充电时间很快，充电电流很小，看不出表针摆动。故可借助一个NPN型的三极管的放大作用来测量，（3）测电解电容器时，应注意电容器的极性。测量时电源的正极与电容器的正极相接，电源的负极与电容器负极相接，称为电容器的正接。因为电容器的正接比反接时漏电电阻大。当电解电容器的极性无法判断时，可用上述原理来判别。但用此法对漏电小的电容器不易区别极性。（4）可变电容器的漏电碰片。 （5）用万用表只能判断电容器的质量好坏，不能测量其容量多少。2.5 电容器的测量2.5.1 电桥法测量电容器电桥法测量电容器历史悠久，主要对工作在低频电路中的电容器进行参数测量，其测量的基本原理是

28、电桥平衡时，对角桥臂阻抗之积相等。电桥法测量电容器的电桥形式主要有以下几种：1串联电容比较电桥 如图所示，为恒相差电路，当选择R2、C2为可调元件时，被测量Rx、Cx可以分别读数，适用于损耗小、容量大的电容器的测量（Rx为电容器的等效损耗内阻）。GRXR3R4R2CxC22并联电容比较电桥 如图所示，为恒相差电桥电路，当选择R2、C2为可调元件时，被测量Rx、Cx可以分别读数，适用于并联电容器与大损耗电容器的测量。 GRXR3R4R2CxC23 西林（Schering）电桥 如图所示，为恒相和电桥电路，选C3为高压电容时，可以用作高压电桥，有利于对绝缘材料和电缆的绝缘试验。当选择R4、C4为可调元件时，被测量Rx、Cx可以分别读数，在信号源电压很高时也较安全。GRXR4R2CxC3C42.5.2 谐振法测量电容器谐振法测量电容器是根据调谐回路谐振特性建立元件参数的测量方法，电路简单，受杂散耦合小，而且测量条件和工作在高频时的电容器的实际情况相接近，故常用于测量电容器的高频参数