電容器基本知識

、電容器的定義電容器，簡稱電容，顧名思義，是'裝電的容器”，是一種容納電荷的器件。英文名稱：capacitor。一些常用的電容器如圖所示，用字母C表示。電容是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一，廣泛應(yīng)用于隔直，耦合，旁路，濾波，調(diào)諧回路，能量轉(zhuǎn)換，控制電路等方面。電容器五大參數(shù)(C、tg6、IL、U、Z)的定義：1、 電容量(C)：指電容器貯存電荷的容量，每升高1伏電壓電容器兩極電荷的增量。單位》F2、 損耗角正切值(tg6):在規(guī)定頻率的正弦電壓下，所消耗的有用功率與無用功率的比值。tg6=P有/P無=l2R/l2XC=R/XC=ESR/XC=ESR/1/2nfC=2nfCESR在規(guī)定環(huán)境溫度的范圍內(nèi)，溫度與損耗成反比與頻率成正比。3、 漏電流(IL):當給電容器施加規(guī)定的直流電壓時充電電流很大然后隨時間逐漸下降至某一終值后達到較穩(wěn)定的狀態(tài)，這一終值叫漏電流。原材料的純度、氧化膜的質(zhì)量、工作電解液的成分/粘度和PH值、工作環(huán)境溫度、電容器本身的發(fā)熱程度、施加電壓的大小時間的長短、電容器貯存期限和貯存的條件都會影響到IL的大小。4、 額定電壓(UR):在規(guī)定環(huán)境溫度的范圍內(nèi)，通能連續(xù)施加到電容器上的最高直流工作電壓稱為額定電壓。單位V5、 阻抗(Z)：[impedance][im5pi:dEns]阻抗為電容器容抗、感抗、接觸電阻三者之和電阻越大，阻抗就越大。(在電路中對于交流電流顯見的反抗,它類似于對直流電流的實際電阻,并且等于有效電動勢對有效電流的比值)電容器的阻抗將隨電容器損耗角正切值的增大而增大。二、電容器主要特性參數(shù)1、標稱電容量和允許偏差標稱電容量是標志在電容器上的電容量。電容器的基本單位是法拉(F),但是，這個單位太大，在實地標注中很少采用。其它單位關(guān)系如下：1F=1000mF 1mF=1000》F1》F=1000nF 1n=1000pF1F=103mF=106uF=109nF=1012pF 1A=103mA=106Ua電壓的國際單位V電流的國際單位A力的國際單位N。電容器實際電容量與標稱電容量的偏差稱誤差，在允許的偏差范圍稱精度。精度等級與允許誤差對應(yīng)關(guān)系：00(01)-±1%、0(02)-±2%、I-±5%、II-±10%、III-±20%、IV-(+20%-10%)、V-(+50%-20%)、VI-(+50%-30%)一般電容器常用I、I、I級，電解電容器用V、V、VI級，根據(jù)用途選取。2、 額定電壓在最低環(huán)境溫度和額定環(huán)境溫度下可連續(xù)加在電容器的最高直流電壓有效值，一般直接標注在電容器外殼上，如果工作電壓超過電容器的耐壓，電容器擊穿，造成不可修復的永久損壞。3、 絕緣電阻直流電壓加在電容上，并產(chǎn)生漏電電流，兩者之比稱為絕緣電阻.當電容較小時，主要取決于電容的表面狀態(tài)，容量〉0.1uf時，主要取決于介質(zhì)的性能，絕緣電阻越小越好。電容的時間常數(shù)：為恰當?shù)脑u價大容量電容的絕緣情況而引入了時間常數(shù)，他等于電容的絕緣電阻與容量的乘積。4、 損耗電容在電場作用下，在單位時間內(nèi)因發(fā)熱所消耗的能量叫做損耗。各類電容都規(guī)定了其在某頻率范圍內(nèi)的損耗允許值，電容的損耗主要由介質(zhì)損耗，電導損耗和電容所有金屬部分的電阻所引起的。在直流電場的作用下，電容器的損耗以漏導損耗的形式存在，一般較小，在交變電場的作用下，電容的損耗不僅與漏導有關(guān)，而且與周期性的極化建立過程有關(guān)。5、 頻率特性隨著頻率的上升，一般電容器的電容量呈現(xiàn)下降的規(guī)律。6、 其他特性?比容量非常高，可以獲得很大的額定電容量.具有自愈能力?工作電場強度非常高?可以獲得很大的額定電容量.具有單向?qū)щ娦?