2.2 电容类基本元件
电容类基本元件包括固定电容器、一般介质电容器、涤纶电容器、钽电容器、贴片电容器、电解电容器、可变电容器等,主要分为无极性与有极性两大类。
2.2.1 无极性电容器
常见的固定无极性电容器按介质不同分类,有纸介电容器、油浸纸介密封电容器、金属化纸介电容器、云母电容器、有机介质薄膜电容器、玻璃釉电容器、陶瓷电容器等。
(1)在电路中的作用 固定无极性电容器在不同的电路中所起的作用是不一样的,由于电容器具有隔离直流电流而可以使交流信号顺利通过的功能,故其在电路中通常主要作为旁路电容、交流信号耦合电容、隔离直流电容、振荡电容、谐振电容、抗干扰电容等。
(2)外形与电路图形符号 见表2-6与表2-7。
表2-6 无极性电容器的外形
表2-7 电容器的电路图形符号
2.2.2 有极性电容器
固定有极性电容器是指其引脚有正、负极之分的一种电容器。由于此类电容器的两条引线分别引自电容器的正极和负极,因此在电路中不能接错。在电路中多作为滤波电容使用。表2-8中示出了几种有极性电容器的外形。这类电容器的电路图形符号见表2-7。
表2-8 有极性电容器的外形
2.2.3 可变电容器
可变电容器又称可调电容器,是一种电容量可以调整而发生变化的电容器,可分为可变电容器和半可变(微调)电容器。在电路中往往用于振荡电路。表2-9示出了几种可调电容器的外形。这类电容器的电路图形符号见表2-7。
表2-9 几种可调电容器的外形
2.2.4 电容器标称容量及其换算关系
电容器储存电荷的能力,用电容量表示。电容量与极板面积和介质材料有关。其基本单位是法拉,用F表示;在实际使用中,经常用F的百万分之一作单位,即微法,用μF表示,在电路图上,一般只写一个“μ”;在实际使用中,有时也用μF的百万分之一作单位,即皮法,用pF表示,在电路图上,一般只写一个“p”。它们之间的换算关系为:
1F=106μF=1012pF 1μF=10-6F=106pF
在一些进口电容器上还用mF及nF作单位,欧洲有些国家将电容器的单位用千兆微微法缩写成一个“G”(注意这里的G与国际单位制中词头G代表的109是不同的)。这些单位之间的关系为:
1G=10-3F=103μF=109pF=106nF 1mF(毫法)=10-3F=1000μF
1nF=10-9F=10-3μF=103pF=10-6G
一只100pF的电容,加到10V电源上,两极板充的电荷与极板间电压成正比:
Q=CU=100×10-12×10=10-9C(库仑)
式中,Q为极板上所充得的电荷;C为电容器的电容量;U为极板上所加的电压。
2.2.5 电容器的检测
无极性电容器与有极性电容器均可采用万用表检测其好坏。
(1)指针式万用表检测电容器 如图2-2(a)所示,用万用表检测固定电容器时,将万用表两表笔连接在电容器两端,表2-10列出了采用MF-500型万用表检测各种电容器时正常的充放电阻值,供判断电容器好坏时参考。对于电解电容器,以黑表笔接正极、红表笔接负极测量值为准。测量电解电容器时应先放电再测量。
表2-10 各种固定电容器好坏估测参考值
如图2-2(b)所示,采用万用表检测电解电容器时,应根据被测电容的容量来选择适当的量程。一般有如表2-11所列的规律。
表2-11 根据被测电容的容量选择适当的量程
利用万用表内部电池给电容进行正、反向充电,通过观察万用表指针向右摆动幅度的大小,即可估测出电容器的容量。电容器的电容量越大,充电电流越大,指针摆幅也越大。根据检测到的电容值大小,就可以判断所测电解电容器的好坏。如果检测到的正、反向电阻均为零或均为∞,说明该电解电容器损坏。
(2)数字式万用表检测电容器
DT-890D型数字式万用表测量电容的测量范围为1pF~20μF。测量时无须考虑电容的极性及电容充放电等情况。
测量时,先选好量程,将电容的两引脚插入标有Cx处的两插孔中(不用表笔),就可在显示屏上读出该电容的容量数值和单位。图2-2(c)所示为电容器出现断路、漏电和短路故障时,数字式万用表的显示情况。
图2-2 电容器的检测