电容器的识别分类与测量讲解.docx

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电容器的识别分类与测量讲解

 电容器的识别与检测

1. 简介 

电容器是两金属板之间存在绝缘介质的一种电路元件。

其单位为法拉，符号为F。

电容器利用二个导体之间的电场来储存能量，二导体所带的电荷大小相等，但符号相反。

电容器包括二个电极，二个电极储存的电荷大小相等，符号相反。

电极本身是导体，二个电极之间由称为绝缘体（或称为介电质）Dielectric，绝缘金属隔开。

这种金属片通常用的是铝片或是铝箔，若用氧化铝来做介质的就是电解电容器。

普通用在电容器的介质是空气、云母、纸、油。

电荷会储存在电极表面，靠近介电质的部份。

由于二个电极储存的电荷大小相等，符号相反，因此电容器中始终保持为电中性。

1.1 电容器型号命名 

1.1.1型号标示 

国产电容器的型号一般由四部分组成（不适用于压敏、可变、真空电容器）。

依次分别代表名称、材料、分类和序号。

第一部分：

名称，用字母表示，电容器用C。

 第二部分：

材料，用字母表示。

第三部分：

分类，一般用数字表示，个别用字母表示。

 第四部分：

序号，用数字表示。

用字母表示产品的材料：

A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金电解、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介 

国外电容器的型号命名方法 

     国外电容器的型号命名由六部分组成.      第一部分用字母表示电容器的类型。

      第二部分用数字表示外形结构。

      第三部分用字母表示温度特性。

      第四部分用字母或数字表示耐压值。

      第五部分用数字表示标称容量。

      第六部分用字母表示允许偏差。

1.1.2容量标示 

1）直标法 

用数字和单位符号直接标出。

如1uF表示1微法，有些电容用“R”表示小数点，如R56表示0.56微法。

2）文字符号法 

用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。

如p10表示0.1pF、1p0表示1pF、6P8表示6.8pF、2u2表示2.2uF. 

3）色标法 

用色环或色点表示电容器的主要参数。

电容器的色标法与电阻相同。

电容器偏差标志符号：

+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、+50%-20%--S、+80%-20%--Z 

表：

采用色标法电容器的各色环代表的含义

a、色标电容也分4环和5环：

第1、2、（3）环是有效数，第3（4）环倍率，第4（5）环是误差，距4（5）环较远的5（6）环是耐压；

b、一道色环的宽度是标准宽度的2～3倍，表示是相同颜色的2或3

道环。

例：

红红橙22000pF

4）数学计数法：

如上图瓷介电容，标值272，容量就是：

27X100pf=2700pf.如果标值473，即为47X1000pf=47000pf（后面的2、3，都表示10的多少次方）。

又如：

332=33X100pf=3300pf。

5）贴片电容器

a、贴片电容器的容量代码由3位数字组成，单位为pF；

b、贴片钽电解电容器通常用四色环标注，前三环表示容量，第四环表示耐压。

c、有一种贴片电容器容量由字母＋数字表示，字母表示有效数，数字表示0的个数，单位pF。

例：

B3表示：

1100pF

A:

1B:

1.1C:

1.2D:

1.3E1.5F:

1.6G:

1.8H:

2.0………

1.1.3 分类 

根据《2013-2017年 中国电容器行业市场前瞻与数据挖掘分析报告》分析统计，电容器主要分为以下10类：

1．按照结构分三大类：

固定电容器、可变电容器和微调电容器。

2．按电解质分类：

有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。

 电热电容器

3、按用途分有：

高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。

4．按制造材料的不同可以分为：

瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容，还有先进的聚丙烯电容等等 

5．高频旁路：

陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。

6．低频旁路：

纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。

7、滤波：

铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。

8．调谐：

陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。

9．低耦合：

纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。

 10．小型电容：

金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。

1.1.4 充放电原理 

当电容器接通电源以后,在电场力的作用下,与电源正极相接电容器极板的自由电子将经过电源移到与电源负极相接的极板下,正极由于失去负电荷而带正电,负极由于获得负电荷而带负电,正,负极板所带电荷大小相等,符号相反.电荷定向移动形成电流,由于同性电荷的排斥作用,所以开始电流最大,以后逐渐减小,在电荷移动过程中,电容器极板储存的电荷不断增加,电容器两极板间电压 Uc等于电源电压U时电荷停止移动,电流I=0,开关闭合,通过导线的连接作用,电容器正负极板电荷中和掉.当K闭合时,电容器C正极正电荷可以移动负极上中和掉,负极负电荷也可以移到正极中和掉,电荷逐渐减少,表现电流减小,电压也逐渐减小为零. 

