電子元器件識別與檢測課程課件-電容器

1、 在我們周圍的物質(zhì)世界中，大家能看到很多容器，如糧倉、油筒、杯子等等。在無線電裝備中，卻有一種與眾不同的容器，在它內(nèi)部可儲存電荷，我們稱它為電容器。電容是電子制作中主要的元器件之一，和電阻器一樣幾乎每種電子電路中都離不開它，通常用于調(diào)諧電路、旁路電路、去藕電路、濾波電路。電容器是一種儲存電能的元件。兩塊相互平行的且互不接觸的金屬板就構(gòu)成一個最簡單的電容器。電容器應(yīng)用不同、結(jié)構(gòu)不同、材料不同，它的品種規(guī)格也是五花八門。 (a) 電容器 (b) 電解電容器 (c)電解電容器 (d) 可變電容器 (e)微調(diào)電容器 電容量電荷量電容量電荷量/電壓之比電壓之比 如果把組成電容器的金屬板兩端分別接到電池的

2、正、負(fù)極上，那么接電池正極的金屬板上的電子就會被電池的正極吸收過去而帶正電荷，接負(fù)極的金屬板就會從電池的負(fù)極得到大量電子而帶負(fù)電荷。這種現(xiàn)象就叫做電容器的“充電”。充電的時候，電路中有電流流動，當(dāng)兩塊金屬板所充的電荷而形成的電壓與電池電壓相等時，充電就停止，電路中就沒有電流，相當(dāng)于開路，這就是電容器能隔斷直流通過的道理。 如果將電容器與電池分開，用導(dǎo)線把電容器的兩端聯(lián)接起來，在剛接通一瞬間，電路中就有電流通過，隨著電流流動，兩金屬板之間的電壓就很快降低，直到兩金屬板上的正負(fù)電荷完全消失，這種現(xiàn)象叫做“放電”。 電容器型號命名法見表1.8(1) 鋁電解電容器第四部分：序號第三部分：特征分類（箔式

3、）第二部分：材料（鋁）第一部分：主稱（電容器） C D 1 1 (2) 圓片形瓷介電容器 C C 11 第四部分：序號第三部分：特征分類（圓片 ）第二部分：材料（瓷介質(zhì) ）第一部分：主稱（電容器）第一部分：主稱第二部分：材料第三部分：特征、分類第四部分：序號符號意義符號意義符號意義瓷介云母玻璃電解其他電容器C瓷介1圓片非密封箔式非密封對主稱、材料相同，僅尺寸、性能指標(biāo)略有不同，但基本不影響互使用的產(chǎn)品，給予同一序號；若尺寸性能指標(biāo)的差別明顯；影響互換使用時，則在序號后面用大寫字母作為區(qū)別代號。Y云母2管形非密封箔式非密封I玻璃釉3迭片密封燒結(jié)粉固體密封O玻璃膜4獨(dú)石密封燒結(jié)粉固體密封Z紙介5穿

4、心穿心J金屬化紙6支柱B聚苯乙烯7無極性L滌綸8高壓高壓高壓Q漆膜9特殊特殊S聚碳酸脂J金屬膜H復(fù)合介質(zhì)W微調(diào)D鋁A鉭N鈮G合金T鈦E其他 電容器的種類很多。根據(jù)制作材料制作材料來分，有鋁質(zhì)電容、鉭電容、云電容、獨(dú)石電容、滌綸電容、瓷片電容等等。根據(jù)工作電壓工作電壓來分，有低壓電容和高壓電容。根據(jù)工作頻率工作頻率來分， 有低頻電容和高頻電容。還有固定電容、可變電容、穿心電容等等，可根據(jù)工作條件與要求加以選用。 固定式有機(jī)介質(zhì)紙介普通紙介金屬化紙介有機(jī)薄膜滌綸聚碳酸酯聚苯乙烯聚四氟乙烯聚丙烯漆膜無機(jī)介質(zhì)云母陶瓷瓷片瓷管獨(dú)石玻璃玻璃膜玻璃釉獨(dú)石電解鉭電解鋁電解鈮電解可變式可變：空氣、云母、薄膜半可

