§1-3 电容器
很多电子产品中，电容器都是必不可少的电子元器件，它是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时等。
一、电容器与电容量 1．电容器
电容器就是储存电荷的容器。在两个导体之间隔以绝缘物即可构成一个电容器。这两个导体叫做电容器的极板，而中间的绝缘物称为介质。电容器的图形符号为“ ”，文字符号为“C”。
2．电容量
为了衡量电容器储存电荷本领的大小，引入电容量这一物理量，其定义为：电容器任一极板上所储存的电荷量Q与两极板间电压U的比值，叫做电容器的电容量，用符号“C”表示。即：
C=
q U（1-11）
式中 q——任一极板上的电荷量，C； U——两极板间的电压，V； C——电容量，F。
在实际使用中，一般电容器的电容量都比较小，因而常用比较小的单位，如微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）。它们之间的换算关系为：
1μF =10-6 F 1nF =10-9 F 1pF =10-12 F
使电容器带电的过程称为充电，使电容器失去电荷的过程称为放电。
电容器和电容量通常都被称为电容，但两者的意义不同。前者表示元件的名称，后者表示物理量的名称。电容器制造好以后，电容量就是一个定值。但不只是成品电容器中才有电容量，实际上任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体之间都存在有一定的电容量。
二、电容器的种类和额定值
1．电容器的种类
电容的种类有很多，从原理上可以分为：无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等；从材料上可以分为：CBB电容（聚乙烯），涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容、钽电容等；从容量是否可调可以分为：固定电容器、可变电容器、微调电容器等。常用的几种电容器如图1-17所示。
图1-17 常用的几种电容器
2. 电容器的主要性能指标
电容器的性能指标有标称容量、允许误差、额定工作电压、介质损耗和稳定性等。其中最主要的指标是电容量、允许误差和额定工作电压，一般都直接标在成品电容器的外壳上，常称为电容器的标称值。它是人们合理使用电容器的依据。 （1）额定工作电压。电容器的工作电压习惯称为“耐压值”，它是指电容器在线路中能够长期安全工作所能承受的最高直流电压。如果在交流电路中，要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。电容器常用的耐压有4.3V、10V、16V、25V。
（2）标称容量和允许误差。为了生产和选用的方便，国家规定了各种电容器的电容量的一系列标准值，称为标称容量，也就是在电容器上所标出的容量。
实际生产的电容器的电容量和标称的电容量之间总是会有误差的。根据不同的允许误差范围，规定电容器的精度等级。电容器的电容量允许误差等级为五个等级：00级表示允许误差±1％；0级表示允许误差±2％；Ⅰ级表示允许误差±5％；Ⅱ级表示允许误差±10％；Ⅲ级表示允许误差±20％。
3. 电容器的识别与检测
（1）电容器的识别。直标法：在电容器体上直接标出容量、单位、允许偏差。如470μF。
文字符号法：用文字符号与数字有规律的组合来表示容量。如：6P8表示6.8pF，4μ7表示4.7μF，1n表示1000pF，104表示100000pF即0.1μF。
色标法：用色环或色点表示容量，一般以皮法（pF）为单位，与电阻色环规则相同。
（2）电容器的检测。固定电容器（10pF以下的小电容）的检测：因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。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。
固定电容器（大于10pF）的检测：用万用表的R×10k挡检测其是否有充电现象，根据充电现象判断电容器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。
电解电容器的检测：将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极（1μF～47μF间的电容，可用R×1k挡测量，大于47μF的电容可用R×100挡测量），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kΩ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。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. 电容器的选用
在实际选用电容器时，应考虑以下几方面的问题：
（1）电容器在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。在滤波电路中，
电容器的耐压值不要小于交流有效值的1.42倍。使用电解电容的时候，还要注意正、负极不要接反。
（2）不同电路应该选用不同种类的电容器。揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容器；隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容器；滤波可以选用电解电容；旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容器。
（3）电容器在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象，并且核对它的电容值。安装的时候，要使电容器的类别、容量、耐压等符号容易看到，以便核实。
三、电容器的串联和并联
实际工作中经常遇到几只电容器串、并联的情况，这时与电阻一样均可将其等效为一个电容
1. 电容器的串联
将几只电容器依次连接，构成中间无分支的连接方式，称为电容器的串联，如图1-18示出了三只电容器串联的电路。其特点如下： （1）电容器串联时，各电容器上所带的电荷量相等，即：
q1= q2= q3=??= qn= q
（1-12）
（2）电容器串联时，电路两端的总电压等于各电容器两端的电压之和，即：
u= u1+u2+ u3+??+un （1-13）
图1-18 电容器串联电路
(3) 电容器串联时，电路的总电容量（即等效电容）的倒数，等于各串联
电容器电容量的倒数之和，即：
11111 = ++ +??+
C1C2CCnC3（1-14）
由上可知：电容器串联时的等效电容减小了，若串联数越多，等效电容量则越小。电容器串联使用时，每一只电容器实际承受的电压是不同的，由C=得，电容器容量越大，其两端实际承受的电压就越小。
2. 电容器的并联
将两只或两只以上的电容器连接在电路中相同的两点之间的连接方式，称为电容器的并联。如图1-19所示出了三只电容器的并联电路。其特点如下：
q可U
图1-19 电容器串联电路
（1）电容器并联时，每只电容器两端所承受的电压相同，并等于电源电压，即：
u1=u2=u3=??=un =u （1-15）
（2）电容器并联时，电路的总电容量（即等效电容量）等于各电容器的电容量之和，即：
C= C1+C2+ C3+?+Cn （1-16）
（3）电容器并联时，等效电容器所储存的电荷量等于各电容器所储存的电荷量之和，即：
q= q1+q2+ q3+?+qn （1-17）
由上可知：电容器并联时的等效电容增大了，若并联数越多，等效电容量则越大。电容器并联使用时，每一只电容器实际承受的电压是相同的，使用时应注意。
