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電容器的基礎(chǔ)知識(shí)及檢測(cè)方法
一、基礎(chǔ)知識(shí)
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電容器是一種儲(chǔ)能元件，在電路中用于調(diào)諧、濾波、耦合、旁路、能量轉(zhuǎn)換和延時(shí)。電容器通常叫做電容。
按其結(jié)構(gòu)可分為固定電容器、半可變電容器、可變電容器三種。
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1． 常用電容的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
常用的電容器按其介質(zhì)材料可分為電解電容器、云母電容器、瓷介電容器、玻璃釉電容等。
表1 常用電容的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
| 電容種類 |
電 容
結(jié) 構(gòu) 和 特 點(diǎn) |
實(shí)物圖片 |
| 鋁電解電容 |
它是由鋁圓筒做負(fù)極，里面裝有液體電解質(zhì)，插入一片彎曲的鋁帶做正極制成。還需要經(jīng)過直流電壓處理，使正極片上形成一層氧化膜做介質(zhì)。它的特點(diǎn)是容量大，但是漏電大，誤差大，穩(wěn)定性差，常用作交流旁路和濾波，在要求不高時(shí)也用于信號(hào)耦合。電解電容有正、負(fù)極之分，使用時(shí)不能接反。有正負(fù)極性，使用的時(shí)候，正負(fù)極不要接反。
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紙介電容
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用兩片金屬箔做電極，夾在極薄的電容紙中，卷成圓柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金屬殼或者絕緣材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）殼中制成。它的特點(diǎn)是體積較小，容量可以做得較大。但是有固有電感和損耗都比較大，用于低頻比較合適。
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金屬化紙介電容
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結(jié)構(gòu)和紙介電容基本相同。它是在電容器紙上覆上一層金屬膜來代替金屬箔，體積小，容量較大，一般用在低頻電路中。
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油浸紙介電容
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它是把紙介電容浸在經(jīng)過特別處理的油里，能增強(qiáng)它的耐壓。它的特點(diǎn)是電容量大、耐壓高，但是體積較大。
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玻璃釉電容
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以玻璃釉作介質(zhì)，具有瓷介電容器的優(yōu)點(diǎn)，且體積更小，耐高溫。
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陶瓷電容
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用陶瓷做介質(zhì)，在陶瓷基體兩面噴涂銀層，然后燒成銀質(zhì)薄膜做極板制成。它的特點(diǎn)是體積小，耐熱性好、損耗小、絕緣電阻高，但容量小，適宜用于高頻電路。
鐵電陶瓷電容容量較大，但是損耗和溫度系數(shù)較大，適宜用于低頻電路。
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薄膜電容
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結(jié)構(gòu)和紙介電容相同，介質(zhì)是滌綸或者聚苯乙烯。滌綸薄膜電容，介電常數(shù)較高，體積小，容量大，穩(wěn)定性較好，適宜做旁路電容。
聚苯乙烯薄膜電容，介質(zhì)損耗小，絕緣電阻高，但是溫度系數(shù)大，可用于高頻電路。
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云母電容
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用金屬箔或者在云母片上噴涂銀層做電極板，極板和云母一層一層疊合后，再壓鑄在膠木粉或封固在環(huán)氧樹脂中制成。它的特點(diǎn)是介質(zhì)損耗小，絕緣電阻大、溫度系數(shù)小，適宜用于高頻電路。
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鉭、鈮電解電容
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它用金屬鉭或者鈮做正極，用稀硫酸等配液做負(fù)極，用鉭或鈮表面生成的氧化膜做介質(zhì)制成。它的特點(diǎn)是體積小、容量大、性能穩(wěn)定、壽命長、絕緣電阻大、溫度特性好。用在要求較高的設(shè)備中。
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半可變電容
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也叫做微調(diào)電容。它是由兩片或者兩組小型金屬彈片，中間夾著介質(zhì)制成。調(diào)節(jié)的時(shí)候改變兩片之間的距離或者面積。它的介質(zhì)有空氣、陶瓷、云母、薄膜等。
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可變電容
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它由一組定片和一組動(dòng)片組成，它的容量隨著動(dòng)片的轉(zhuǎn)動(dòng)可以連續(xù)改變。把兩組可變電容裝在一起同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，叫做雙連。可變電容的介質(zhì)有空氣和聚苯乙烯兩種。空氣介質(zhì)可變電容體積大，損耗小，多用在電子管收音機(jī)中。聚苯乙烯介質(zhì)可變電容做成密封式的，體積小，多用在晶體管收音機(jī)中。
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2． 主要性能指標(biāo)
標(biāo)稱容量和允許誤差：電容器儲(chǔ)存電荷的能力，常用的單位是F、uF、pF。電容器上標(biāo)有的電容數(shù)是電容器的標(biāo)稱容量。電容器的標(biāo)稱容量和它的實(shí)際容量會(huì)有誤差。常用固定電容允許誤差的等級(jí)見表2。常用固定電容的標(biāo)稱容量系列見表3。一般，電容器上都直接寫出其容量，也有用數(shù)字來標(biāo)志容量的，通常在容量小于10000pF的時(shí)候，用pF做單位，大于10000pF的時(shí)候，用uF做單位。為了簡(jiǎn)便起見，大于100pF而小于1uF的電容常常不注單位。沒有小數(shù)點(diǎn)的，它的單位是pF，有小數(shù)點(diǎn)的，它的單位是uF。如有的電容上標(biāo)有“332”（3300pF）三位有效數(shù)字，左起兩位給出電容量的第一、二位數(shù)字，而第三位數(shù)字則表示在后加0的個(gè)數(shù)，單位是pF。
額定工作電壓：在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，電容長期可靠地工作，它能承受的最大直流電壓，就是電容的耐壓，也叫做電容的直流工作電壓。如果在交流電路中，要注意所加的交流電壓最大值不能超過電容的直流工作電壓值。常用的固定電容工作電壓有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V、1000V。
表2
常用固定電容允許誤差的等
| 允許誤差 |
±2%
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±5%
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±10%
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±20%
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(+20% -30%)
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(+50% -20%)
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(+100%-10%)
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| 級(jí) 別 |
02
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Ⅰ
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Ⅱ
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Ⅲ
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Ⅳ
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Ⅴ
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Ⅵ
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表3
常用固定電容的標(biāo)稱容量系列
| 電容類別 |
允許誤差 |
容量范圍 |
標(biāo) 稱
容 量 系 列 |
