3.2 电容器的识别与检测
3.2.1 电容器的种类和参数
电容器是在两个金属电极之间夹了一层绝缘介质的器件，有两个引脚，是家用电器中广泛应用的器件之一，具有储存电荷的能力，简称为“电容”，文字符号为“C”。
（1）电容的种类 电容的种类很多，如图3-5所示，按照结构分三大类有固定电容器、可变电容器和微调电容器；按介质分类有有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等；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；按制造材料的不同可以分为瓷介电容、涤纶电容、陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、玻璃釉电容器、电解电容、钽电容、聚丙烯电容、纸介电容器、聚苯乙烯电容等，电容的电路图常用符号如图3-5的下部所示。
图3-5 电容器的种类和电路符号
（2）电容的参数 电容的参数主要有容量、误差、耐压三个，如下所示。
①容量 单位为“法”，单位符号为“F”，在实际应用中“F”的单位太大，常用“F”的百万分之一“μF”，“μF”的百万分之一“pF”为单位，在“F”和“μF”二者之间为了方便“F”的千分之一单位标称为“mF”；在“μF”和“pF”二者之间为了方便“μF”的千分之一单位标称为“nF”。1F=1000mF=1000000μF=1000000000nF=1000000000000pF，也就是1000pF=1nF，1000nF=1μF，1000μF=1mF，1000mF=1F。
电容的容量的标示与电阻的阻值一样，采用规定的递增数字表示，分为E3、E6、E12、E24 等几个系列，表示从1到10有3个、6个、12个、24个递增数字标称电阻值。
②误差 实际电容量与标称电容量的偏差称为误差，用±X%表示，允许的最大偏差范围称为电容量运行误差。精度等级与允许误差的对应关系如表3-2所示。
表3-2 精度等级与允许误差
③耐压 指电容器所能承受的最大直流电压，在此电压下电容器能长期可靠地工作，而不被击穿，单位为伏特，单位符号为“V”，其耐压程度与电容器的介质种类和厚度有关，还与使用环境温度、湿度有关。固定电容工作电压有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、250V、400V、500V、630V、1000V。
（3）参数标示方法 电容器的参数容量、误差、耐压的标示方法采用数字法和色环法。
①数字法 将容量、误差、耐压用数字标印在电容器上。大容量体积大的电容器直接标示参数，如47μF ±5% 450V AC、100n、1000p等；小容量和小体积的电容器，无法标示全部数字，和电阻一样采用三位数的简单标示方法，前两位数表示有效数字，第3位数表示乘以10的几次幂，如272 1kV标示容量为2700pF，耐压为1kV；394=390000pF=390nF=0.39μF，不标示耐压，表示为低耐压电容器。
②色环或色点法 与色环电阻一样，在电容器印上4～5道色环或色点的方式表示容量和误差，含义和读取方法与电阻器相同，只是单位不同。
3.2.2 电容器的功能和作用
电容器顾名思义，是“装电的容器”，是一种容纳电荷的器件。具有充电、放电的功能，对直流电相当于开路，对一定频率的交流电相当于通路，利用电容器该功能，在电路中一是用来整流后的滤波，将整流后的交流成分对地短路，保留直流成分；二是作为放大器干扰脉冲的退耦，防止通过电源电路干扰其他电路；三是作为两级放大之间的耦合电容，隔断直流电压，通过交流信号；四是旁路直流工作点的交流电压，防止产生交流负反馈，影响放大倍数；五是滤除不需要的高频干扰脉冲；六是作为振荡器定时电容和调谐回路谐振电容等功能。电容器在放大电路的作用如图3-3所示。滤波电容、耦合电容、退耦电容、旁路电容等低频电路多采用容量较大的电解电容器；高频电路中多采用涤纶电容、独石电容、钽电容、瓷片电容等容量精确、稳定的电容器。
3.2.3 电容器的测量与代换
（1）指针式万用表测量电容器 利用指针式万用表的电阻量程，可粗略判断电容器的好坏和容量。其测量方法与测量电阻器相同，测量电容器如图3-6所示。
图3-6 指针式万用表测量电容器
首先根据被测电容的容量正确选择电阻测量的量程，使测量时表针在电阻刻度线中部，便于观察和读取数据。根据测量经验，容量和量程选择参考表3-3所示。
表3-3 测量电容器容量与万用表电阻挡量程的选择
①测量电容漏电电阻 将红、黑表笔短接，将电阻挡调零，将红、黑表笔接电容器的两端进行测量，测量时表针由左向右摆动，如果表针摆动后返回到最左端∞的位置，说明电容器正常；如果不是返回到最左端∞的位置，说明电容器漏电，表针返回时停留的位置，就是电容器的漏电电阻。再将红、黑表笔对调，进行反相的充放电测量，可如此对调测量多次，观察充放电表针摆动情况。对于大容量的电容器，应测量一次后，将两个引脚短接进行放电，再进行相反方向的测量，测量时表针摆动后停止时，保持红、黑表笔测量状态不变，将量程转换到R×1k挡，使表针向刻度中心移动，读取更准确的漏电电阻。如果是电解电容，黑表笔接电容器的正端引线，红表笔接电容器的负端引线，测量的漏电电阻，才是其正向连接的漏电电阻。
