电容器在电子电路中的应用

1.电容器在电子电路中的作用

电容器是电子电路中用量仅次于电阻器的元件。电容器通常简称其为电容,用字母C表示。作为一种最基本的电子元件,电容器主要用于电路中的隔直通交,滤波、调谐、耦合、旁路、定时及延时等。

在直流电路中,电容器是相当于断路的。

2.电子电路中电容器的种类

电子电路中电容器的种类很多,见表4-22,常用电容器如图4-35所示。

表4-22 电容器的种类

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图4-35 常用电容器

下面介绍几种最常用的电容器。

(1)铝电解电容器

铝电解电容器是由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,插入一片弯曲的铝带做正极而制成。电解电容器的内部有存储电荷的电解质材料,分正、负极性。电解电容器属于有极性元件,在电路中正、负极不允许反接,否则容易击穿损坏,如图4-36所示。

图4-36 铝电解电容器

(2)陶瓷电容器

陶瓷电容器就是用陶瓷作为电介质,在陶瓷基体两面喷涂银层,然后经低温烧成银质薄膜作极板而制成。它的外形以片式居多,也有管形、圆形等形状,如图4-37所示。

图4-37 陶瓷电容器

(3)薄膜电容器

薄膜电容器是以金属箔为电极,将其与聚乙酯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜从两端重叠后,卷绕成圆筒状而构成。依塑料薄膜的种类分为聚乙酯电容、聚丙烯电容、聚苯乙烯电容和聚碳酸酯电容,如图4-38所示。

图4-38 薄膜电容器

薄膜电容器主要应用于电子、家电、通信、电力、电气化铁路、混合动力汽车、风力发电、太阳能发电等多个行业。

3.电容器的主要参数

电容器的参数比较多,这里介绍几种常用的参数及含义,见表4-23。

表4-23 电容器的参数及含义

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电容器的容量标注法

电容器的容量标注法有直标法、数字表示法、数字字母法和色标法4种。

(1)直标法

将标称容量及偏差直接标在电容体上。大多数电解电容器的容量标注都是采用这种表示法,许多瓷片电容、涤纶电容也是采用这种表示法。如6800pF±10%,若是零点零几,常把整数位的“0”省去。如“.01μF”表示0.01μF。

(2)数字法

数字表示法是只标数字不标单位的直接表示法。常用的有3位数表示法和4位数表示法。采用此法的仅限pF和μF两种电容器。(www.xing528.com)

在3位数表示法中,用3位整数表示电容器的标称容量,再用一个字母来表示允许偏差,如图4-39所示。其中,第一、第二位为有效值数字,第三位表示倍数,即表示有效值后“0”的个数,其单位为pF。如“103”表示10×10³pF(0.01μF)。即最后位为10的指数,这和数字表示电阻值的方法是一样的。

图4-39 电容器3位数表示法

在4位数表示法中,用4位整数表示电容器的标称容量,其单位为pF。如5100pF,6800pF等。

(3)数字字母法

容量的整数部分写在容量单位标志字母的前面,容量的小数部分写在容量单位标志字母的后面。如1.5pF写成1p5。有些电容器也采用“R”表示小数点,如R47μF表示0.47μF。

(4)色标法

其标志的颜色符号的含义与电阻器采用的相同,容量单位为pF。对于立式电容器,色环顺序从上而下,沿引线方向排列。如果某个色环的宽度等于标准宽度的2或3倍,则表示相同颜色的有2个或3个色环。有时小型电解电容器的工作电压也采用色标表示,例如,6.3V用棕色、10V用红色、16V用灰色,而且应标志在引线根部。

4.电容器的连接及应用

在维修电路时,往往会遇到现有电容器的电容量或耐压不满足要求的情况,该怎么办?这就涉及电容器的正确连接的问题。

电容器的基本连接方法有串联和并联。

(1)串联电容器的应用

当电容器的电容量较大,而耐压值小于外加电压时,可采用将电容器串联的连接方法。电容值不等的电容器串联使用时,每只电容器上分配的电压与其电容成反比。所以,电容值不等的电容器串联应用时,应先通过计算,在安全可靠的情况下再串联使用。

(2)并联电容器的应用

当需要增大电容量时,可采用几个适当的电容器并联来解决。电容器并联时,每只电容器的耐压均应大于外加电压。换言之,并联电容器组的耐压值等于其中耐压值最小的哪一个电容器。若该电容器被击穿而短路,会使整个电容器组的端电压为零。

在交流电路中,在负载两端并联电容器,可提高电路的功率因数,以减小在线路中产生的热损失和电压损失,提高电路的总体效率。

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交流电动机所用的电容器

与大多数电气设备不同,交流电动机所用电容器不作为单独设备与电力系统连接,在各种情况下,电容器均与电动机感应绕组串联连接,并可能与电动机或其他设备直接接触,电动机和这些其他设备的性能对电容器的运行将产生很大的影响。交流电动机电容器如图4-40所示,对电动机电容器最大影响的因素有以下几个:

图4-40 交流电动机电容器

1)在电动机电容器与单相感应电动机的辅助绕组串联连接的地方,电容器引出端的电压在运行状态下通常高于电源电压。

2)在与电动机直接接触时,电容器不仅受到电动机振动的影响,而且还受到来自通电绕组和有功铁件产生的热量以及其他热源,如电动洗衣机的热量,导致电容器温度升高的影响。

3)大多数电容电动机(包括电容器),都是频繁地接通和断开的。在运行和起动电容器的引出端上经常发生较高的瞬态值,为了能承受这些瞬态值,应注意选择电容器的额定电压,使其不超过最高允许电压。同时,也不能超过最高允许运行温度。

应用技巧

用指针式万用表测量电容器的质量好坏,就是电容器充放电规律的应用,具体方法见表4-24和表4-25。

表4-24 指针式万用表检测无极性电容器的方法

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表4-25 指针式万用表检测有极性电容器的方法

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友情提示

在对电容器进行测试操作时,尤其是在对较小容量的电容器检测时,需要反复调换表笔(或者电容器引脚),才能看到万用表指针是否有摆动。

实际经验表明,电解电容器的漏电阻一般应在几百千欧以上,否则,该电容器不能正常工作。