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紙介電容、金屬化紙介電容、紙膜復(fù)合介質(zhì)電容、低頻（有極性）有機(jī)薄膜介質(zhì)電容
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5%
±10%
±20%
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100pF-1uF
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1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8
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1uF-100uF
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1 2 4 6 8 10 15 20 30
50 60 80 100
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高頻（無極性）有機(jī)薄膜介質(zhì)電容、瓷介電容、玻璃釉電容、云母電容
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5%
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1pF-1uF
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1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0
2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3
4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1
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10%
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1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7
3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2
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20%
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1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8
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鋁、鉭、鈮、鈦電解電容
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10%
±20%
+50/-20%
+100/-10%
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1uF-1000000uF
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1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8
(容量單位uF)
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絕緣電阻：由于電容兩極之間的介質(zhì)不是絕對(duì)的絕緣體，它的電阻不是無限大，而是一個(gè)有限的數(shù)值，一般在1000兆歐以上，電容兩極之間的電阻叫做絕緣電阻，或者叫做漏電電阻，大小是額定工作電壓下的直流電壓與通過電容的漏電流的比值。漏電電阻越小，漏電越嚴(yán)重。電容漏電會(huì)引起能量損耗，這種損耗不僅影響電容的壽命，而且會(huì)影響電路的工作。因此，漏電電阻越大越好。
介質(zhì)損耗：電容器在電場(chǎng)作用下消耗的能量，通常用損耗功率和電容器的無功功率之比，即損耗角的正切值表示。損耗角越大，電容器的損耗越大，損耗角大的電容不適于高頻情況下工作。
表4 常用電容的幾項(xiàng)特性
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電容種類
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容量范圍
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直流工作電壓（
V）
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運(yùn)用頻率（MHz）
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準(zhǔn)確度
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漏電電阻（>MΩ）
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中小型紙介電容
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470pF-0.22uF
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63-630
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8以下
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-Ⅲ
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>5000
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金屬殼密封紙介電容
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0.01uF-10uF
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250-1600
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直流，脈動(dòng)直流
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Ⅰ>-Ⅲ
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>1000-5000
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中小型金屬化紙介電容
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0.01uF-0.22uF
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160、250、400
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8以下
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Ⅰ>-Ⅲ
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>2000
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金屬殼密封金屬化紙介電容
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0.22uF-30uF
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160-1600
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直流，脈動(dòng)電流
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Ⅰ>-Ⅲ
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>30-5000
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薄膜電容
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3pF-0.1uF
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63-500
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高頻、低頻
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Ⅰ>-Ⅲ
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>10000
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云母電容
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10pF-0.51uF
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100-7000
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75-250以下
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02-Ⅲ
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>10000
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瓷介電容
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1pF-0.1uF
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63-630