1.1.5 应用 

1）能量储存 

当电容器和其充电线路分离后，电容器会储存能量，因此可作为电池，提供短时间的电力。

电容器常用在配合电池使用的电子设备中，在更换电池时提供电力，避免储存的资料因没有电力而消失。

电容器也常用在电源供应器中，可缓和全桥或半桥整流器的输出。

电容器也可用在电容泵浦（charge pump）电路中，储存能量，以产生比输入电压更高的电压。

在许多的电子设备及较大的电力系统〔如工厂〕中，为了提供信号电路或控制电路一个“干净的”的电源，常将电容器和电源电路并联。

如音响系统会用数个电容去除由电源线上传来60Hz的讯号。

电容可储存直流的电源，同时使电源电路产生的交流电流一个旁路的路径。

在车用音响系统中，就常使用电容器来补偿蓄电池瞬时输出功率的不足。

 2）功率因数更正（改善） 

电容器可使用在需要功率因数更正的场合中，在这种情形时，常常是三个电容器配合三相的负载使用。

此时电容器的单位不用法拉计算，而是使用无功功率（Reactive Power），单位为乏（VAr）。

加入电容器的目的是因抵消马达或日光灯等电感性负载的影响，使负载尽量接近电阻性负载。

VAr = V2 × 2 π f C 

上述公式中 V：

电压（V）， f：

频率（Hz）， C：

电容量（F） 

如改使用千乏（KVAr）与微法拉（μF）为单位，则公式变成：

KVAr ＝ V2 × 2 π f C × 10-6 ÷ 1000 ＝ V2 × 2 π f C × 10-9 

3）过滤、滤波 

4）信号耦合 

主条目：

电容耦合 

由于电容器阻隔直流信号通过的特性，电容器常用来过滤信号直流的部分，只留下交流的信号，称为交流耦合（有时也会用变压器来达到类似目的）。

用在交流耦合用途的电容器会有较大的电容量，其电容值不需很精确，但在信号交流成份流过时，电容需有低的感抗值。

为这种用途被设计成适合穿过一个金属控制板的电容，被称为穿心电容,在电路图上穿心电容与其他电容器的符号有细微的差别。

5）噪声过滤器、马达启动器、及减震缓冲器 

当电感有电流流过，而瞬间开关开路时，因开关无法流过电流，电感电流瞬间降到零，会在开关或继电器两端产生高电压。

若电感较大时，其能量会产生火花，使得接点氧化或熔化接合，或造成固态开关的损坏。

若在开关旁并联缓冲电容（Snubber capacitor），可以在开关开路时，提供电感电流路径通过，可以延长开关的寿命。

例如在汽车点火系统的断路器就会并联一缓冲电容。

在功率较小的系统中，产生的火花不会造成开关损坏，但产生的高电压会产生射频干扰（Radio Frequency Interference, RFI），若加装缓冲电容即可减少因开关开路带来的干扰。

缓冲电容一般会串联低阻值的电阻，可以消耗能量及降低射频干扰。

 感应马达需要一个随着时间变化其角度的旋转磁场，才能正常工作。

三相感应马达可以直接由三相电源产生旋转磁场，若是单相感应马达，则需在启动时加装一电容器，利用电容器和马达电感的相位差产生旋转磁场，使马达启动，此电容称为启动电容。

6）信号处理 

储存于电容器中的能量可用来表达信息，如电脑中的二进制形式，或开关电容电路与“水桶队列延迟线”（bucket－brigade delay lines）中的模拟形式。

电容器可被应用在模拟电路中做为积分器（integrators）或更复杂滤波器的组件，也用在负反馈环路稳定性中。

信号处理电路也用电容器对电路信号求积分（integral） 

7）调谐电 

电容器及电感器在调谐电路中用来选择固定频率范围内的信号。

例如，收音机的接收器就利用可变电容器来调整接收的频率。

8）传感器应用 

电容器的应用多半不会改变其物理结构，而是利用电容器的特性来改变电压或电流。

不过在固定电压下，若改变介电质的物理特性或电子特性，电容器也可用在传感应用上。

若使空气可以渗透到电容器的介电质中，可用电容器测量空气的湿度。

用可挠性的平板制作的电容器则可测量应力或压力。

在电容式麦克风中，电容一端可随空气压力而位移，另一端固定，则可用电容作为声音的传感器。

有些加速计使用芯片上蚀刻的微机电电容来测量加速度的方向及大小。

如此用在倾斜仪或汽车安全气囊的传感器中，测量加速度的变化。

9）脉冲功率及武器应用 

电感值低、耐高电压的大电容组 （capacitor banks） 常用来提供脉冲功率应用需要的大电流。

这类的应用包括了电磁成形 （electromagnetic forming）、Marx 脉冲发生器、脉冲激光（尤其是 TEA激光）、脉冲成形网络、雷达、核聚变研究及粒子加速器。

大型电容组被用做桥梁爆破炸药、核武器里面的起爆装置和其他特殊武器里面。

利用电容组作为电磁式装甲 （electromagnetic armor ）、动能混合型弹药（railguns）和轨道一线圈混合发射器的电源的试验性工作正在进行。

2、电容器的主要参数和标志方法

1、电容器的主要参数：

耐压、标称容量、允许误差。

（1）耐压：

电容器长期工作不被击穿所能承受的最大直流电压。

系列值（V）：

1.6、4、6.3、10、25、32、35、40、50、63、100、125、250、400、450、500、630、1000.

