电容器是一种储存电能的元件。电容器在电子电路中的使用率仅次于电阻器。
电容器分为固定式和可变式两大类。固定电容器按介质来分,有云母电容器、瓷介电容器、纸介电容器、薄膜电容器(包括塑料、涤纶等)、玻璃釉电容器、漆膜电容器和电解电容器等。可变电容器有空气可变电容器、密封可变电容器两类。半可变电容器又分为瓷介微调、塑料薄膜微调和线绕微调电容器等。
1.电容的类别和型号
在固定电容器上,一般都印有许多字母来表示它的类别、容量、耐压和允许误差。随着电子工业的迅速发展,电容的种类也越来越多,为了区别电容的类别,在电容上可用字母符号来标明,如图3.4所示。
第一部分:主称,用字母C表示电容器;
第二部分:电容器介质材料,用字母表示;
第三部分:形状结构,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。
电容类别的字母符号标志说明见表3.6,如“CZX”表示小型纸介电容器。
2.电容的主要参数
电容的主要参数是指额定工作电压、标称容量和允许误差范围、绝缘电阻值等。在实际应用时,要根据电路图的要求选用电容,则必须了解电容的主要参数。
(1)电容器的额定工作电压
电容器长期连续可靠工作时,两电极间最高承受的电压,称为电容器的额定工作电压,又称电容的耐压,其单位为伏特
(V)。固定电容器的直流额定工作电压等级为:6.3V,10V,16V,25V,32V,50V,63V,100V,160V,250V,400V等。
(2)电容器的标称容量
电容量是指电容器储存电荷的能力。常用单位:法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)。三者的关系为:1F=10的6次方μF=10的12次方pF。
标注在电容器外壳上的电容量称为标称容量。国家规定了一系列容量值作为产品标称值,如表3.7所示。
(3)电容器容量的标注方法
电容器的电容量常按下列规则标印在电容器上。
①直标法
将标称容量及偏差直接标在电容器上。直标法主要用在体积比较大的电容器上。标注的内容有多有少,标称容量、额定电压及允许偏差这3项参数一般都会标注。当然也有体积太小(如小容量瓷介电容等)的电容仅标容量一项(往往连pF单位也省略)。较齐的电容标注通常包括标称容量、额定电压、允许偏差、电容型号、商标、工作温度及制造日期等。例如,CJ3-400-0.01-Ⅱ,其意义为密封金属化纸介电容,额定直流工作电压是400伏,容量是0.01微法,误差为±10%。
②文字符号法
电容器的文字符号法与电阻器的这一方法相同。用p,n,μ,m,F这些文字符号表示电容量的单位,在文字符号前面的数字表示整数部分,文字后面的数字表示小数点后的部分。电容器的文字符号标注示例如表3.8所示。
③数码表示法
即用3位整数表示电容器的标称容量,然后用1个字母来表示允许偏差的方法。3位数字表示的标称容量单位为pF,其中第一、第二位为有效数字,第三位表示倍乘,即表示有效值后有多少个“零”,例如“103”表示10×10的3次方pF,“224”表示22×10的4次方pF。
另外,采用数码标注法的电容器,有一个特殊数字需特别注意,即第三位数字如果是“9”,则表示倍乘为10的-1次方,而不是10的9次方,例如:“229”表示22×10的负1次方pF,即2.2pF。因此,凡第三位数字为“9”的电容器,其容量必在1pF至9.9pF之间。
用大写字母来表示允许偏差的方式有2种:对称允许偏差、不对称允许偏差。例如,某高频瓷介电容器上标有“339K”,表示3.3pF±10%。
3.电容器的测量
(1)固定电容器的检测
①检测10pF以下的小电容。因10pF以下的固定电容器容量太小,用万用表只能定性地检查其是否漏电、内部短路或击穿。测量时,可选用万用表R×10k挡,用两表笔分别任意接电容的两个引脚,阻值应为无穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零,则说明电容漏电损坏或内部击穿。
②检测10pF~0.01μF固定电容器是否有充电现象,进而判断其好坏。万用表选用R×1k挡。两只三极管的β值均为100以上,且穿透电流要小。可选用3DG6等型号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接。由于复合三极管的放大作用,把被测电容的充放电过程予以放大,使万用表指针摆幅度加大,从而便于观察。应注意的是:在测试操作时,特别是在测较小容量的电容时,要反复调换被测电容引脚接触A、B两点,才能明显地看到万用表指针的摆动。
③对于0.01μF以上的固定电容,可用万用表的R×10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电,并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。
(2)电解电容器的检测
①因为电解电容的容量较一般固定电容大得多,所以,测量时,应针对不同容量选用合适的量程。根据经验,一般情况下,1~47微法间的电容,可用R×1k挡测量,大于47微法的电容可用R×100挡测量。
②将万用表红表笔接负极,黑表笔接正极,在刚接触的瞬间,万用表指针即向右偏转较大偏度(对于同一电阻挡,容量越大,摆幅越大),接着逐渐向左回转,直到停在某一位置,此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻,此值略大于反向漏电阻。实际使用经验表明,电解电容的漏电阻一般应在几百千欧以上,否则,将不能正常工作。在测试中,若正向、反向均无充电的现象,即表针不动,则说明容量消失或内部断路;如果所测阻值很小或为零,说明电容漏电大或已击穿损坏,不能再使用。
③对于正、负极标志不明的电解电容器,可利用上述测量漏电阻的方法加以判别。即先任意测一下漏电阻,记住其大小,然后交换表笔再测出一个阻值。两次测量中阻值大的那一次便是正向接法,即黑表笔接的是正极,红表笔接的是负极。
④使用万用表电阻挡,采用给电解电容进行正、反向充电的方法,根据指针向右摆动幅度的大小,可估测出电解电容的容量,如表3.9、表3.10所示。
(3)可变电容器的检测
①用手轻轻旋动转轴,应感觉十分平滑,不应感觉时松时紧甚至有卡滞现象。将载轴向前、后、上、下、左、右等各个方向推动时,转轴不应有松动的现象。
②用一只手旋动转轴,另一只手轻摸动片组的外缘,不应感觉有任何松脱现象。转轴与动片之间接触不良的可变电容器,不能再继续使用。
③将万用表置于R×10k挡,一只手将两个表笔分别接可变电容器的动片和定片的引出端,另一只手将转轴缓缓旋动几个来回,万用表指针都应在无穷大位置不动。在旋动转轴的过程中,如果指针有时指向零,则说明动片和定片之间存在短路点;如果碰到某一角度,万用表读数不为无穷大而是出现一定阻值,说明可变电容器动片与定片之间存在漏电现象。
(作者:王英 蔡耀明)