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低頻、高頻
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02-Ⅲ
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>10000
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鋁電解電容
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1uF-10000uF
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4-500
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直流，脈動(dòng)直流
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ⅣⅤ
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鉭、鈮電解電容
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0.47uF-1000uF
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6.3-160
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直流，脈動(dòng)直流
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ⅢⅣ
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瓷介微調(diào)電容
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2/7pF-7/25pF
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250-500
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高頻
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>1000-10000
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可變電容
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7pF-1100pF
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100以上
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低頻，高頻
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>500
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3．命名方法
根據(jù)部頒標(biāo)準(zhǔn)（SJ-73）規(guī)定，電容器的命名由下列四部分組成：第一部分（主稱）；第二部分：（材料）；第三部分（分類特征）；第四部分（序號(hào)）。它們的型號(hào)及意義見下表。
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第一部分
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第二部分
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第三部分
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第四部分
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用字母表示主稱
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用字母表示材料
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用數(shù)字或字母表示特征
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序號(hào)
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符號(hào)
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意義
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符號(hào)
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意義
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符號(hào)
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意義
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C
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電容器
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C
I
O
Y
V
Z
J
B
F
L
S
Q
H
D
A
G
N
T
M
E
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瓷介
玻璃釉
玻璃膜
云母
云母紙
紙介
金屬化紙
聚苯乙烯
聚四氟乙烯
滌綸
聚碳酸酯
漆膜
紙膜復(fù)合
鋁電解
鉭電解
金屬電解
鈮電解
鈦電解
壓敏
其他材料
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T
W
J
X
S
D
M
Y
C
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鐵電
微調(diào)
金屬化
小型
獨(dú)石
低壓
密封
高壓
穿心式
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包括：
品種、尺寸、代號(hào)、溫度特性、直流工作電壓、標(biāo)稱值、允許誤差、標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。
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表6 第三部分是數(shù)字時(shí)所代表的意義：
| 符號(hào) |
特征（型號(hào)的第三部分）的意義 |
| （數(shù)字） |
瓷介電容器 |
去母電容器 |
有機(jī)電容器 |
電解電容器 |
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1
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圓片 |
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非密封 |
箔式 |
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2
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管型 |
非密封 |
非密封 |
箔式 |
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3
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迭片 |
密封 |
密封 |
燒結(jié)粉液體 |
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4
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獨(dú)石 |
密封 |
密封 |
燒結(jié)粉固體 |
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5
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穿心 |
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穿心 |
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6
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7
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無極性 |
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8
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高壓 |
高壓 |
高壓 |
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9
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特殊 |
特殊 |
4．選用常識(shí)
電容在電路中實(shí)際要承受的電壓不能超過它的耐壓值。在濾波電路中，電容的耐壓值不要小于交流有效值的1.42倍。使用電解電容的時(shí)候，還要注意正負(fù)極不要接反。
不同電路應(yīng)該選用不同種類的電容。揩振回路可以選用云母、高頻陶瓷電容，隔直流可以選用紙介、滌綸、云母、電解、陶瓷等電容，濾波可以選用電解電容，旁路可以選用滌綸、紙介、陶瓷、電解等電容。
電容在裝入電路前要檢查它有沒有短路、斷路和漏電等現(xiàn)象，并且核對(duì)它的電容值。安裝的時(shí)候，要使電容的類別、容量、耐壓等符號(hào)容易看到，以便核實(shí)。
二、電容器檢測(cè)的一般方法
1.固定電容器的檢測(cè).