电容器的耐压通常在电容器表面以数字的形式标注。

注意：

电容器使用时：

电压不能超过其耐压值；滤波电路中，电容耐压值不低于交流有效值的1.42倍；电解电容，极性不能接反。

（2）标称容量:

电容器上标注的电容量值。

1F=106μF=109nF=1012ρF

±5％系列：

1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1

±10％系列：

1.01.52.02.23.34.04.75.06.06.88.2

±20%系列：

1.01.52.23.34.76.8　（电解电容）

（3）允许误差：

电容实际值与标称值之差除以标称值所得百分数。

允许误差1%±2%±5%±10%±20%

等级0102Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级

文字符号FGJKM　　

3、电容器的选用原则

3.1电容器的类型选择

电源滤波和退耦电路中选用电解电容；高频电路和高压电路中选用瓷介和云母电容；谐振电路中可选用云母、陶瓷、有机薄膜电容；用作隔直时可选用纸介、涤纶、云母、电解电容。

3.2电容器的耐压选择

电容器的额定电压应高于其实际工作电压10％~20%。

3.3电容器允许误差的选择

业余制作电路时，一般不考虑误差；用在振荡和延时电路中的电容器，允许误差应尽可能小（＜5％）；低频耦合电路中的电容器误差可以大一些（10％～20％）。

4、电容器的检测方法

4.1电解电容器的检测

内容：

容量和漏电流的检测；极性标志脱落的极性判断；

方法：

用万用表电阻档测电阻的方法估测电容器的漏电流。

具体操作：

万用表的黑表棒接电容器的“＋”端，红表棒接电容器的“－”端，表针迅速向右摆动，然后慢慢退回，待指针不动时其指示的电阻值越大表示电容器的漏电流越小；若指针根本不动，说明电容器内部已开路或电解质已干枯而失去容量。

鉴别极性：

先假定某端为“＋”，黑表棒相接，红表棒接另一端，测量其漏电阻阻值；将电容放电，调换表棒重新测量，两次测量中，漏电阻大的一次，其黑表棒接正，红表棒接负。

4.2小容量无极性电容器的测试

这类电容，无正负极，绝缘电阻很大，漏电流很小，用万用表的电阻档测量其绝缘电阻，指针的摆动范围小不易观察，用此法主要检查电容器的断路情况。

测＞300μF的电容器：

用“R×10k”档或“R×1k”档；

测0.47~10μF的电容器：

用“R×1k”档；

测0.01~0.47μF的电容器：

用“R×10k”档；

方法：

万用表两表笔分别接触电容器的两端，若表针不动，调换表笔，仍不动说明电容器断路。

＜0.01μF电容器不能用万用表判断了，只能用其他仪表（Q表）。

5、故障处理

5.1电容器的常见故障。

当发现电容器的下列情况之一时应立即切断电源。

（1）电容器外壳膨胀或漏油。

（2）套管破裂，发生闪络有为花。

（3）电容器内部声音异常。

（4）外壳温升高于55℃以上示温片脱落。

5.2电容器的故障处理

（1）当电容器爆炸着火时，就立即断开电源，并用砂子和干式灭火器灭火。

（2）当电容器的保险熔断时，应向调度汇报，待取得同意后再拉开电容器的断路器。

切断电源对其进行放电，先进行外部检查　，如套管的外部有无闪络痕迹，外壳是否变形，漏油及接地装置有无短路现象等，并摇测极间及极对地的绝缘电阻值，检查电容器组接线是否完整、牢固，是否有缺相现象，如未发现故障现象，可换好保险后投入。

如送电后保险仍熔断，则应退出故障电容器，而恢复对其余部分送电。

如果在保险熔断的同时，断路器也跳闸，此时不可强送。

须待上述检查完毕换好保险后再投入。

（3）电容器的断路器跳闸，而分路保险未断，应先对电容器放电三分钟后，再检查断路器电流互感器电力电缆及电容器外部等。

若未发现异常，则可能是由于外部故障母线电压波动所致。

经检查后，可以试投；否则，应进一步对保护全面的通电试验。

通过以上的检查、试验，若仍找不出原因，则需按制度办事，对电容器逐渐进行试验。

未查明原因之前，不得试投。

5.3处理故障电容器时的安全事项。

处理故障电容器应在断开电容器的断路器后，拉开断路器两侧的隔离开关，并对电容器组放电后进行。

电容器组经放电电阻、放电变压器或放电电压互感器放电之后，由于部分残余电荷一时放不尽，应将接地的接地端固定好，再用接地棒多次对电容器放电直至无火花及放电声为止，然后将接地卡子固定好。

由于故障电容器可能发生引线接触不良，内部断线或保险熔断等现象，因此仍可能有部分电荷未放出来，所以检修人员在接触故障电容器以前，还应戴上绝缘手套，用短路线将故障电容器的两极短接，还应单独进行放电。