工作電壓有一定的上限值?絕緣性能較差，產(chǎn)品易老化性能的可靠性逐漸下降.tgB值較大而且溫度頻率特性差即隨溫度和頻率的變化，容量和損耗會有較大的變化。.鋁電容價格便宜。三、電容器的型號命名與標示電容器的型號命名方法國產(chǎn)電容器的型號一般由四部分組成（不適用于壓敏、可變、真空電容器）。依次分別代表名稱、材料、分類和序號。第一部分：名稱，用字母表示，電容器用Co第二部分：材料，用字母表示。第三部分：分類，一般用數(shù)字表示，個別用字母表示。第四部分：序號，用數(shù)字表示。用字母表示產(chǎn)品的材料：A-鉉電解、B-聚苯乙烯等非極性薄膜、C-高頻陶瓷、D-鋁電解、E-其它材料電解、G-合金電解、H-復合介質(zhì)、I-玻璃釉、J-金屬化紙、L-滌綸等極性有機薄膜、N-規(guī)電解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低頻陶瓷、V-云母紙、Y-云母、Z-紙介電容器容量標示1、直標法用數(shù)字和單位符號直接標出。如1uF表示1微法，有些電容用“R”表示小數(shù)點，如R56表示0.56微法。2、 文字符號法用數(shù)字和文字符號有規(guī)律的組合來表示容量。如p10表示O.1pF,1pO表示1pF,6P8表示6.8pF,2u2表示2.2uF.3、 色標法用色環(huán)或色點表示電容器的主要參數(shù)。電容器的色標法與電阻相同。電容器偏差標志符號：+1OO%-O--H、+1OO%-1O%--R、+5O%-1O%--T、+3O%-1O%--Q、+5O%-2O%--S、+8O%-2O%--Z4、 數(shù)學計數(shù)法：如上圖瓷介電容，標值272,容量就是：27X100pf=2700pf.如果標值473,即為47X1000pf=0.047uf°（后面的2、3,都表示10的多少次方）。又如：332=33X100pf=3300pfo四、電容器的分類1、按照結(jié)構(gòu)分三大類：固定電容器、可變電容器和微調(diào)電容器。2、按電解質(zhì)分類：有機介質(zhì)電容器、無機介質(zhì)電容器、電解電容器和空氣介質(zhì)電容器等。3、按用途分有：高頻旁路、低頻旁路、濾波、調(diào)諧、高頻耦合、低頻耦合、小型電容器。4、按制造材料的不同可以分為：瓷介電容、滌綸電容、電解電容、鉭電容，還有先進的聚丙烯電容等等5、高頻旁路：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器、玻璃釉電容器。6、低頻旁路：紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器。7、濾波：鋁電解電容器、紙介電容器、復合紙介電容器、液體鉭電容器。8、調(diào)諧：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、聚苯乙烯電容器。9、低耦合：紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器、固體鉭電容器。10、小型電容：金屬化紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、聚苯乙烯電容器、固體鉭電容器、玻璃釉電容器、金屬化滌綸電容器、聚丙烯電容器、云母電容器。五、常用電容器1、鋁電解電容器用浸有糊狀電解質(zhì)的吸水紙夾在兩條鋁箔中間卷繞而成，薄的化氧化膜作介質(zhì)的電容器.因為氧化膜有單向?qū)щ娦再|(zhì),所以電解電容器具有極性.。容量大，能耐受大的脈動電流。容量誤差大，泄漏電流大；普通的不適于在高頻和低溫下應(yīng)用,不宜使用在25kHz以上頻率。低頻旁路、信號耦合、電源濾波。2、鉭電解電容器用燒結(jié)的鉭塊作正極，電解質(zhì)使用固體二氧化錳。溫度特性、頻率特性和可靠性均優(yōu)于普通電解電容器，特別是漏電流極小，貯存性良好，壽命長，容量誤差小，而且體積小，單位體積下能得到最大的電容電壓乘積。