A檢測(cè)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(jìn)行測(cè)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(cè)量時(shí)，可選用萬用表R×10k擋，用兩表筆分別任意接電容的兩個(gè)引腳，阻值應(yīng)為無窮大。若測(cè)出阻值(指針向右擺動(dòng))為零，則說明電容漏電損壞或內(nèi)部擊穿。
B檢測(cè)10PF～001μF固定電容器是否有充電現(xiàn)象，進(jìn)而判斷其好壞。萬用表選用R×1k擋。兩只三極管的β值均為100以上，且穿透電流要小。可選用3DG6等型號(hào)硅三極管組成復(fù)合管。萬用表的紅和黑表筆分別與復(fù)合管的發(fā)射極e和集電極c相接。由于復(fù)合三極管的放大作用，把被測(cè)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(cè)試操作時(shí)，特別是在測(cè)較小容量的電容時(shí)，要反復(fù)調(diào)換被測(cè)電容引腳接觸A、B兩點(diǎn)，才能明顯地看到萬用表指針的擺動(dòng)。C對(duì)于001μF以上的固定電容，可用萬用表的R×10k擋直接測(cè)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(dòng)的幅度大小估計(jì)出電容器的容量。
2.電解電容器的檢測(cè)
A因?yàn)殡娊怆娙莸娜萘枯^一般固定電容大得多，所以，測(cè)量時(shí)，應(yīng)針對(duì)不同容量選用合適的量程。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般情況下，1～47μF間的電容，可用R×1k擋測(cè)量，大于47μF的電容可用R×100擋測(cè)量。
B將萬用表紅表筆接負(fù)極，黑表筆接正極，在剛接觸的瞬間，萬用表指針即向右偏轉(zhuǎn)較大偏度(對(duì)于同一電阻擋，容量越大，擺幅越大)，接著逐漸向左回轉(zhuǎn)，直到停在某一位置。此時(shí)的阻值便是電解電容的正向漏電阻，此值略大于反向漏電阻。實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)表明，電解電容的漏電阻一般應(yīng)在幾百kΩ以上，否則，將不能正常工作。在測(cè)試中，若正向、反向均無充電的現(xiàn)象，即表針不動(dòng)，則說明容量消失或內(nèi)部斷路；如果所測(cè)阻值很小或?yàn)榱悖f明電容漏電大或已擊穿損壞，不能再使用。C對(duì)于正、負(fù)極標(biāo)志不明的電解電容器，可利用上述測(cè)量漏電阻的方法加以判別。即先任意測(cè)一下漏電阻，記住其大小，然后交換表筆再測(cè)出一個(gè)阻值。兩次測(cè)量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表筆接的是正極，紅表筆接的是負(fù)極。D使用萬用表電阻擋，采用給電解電容進(jìn)行正、反向充電的方法，根據(jù)指針向右擺動(dòng)幅度的大小，可估測(cè)出電解電容的容量。
3.可變電容器的檢測(cè)
A用手輕輕旋動(dòng)轉(zhuǎn)軸，應(yīng)感覺十分平滑，不應(yīng)感覺有時(shí)松時(shí)緊甚至有卡滯現(xiàn)象。將載軸向前、后、上、下、左、右等各個(gè)方向推動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)軸不應(yīng)有松動(dòng)的現(xiàn)象。B用一只手旋動(dòng)轉(zhuǎn)軸，另一只手輕摸動(dòng)片組的外緣，不應(yīng)感覺有任何松脫現(xiàn)象。轉(zhuǎn)軸與動(dòng)片之間接觸不良的可變電容器，是不能再繼續(xù)使用的。C將萬用表置于R×10k擋，一只手將兩個(gè)表筆分別接可變電容器的動(dòng)片和定片的引出端，另一只手將轉(zhuǎn)軸緩緩旋動(dòng)幾個(gè)來回，萬用表指針都應(yīng)在無窮大位置不動(dòng)。在旋動(dòng)轉(zhuǎn)軸的過程中，如果指針有時(shí)指向零，說明動(dòng)片和定片之間存在短路點(diǎn)；如果碰到某一角度，萬用表讀數(shù)不為無窮大而是出現(xiàn)一定阻值，說明可變電容器動(dòng)片與定片之間存在漏電現(xiàn)象。
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