②测量电容器容量 表针的摆动与电容量相关，表针摆动越大，其容量越大，表针摆动越小，说明电容器的容量小，但不是线性增长的。根据笔者的测量经验，由于电阻刻度线的非线性，根据电阻刻度线估测电容量读取的容量数据比较麻烦，而用10V直流电压挡观察表针摆动幅度最大值读取数据比较容易，笔者经多次测量试验，摸索出表针最大摆动时读取的电压刻度数据与容量的关系如表3-4所示。从中可以看出，1μF的电容器测量用R×1k挡，10μF的电容测量用R×100挡，电容容量增加10倍，测量挡位减小10倍，1μF及其10倍递增的电容器表针最大幅度位置均是0.9V，其他电容测量也符合这个规律，2.2μF及其10倍递增的电容器表针最大幅度位置均是1.7V，以此类推，我们可在万用表的10V直流电压刻度线的0.9V、1.7V、2.6V、3.5V、4.9V、5.6V、6.6V位置做上标记，分别为1μF、2.2μF、3.3μF、4.7μF、6.8μF、8.2μF、10μF，即可快速读出容量数据，乘以电阻测量的挡位量程倍数即可，R×100挡容量×10，R×10挡容量×100，R×1挡容量×1000。
表3-4 表针最大摆动时读取的数据与容量的关系
指针式万用表只能估测0.1μF以上的电容器容量，容量小于0.1μF的电容，测量时表针微微摆动，无法识别容量。由于测量时表针摆动较快，需要反复对调红、黑表笔进行测量和观察，直到捕捉到最大摆动位置为止，且读取的容量数值不是很准确，只能是估测其容量范围是否接近正常值。
（2）数字式万用表测量电容器 数字式万用表由于具有电容器测量项目，可准确快速测量大容量，并可测量小容量的电容器容量，非常方便。测量时用电阻挡测量漏电电阻，用电容挡测量电容容量，如图3-7所示。
图3-7 数字式万用表测量电容器
①测量电容漏电电阻 将量程选择开关置于电阻测量的20k或200k挡位，按下电源开关，将红、黑表笔接电容器的两端进行测量，测量时显示屏数据会由小到大变化，当变化停止时，再转换到2M或20M挡位，显示的数据就是其漏电电阻。如果是电解电容，红表笔接电容器的正端引线，黑表笔接电容器的负端引线，测量的漏电电阻，才是其正向连接的漏电电阻。
②测量电容器容量 将量程选择开关置于CAP/CX电容测量项目，并根据被测大容量的大小，选择2n、20n、200n、2μ、20μ中合适的量程，将被测电容插入CAP/CX插孔，按下电源开关即可测量容量，显示屏显示的数据即为电容器的容量，读取时应注意其容量单位。如果显示1，表示量程选择过低，应选择更大的量程进行测量。注意：该数字万用表最大可测量20μF的大容量，大于20μF时显示数据为1。
（3）电容器的串并联
①电容串联 两个以上电容头与尾相接为串联，如图3-8的CA、CB电容所示，串联后的总阻值小于其中的任何一个电容。即CAB=CACB/（CA+CB）。根据该特性，我们可用两个以上容量大的电容串联，获得需要的小容量；同时串联后的耐压高于任何一个串联电容，二者分担的电压与其容量成反比。
图3-8 电容的串并联
②电容并联 两个以上电容头与头相连接，尾与尾相连接为并联，如图3-8的CC、CD电容所示，并联后的总电容等于CC、CD容量之和。即CCD=CC+CD。根据该特性，我们可用两个以上容量小的电容并联，获得需要的大容量；并联后的耐压等于并联电容中耐压低电容的耐压值。
（4）电容器的代换 当被测电容损坏时，需要用相同容量、相同耐压、相同误差的电容更换即可，如果无相同规格电容更换，可用规格相近的电容代换，其更换、代换方法和注意事项如下。
①普通电容器代换 电容损坏，不同的电路和功能，应使用不同种类的电容器，更换容量、误差和耐压相同的电容。可用耐压高的同容量电容代换耐压低的电容，只要电路安装位置、空间允许即可。千万不能用耐压低的电容代换耐压高的电容，会造成代换电容的击穿损坏。使用电解电容时，要注意正负极性，在滤波电路中，电容器耐压值不要小于交流电有效值的1.4倍。
②电容器串并联代换 如果手边的电容其容量值和耐压不能满足要求时，可用容量较小的电容串联，代替容量较大的电容；也可用容量较大的电容并联代替容量较小的电容；但要保证各个串联或并联的电容上分担的电压不超过该电容的额定耐压。滤波电路和退耦电路的电容，可用容量大的电容代换，滤波效果会更好，但不宜过大，否则会造成整流电路冲击电流过大，造成元件损坏。不可用有极性的电容，代替无极性的电容，并注意电容器的温度特性。
③关键电容器代换 谐振电路和定时电路的电容要采用相同阻值、相同耐压、相同误差的电容更换，否则会影响谐振电路和定时电路的频率，造成频率改变或偏移。