5、變：瓷介、云母電解電容（鋁、鉭）電解電容（鋁、鉭）n結(jié)構(gòu)：鋁箔紙電解液結(jié)構(gòu)：鋁箔紙電解液表示方法：表示方法：CD1160V0.22 特點(diǎn)：特點(diǎn)：容量大，損耗大，容量大，損耗大， 漏電大漏電大 測量：注意方向測量：注意方向符號：符號：用途：用途：用于電路要求不太高，用于電路要求不太高， 但電容量較大的場合。但電容量較大的場合。 如電源濾波、低頻耦如電源濾波、低頻耦 合、去耦、旁路等。合、去耦、旁路等。瓷介電容器瓷介電容器 CC12-63V-200P 電路符號電路符號 I類類 COG/NPOn特點(diǎn)：低損耗電容材料、高穩(wěn)定性電容量特點(diǎn)：低損耗電容材料、高穩(wěn)定性電容量,不隨溫度、不隨溫度、電壓和時間的

6、變化而改變。電介質(zhì)特性好電壓和時間的變化而改變。電介質(zhì)特性好. II類類 X7Rn特點(diǎn)：電氣性能較穩(wěn)定，隨溫度、電壓、時間的變特點(diǎn)：電氣性能較穩(wěn)定，隨溫度、電壓、時間的變化，其特有性能變化并不顯著，屬穩(wěn)定性電容?；?，其特有性能變化并不顯著，屬穩(wěn)定性電容。nIII類類 Z5V 特點(diǎn)：具有較高的介電常數(shù)，電容量較高，低頻通特點(diǎn)：具有較高的介電常數(shù)，電容量較高，低頻通用型。用型。瓷介電容器瓷介電容器 用途：用途： I類類n用途：用于穩(wěn)定性、可靠性要求較高的高頻、特用途：用于穩(wěn)定性、可靠性要求較高的高頻、特高頻、甚高頻電路。高頻、甚高頻電路。 II類類n用途：用于隔直、耦合、旁路、濾波即可靠性要用途：

7、用于隔直、耦合、旁路、濾波即可靠性要求較高的中高頻電路。求較高的中高頻電路。 III類類n用途：廣泛用于對電容、損耗要求偏低，標(biāo)稱容用途：廣泛用于對電容、損耗要求偏低，標(biāo)稱容量要求較高的電路。量要求較高的電路。 常用固定式電容的直流工作電壓系列為：6.3V、10V、16V、25V、40V、63V、100V、160V、250V、400V。 常見的有七個等級如表1.9所示。 容許誤差2%5%10%20%+20%-30%+50%-20%+100%-10%級別0.2IIIIIIIVVVI表表1.10 1.10 固定式電容器標(biāo)稱容量系列和容許誤差固定式電容器標(biāo)稱容量系列和容許誤差系列代號E24E12E6

8、容許誤差5%（I）或（J）10%（II）或（K）20%（III）或（m）標(biāo)稱容量對應(yīng)值10,11,12,13,15,16,18,20,22,24,27,30,33,36,39,43,47,51,56,62,68,75,82,9010,12,15,18,22,27,33,39,47,56,68,8210,15,22,23,47,68 ：標(biāo)稱電容量為表中數(shù)值或表中數(shù)值再乘以10n，其中n為正整數(shù)或負(fù)整數(shù)，單位為pF。 一般用三位數(shù)字來表示容量的大小，單位為pF。前兩位為有效數(shù)字，后一位表示位率。即乘以10i，i為第三位數(shù)字，若第三位數(shù)字9，則乘10-1。如223J代表22103pF22000pF0

9、.22F，允許誤差為5%；又如479K代表4710-1pF，允許誤差為5%的電容。這種表示方法最為常見。 這種表示法與電阻器的色環(huán)表示法類似，顏色涂于電容器的一端或從頂端向引線排列。色碼一般只有三種顏色，前兩環(huán)為有效數(shù)字，第三環(huán)為位率，單位為pF。有時色環(huán)較寬，如紅紅橙，兩個紅色環(huán)涂成一個寬的，表示22000pF。 1. 諧振法諧振法（1）串聯(lián)替代法）串聯(lián)替代法測量步驟：測量步驟：將將1、2端短接，調(diào)小端短接，調(diào)小Cs為為C1，改變信號源頻率使測，改變信號源頻率使測量回路諧振，設(shè)諧振頻率為量回路諧振，設(shè)諧振頻率為f0。去掉短路線，將去掉短路線，將Cx接至接至1、2端，保持端，保持f0不變，調(diào)節(jié)