對脈動電流的耐受能力差，若損壞易呈短路狀態(tài)。超小型高可靠機件中。3、薄膜電容器結(jié)構(gòu)與紙質(zhì)電容器相似，但用聚脂、聚苯乙烯等低損耗塑材作介質(zhì)。頻率特性好，介電損耗小。不能做成大的容量，耐熱能力差。濾波器、積分、振蕩、定時電路。4、瓷介電容器穿心式或支柱式結(jié)構(gòu)瓷介電容器，它的一個電極就是安裝螺絲。引線電感極小頻率特性好，介電損耗小，有溫度補償作用。不能做成大的容量，受振動會引起容量變化。特別適于高頻旁路。5、 獨石電容器（多層陶瓷電容器）在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以電極槳材料，疊合后一次繞結(jié)成一塊不可分割的整體，外面再用樹脂包封而成小體積、大容量、高可靠和耐高溫的新型電容器，高介電常數(shù)的低頻獨石電容器也具有穩(wěn)定的性能，體積極小，Q值高，容量誤差較大，噪聲旁路、濾波器、積分、振蕩電路6、 紙介電容器一般是用兩條鋁箔作為電極，中間以厚度為0.008?0.012mm的電容器紙隔開重疊卷繞而成。制造工藝簡單，價格便宜，能得到較大的電容量一般在低頻電路內(nèi)，通常不能在高于3?4MHz的頻率上運用。油浸電容器的耐壓比普通紙質(zhì)電容器高，穩(wěn)定性也好，適用于高壓電路7、 微調(diào)電容器（半可變電容器）電容量可在某一小范圍內(nèi)調(diào)整，并可在調(diào)整后固定于某個電容值。瓷介微調(diào)電容器的Q值高，體積也小，通?？煞譃閳A管式及圓片式兩種。云母和聚苯乙烯介質(zhì)的通常都采用彈簧式東，結(jié)構(gòu)簡單，但穩(wěn)定性較差。線繞瓷介微調(diào)電容器是拆銅絲〈外電極〉來變動電容量的，故容量只能變小，不適合在需反復調(diào)試的場合使用8、陶瓷電容器用高介電常數(shù)的電容器陶瓷〈鈦酸鋇一氧化鈦〉擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質(zhì)，并用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極制成。它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。具有小的正電容溫度系數(shù)的電容器，用于高穩(wěn)定振蕩回路中，作為回路電容器及墊整電容器。低頻瓷介電容器限于在工作頻率較低的回路中作旁路或隔直流用，或?qū)Ψ€(wěn)定性和損耗要求不高的場合〈包括高頻在內(nèi)〉。這種電容器不宜使用在脈沖電路中，因為它們易于被脈沖電壓擊穿。高頻瓷介電容器適用于高頻電路9、云母電容器就結(jié)構(gòu)而言，可分為箔片式及被銀式。被銀式電極為直接在云母片上用真空蒸發(fā)法或燒滲法鍍上銀層而成，由于消除了空氣間隙，溫度系數(shù)大為下降，電容穩(wěn)定性也比箔片式高。頻率特性好，Q值高，溫度系數(shù)小，不能做成大的容量，廣泛應(yīng)用在高頻電器中，并可用作標準電容器10、玻璃釉電容器由一種濃度適于噴涂的特殊混合物噴涂成薄膜而成，介質(zhì)再以銀層電極經(jīng)燒結(jié)而成"獨石"結(jié)構(gòu)性能可與云母電容器媲美，能耐受各種氣候環(huán)境，一般可在200°C或更高溫度下工作，額定工作電壓可達500V，損耗tgBO.OOOE0.008電容器:電子設(shè)備中充當整流器的平滑濾波、電源和退耦、交流信號的旁路、交直流電路的交流耦合等的電子元件稱為電容器。電容器包括固定電容器和可變電容器兩大類，其中固定電容器又可根據(jù)所使用的介質(zhì)材料分為云母電容器、陶瓷電容器、紙/塑料薄膜電容器、電解電容器和玻璃釉電容器等；可變電容器也可以是玻璃、空氣或陶瓷介質(zhì)結(jié)構(gòu)。電容器的損耗與漏電和使用環(huán)境的溫度有極大的關(guān)系?。?！六、其他電容器知識1、固定電容器固定電容器的檢測方法A.檢測10pF以下的小電容因10pF以下的固定電容器容量太小，用萬用表進行測量，只能定性的檢查其是否有漏電，內(nèi)部短路或擊穿現(xiàn)象。