10、不變，調(diào)節(jié)Cs至至C2使測量回路重新諧振。使測量回路重新諧振。上述兩步，測量回路中的電感以及前后兩次的諧振頻上述兩步，測量回路中的電感以及前后兩次的諧振頻率未變，故率未變，故221CCCCCXX串聯(lián)替代法測電容原理圖M1234CsL信號源V（2） 并聯(lián)替代法并聯(lián)替代法測量步驟：測量步驟：不接入不接入Cx，調(diào)大，調(diào)大Cs為為C1，改變信號源頻率使測量回，改變信號源頻率使測量回路諧振，設(shè)諧振頻率為路諧振，設(shè)諧振頻率為f0。將將Cx接至接至3、4端，保持信號源頻率端，保持信號源頻率f0不變，調(diào)節(jié)不變，調(diào)節(jié)Cs至至C2使測量回路重新諧振。使測量回路重新諧振。上述兩步，測量回路中的電感以及前后兩次的諧振

11、頻上述兩步，測量回路中的電感以及前后兩次的諧振頻率未變，故率未變，故C1=C2+CxCx=C1C22、 電橋法電橋法n原理：原理：電橋平衡條件電橋平衡條件n平衡電橋分類：平衡電橋分類：直流電橋和交流電橋。直流電橋和交流電橋。n特點(diǎn)：特點(diǎn)：工作頻率較寬，測量精度較高，可達(dá)工作頻率較寬，測量精度較高，可達(dá)104，比，比較適合低頻阻抗元件的測量。較適合低頻阻抗元件的測量。交流電橋交流電橋1. 工作原理工作原理n組成：組成：橋體、電源及平衡指示器。橋體、電源及平衡指示器。n平衡條件為：平衡條件為： 即：即： x+2=1+3312xZZZZ312xZZZZ圖6.8 交流電橋PZ1Z2Z3ZxIPGn結(jié)論

12、結(jié)論1：要使交流電橋完全平衡，必須同時滿足振幅平衡條要使交流電橋完全平衡，必須同時滿足振幅平衡條件和相位平衡條件。所以相鄰兩橋臂為純電阻時，另兩個橋臂件和相位平衡條件。所以相鄰兩橋臂為純電阻時，另兩個橋臂應(yīng)呈現(xiàn)同性電抗；相對橋臂為純電阻時，另一相對橋臂應(yīng)呈現(xiàn)應(yīng)呈現(xiàn)同性電抗；相對橋臂為純電阻時，另一相對橋臂應(yīng)呈現(xiàn)異性電抗；兩個橋臂由純電阻構(gòu)成時，呈現(xiàn)電抗特性的橋臂須異性電抗；兩個橋臂由純電阻構(gòu)成時，呈現(xiàn)電抗特性的橋臂須由標(biāo)準(zhǔn)可調(diào)電阻和電抗件構(gòu)成，該電抗件一般選用標(biāo)準(zhǔn)可調(diào)電由標(biāo)準(zhǔn)可調(diào)電阻和電抗件構(gòu)成，該電抗件一般選用標(biāo)準(zhǔn)可調(diào)電容。設(shè)容。設(shè)Z1、Z2為純電阻為純電阻R1、R2時，滿足關(guān)系：時，滿足關(guān)

13、系：n分類：分類：臂比電橋（相鄰橋臂為純電阻，適合測量電容），臂臂比電橋（相鄰橋臂為純電阻，適合測量電容），臂乘電橋（相對橋臂為純電阻，適合測量電感）。乘電橋（相對橋臂為純電阻，適合測量電感）。 321xZRRZ231xZRRZn結(jié)論結(jié)論2：交流電橋的電源必須為純正弦波交流電源；交流電橋的電源必須為純正弦波交流電源；否則，會使電橋產(chǎn)生假平衡，從而產(chǎn)生很大誤差。為否則，會使電橋產(chǎn)生假平衡，從而產(chǎn)生很大誤差。為了提高測量精確度，了提高測量精確度，IP要經(jīng)過選頻放大器放大、檢波器要經(jīng)過選頻放大器放大、檢波器檢波后送入檢流計。為了減小雜散耦合的影響，電橋檢波后送入檢流計。為了減小雜散耦合的影響，電橋各