測量時,可選用萬用表Rx10k擋,用兩表筆分別任意接電容的兩個引腳,阻值應(yīng)為無窮大。若測出阻值（指針向右擺動）為零,則說明電容漏電損壞或內(nèi)部擊穿。B.檢測10PF?001》F固定電容器是否有充電現(xiàn)象，進而判斷其好壞。萬用表選用Rx1k擋。兩只三極管的P值均為100以上，且穿透電流要小?？蛇x用3DG6等型號硅三極管組成復合管。萬用表的紅和黑表筆分別與復合管的發(fā)射極e和集電極c相接。由于復合三極管的放大作用，把被測電容的充放電過程予以放大,使萬用表指針擺幅度加大,從而便于觀察。應(yīng)注意的是：在測試操作時，特別是在測較小容量的電容時，要反復調(diào)換被測電容引腳接觸A、B兩點，才能明顯地看到萬用表指針的擺動。C對于001》F以上的固定電容,可用萬用表的Rx10k擋直接測試電容器有無充電過程以及有無內(nèi)部短路或漏電,并可根據(jù)指針向右擺動的幅度大小估計出電容器的容量。2、 電容器的失效模式：開路、短路、起鼓、擊穿、漏液、反極、腐蝕、電容量不良損耗不良、漏電流不良。3、 電容器各工序的工藝目的：卷繞：將陽極箔、陰極箔分別與引出條鉚接后和電解紙卷成芯包供下道工序使用。釘卷：將陽極箔陰極箔與導針刺鉚并與電解紙卷繞成合格芯子并用膠帶進行固定。浸漬：將干燥后的芯包浸漬相應(yīng)工作電壓的電解液作為實際陰極起修補氧化膜的作用。自動裝配封口：將引出條與蓋板鉚接合格后再將引條折成保適的形狀塞入鋁殼中將產(chǎn)品卷邊密封成型。手工裝配封口;將浸漬好的芯子套上橡皮頭裝入配套鋁殼中進行卷邊密封并滾塑套：將電容器上印有產(chǎn)品標識的PVC熱縮套管及絕緣墊片，使之絕緣、美觀。老煉：對電容器進行修補、完善氧化膜，改善電容器品質(zhì)，剔除廢次品。測試：測量電容器電性能三參數(shù)剔除不良品，使電容器電性能符合要求。包裝：剔除外觀不合格產(chǎn)品，將產(chǎn)品裝到小包裝盒中并貼合格證。成型：將電容器的引出線按規(guī)定加工成所需要的形狀和尺寸。4、 鋁電解電容器的組成及作用：陽極箔：作陽極經(jīng)腐蝕賦能形成氧化膜作為工作介質(zhì)陰極箔：起陰極引出作用為腐蝕箔未經(jīng)過賦能。電解液為實際陰極能提供大量02起修補氧化膜作用電解紙：貯存電解液，起隔離陽極箔與陰極箔且增加耐壓電解液：為實際陰極，起修補氧化膜的作用。引出條（引線）：起連接引出作用其中陽極引條需經(jīng)600V以上賦能蓋板（橡皮頭）：起密封安裝作用鋁墊圈（華司）：起連接引條和蓋板的作用PVC熱縮套管和絕緣墊片：起絕緣作用，同時還有標識，使外觀美觀整潔鋁殼：保護芯子，起固定作用。5、影響電容器的四大危害離子及存在：CL-:汗液、唾液、頭皮屑、裸手、各種原材料SO42-:各種物料中CU2+:各種物料、模具螺絲、鋁箔引出條Fe3+:銹斑、模具螺絲6、產(chǎn)品的主要失效模式及原因分析：a） 電容量不合格：跑箔或斷箔、鉚接不良，用錯箔片（其中C大或C小產(chǎn)品可通過測試挑出，但有些C時有時無的產(chǎn)品流入客戶手中，造成上機短路或開路,引起客戶退貨，后果嚴重。）b） tg§不合格：芯包太松，冷鉚、刺鉚質(zhì)量不好，缺引條tg6大產(chǎn)品在使用過程中會造成產(chǎn)品內(nèi)部發(fā)熱，影響產(chǎn)品使用壽命，特別對于紋波產(chǎn)品，tg6大產(chǎn)品溫升很大，甚至使電容器永久失效。）c） 漏電流不合格：主要材料純度不夠，有雜質(zhì)離子存在，如氯離子、硫酸根離子、鐵離子、銅離子等；環(huán)境濕度太高，衛(wèi)生較差。（IL大的產(chǎn)品，主要是箔片上的氧化膜沒有修好，如在使用過程中會降低產(chǎn)品壽命，甚至導致?lián)舸┗蛴谰眯該p壞。）d） 短路、擊穿：刺鉚或冷鉚質(zhì)量差，翻花未打平，毛刺較多；有鋁碎屑掉在箔片上卷入芯包；跑箔、露箔；切刀毛刺；用錯材料；預卷太短，致使芯軸處箔片夾傷。e） 漏液：（漏液產(chǎn)品發(fā)到客戶手中會早期失效，用在線