14、部分之間要良好屏蔽。即使采取以上措施，交流電各部分之間要良好屏蔽。即使采取以上措施，交流電橋也僅適合在音頻或低射頻段使用；否則，由于高頻橋也僅適合在音頻或低射頻段使用；否則，由于高頻段所用的高頻電源本身也是干擾源，而且高頻段要求段所用的高頻電源本身也是干擾源，而且高頻段要求的屏蔽效果難以達(dá)到，所以交流電橋不適合在高頻段的屏蔽效果難以達(dá)到，所以交流電橋不適合在高頻段測量。測量。 人體電阻并在電容的兩端，引起測量誤差。 1、 固定電容器的檢測固定電容器的檢測 檢測10pF以下的小容量電容器 因為這些電容器的容量太小，用萬用表的R10k檔，只能檢測它的漏電情況和有無短路。萬用表指示為無窮大時才正常，

15、如果指示值不是無窮大，則說明該電容器有漏電情況，如果指示值為零，則該電容器已經(jīng)擊穿短路。 10Pf0.01F的電容器 將萬用表置于Rl0k檔，測一下電容器兩引腳間的電阻值，如果沒有漏電和短路情況，可以測一下它的充放電情況，由于電容量還比較小，直接用萬用表R10k檔不易看清萬用表指針的擺動情況，可用圖1所示電路來測它的大概容量。 測10Pf0.01F的電容器圖中C為待測電容VT1及VT2為兩只NPN型晶體管。由于復(fù)合晶體管的放大作用，使電容器充、放電流變大。測量時反復(fù)調(diào)換表筆，可觀察萬用表指針的擺動幅度，擺動幅度越大，說明電容量越大。 . 檢測檢測0.01F以上的電容器以上的電容器 由于電容量較

16、大，由于電容量較大，充、放電流也較大，可用萬用表歐姆檔直接觀察充、充、放電流也較大，可用萬用表歐姆檔直接觀察充、放電流的大小，從而估計它的質(zhì)量和容量。將萬用放電流的大小，從而估計它的質(zhì)量和容量。將萬用表置于表置于R10k檔，測電容器兩引腳的阻值，如果電檔，測電容器兩引腳的阻值，如果電容器沒有漏電和短路情況，可以反復(fù)調(diào)換表筆測電容器沒有漏電和短路情況，可以反復(fù)調(diào)換表筆測電容器的阻值。若萬用表指針向右擺到一定角度后停容器的阻值。若萬用表指針向右擺到一定角度后停止，然后指針向左擺，并能回到無窮大刻度點(diǎn)，說止，然后指針向左擺，并能回到無窮大刻度點(diǎn)，說明該電容器充放電情況良好，并且沒有漏電情況，明該電容

17、器充放電情況良好，并且沒有漏電情況，根據(jù)擺動角度大小可估計該電容器容量的大小。根據(jù)擺動角度大小可估計該電容器容量的大小。 2 2、電解電容器的質(zhì)量檢測、電解電容器的質(zhì)量檢測 電解電容器的容量大，兩引出線有極性之分，長腳為正極，短腳為負(fù)極,如圖1.2。在電路中，電容器的正極接電位較高的點(diǎn)，負(fù)極接電位較低的點(diǎn)，極性接錯了，電容器有擊穿爆裂的危險。外殼上，用“+”或“-”號分別表示正極或負(fù)極，靠近“+”號的那一條引線就是正極，另外的一條引線就是負(fù)極。 檢測時，一般萬用表的歐姆檔（R1K），紅表筆接電容負(fù)極，黑表筆接電容正極，迅速觀察萬用表指針偏轉(zhuǎn)狀況，測量時首先表針向右偏轉(zhuǎn)，然后表針慢慢的向左回疊，并穩(wěn)定在某一數(shù)值上。表針穩(wěn)定后得到阻值是幾百千歐以上，則被測的電容器就是好的。測量電解電容器的絕緣阻值,如果測量時，萬用表的指針沒有向右偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，則說明該電容器的電解液已干涸不能使用了。如果測量時，萬用表的指針有向右偏轉(zhuǎn)到很小的數(shù)字，甚至為“0”，且指針沒有回疊的現(xiàn)象，則說明該電容器已被擊穿不能使用了。如果測量時，萬用表的指針向右偏轉(zhuǎn)，然后指針慢慢回疊，但最后穩(wěn)定的數(shù)字在幾百千歐以下，則說明電容器有漏電現(xiàn)象發(fā)生，一般也不能使用了。 可變電容器分為單連電