2.2电容器
电容器是电路中应用最多的元件之一，广泛应用于高频和低频电路中。在实际选用时，除了满足电容器的技术参数（标称容量及允许误差、绝缘性能和损耗、额定电压、无功功率、稳定性等）外，还要综合考虑体积、重量、成本、可靠性等方面的因素。
2.2.1电容器的分类和特点
1．电容器的分类
电容器可分为固定式和可变式两大类。固定式电容器是指容量固定不能调节的电容器，而可变式电容器的容量是可调整变化的。按其是否有极性来分类，可分为无极性电容器和有极性电容器。常见的无极性电容器按其介质的不同，有纸介电容器、油浸纸介电容器、金属化纸介电容器、有机薄膜电容器、云母电容器、玻璃釉电容器和陶瓷电容器等，其外形如图2-8所示。有极性电容器按其正极材料不同，有铝电解电容器、钽电解电容器和铌电解电容器，其外形如图2-9所示。在电路中电容器用字母C表示。
图2-8 固定无极性电容器外形图
图2-9有极性电容器外形图
2．可变电容器的分类
可变电容器有单联可变电容器、双联可变电容器和微调电容器三种。单、双联可变电容器的容量变化一般为几百皮法（pF），其介质为空气或固体（云母和塑料薄膜）。空气介质的介电系数小、损耗小、电性能好，但构成的电容器体积大。由固体构成的电容器体积小，但使用寿命短，这种电容器常用于调节电路中。微调电容器的容量变化范围较小（小于100pF），主要用于电路中的电容器的调整和补偿。微调电容器的介质常为陶瓷云母或聚苯乙烯。单联可变电容器的外形如图2-10（a）所示，双联可变电容器的外形如图2-10（b）所示，微调电容器如图2-11所示。
图2-10 单、双联电容器的外形和结构图
图2-11 微调电容器的外形和结构图
2.2.2电容器的电特性
①电容器不能让直流电流通过，称之为电容隔直特性。对电容器充电时，有充电电流，充满电后，电容器呈开路状态。
②电容器让交流电流通过，称为电容器的通交特性。
③电容器虽然能够让交流电通过，但也存在着阻碍作用，这一阻碍作用就像电阻器对电流存在电阻一样，电容器对交流电流的阻碍称为容抗。容抗大小与频率和容量成反比。频率高，容抗小；频率低，容抗大；容量大，容抗小；容量小，容抗大。
④电容器两端的电压不能突变，当电压刚加到或刚离开电容时，电容器两端的电压不能发生改变。
⑤ 理论上电容器不消耗电能，只要外电路不存在让电容器放电的条件，电荷就一直保存在电容器中，这一特性称为储能特性。
⑥电容器串联总的容量变小，各电容器串联后总电容的倒数等于各电容的倒数之和。
⑦电容器并联总的容量增大，并联电路中的总电容等于各电容的容量之和。
2.2.3电容器的选用
电容器在各种电路中应用量是比较大的，其发挥的作用决定了电路工作性能的好坏。电容器选择的合适，电路工作正常；电容器选得不合适，电路工作受到影响，严重时电路不能工作。
一般说来，电路极间耦合多选用纸介电容器（CZ）或涤纶电容器（CL）；电源滤波和低频旁路宜选用铝电解电容器（CD）；高频电路和要求电容稳定的地方选用高频磁介电容器（CC）、云母电容器（CY）或钽电解电容器（CA）；如果在使用过程中经常调整，选用可变电容器（CB）；不需要经常调整的，选用微调电容器。
1．大容量电容器的选用
① 低频、低阻抗耦合电路、旁路电路、退耦电路、电源滤波电路，选用几微法以上大容量电容器（电解电容器等）。
② 要求较高的电路，如长延时电路，选用钽或铌为介质的优质电容器。
2．小容量电容器的选用
小容量电容器是指小于几微法至几皮法的电容器，品种多，用途广，多用于高频电路。常用数字和文字标示：采用数字标示容量时用三位整数，第一、二位为有效数字，第三位标示有效数字后面加零的个数，单位为皮法（pF）。例如，“223”表示电容器的容量为22000pF（0.22μF）。但第三个数是“9”时例外，如“339”表示的容量不是33×109pF，而是33×10-1pF。采用文字符号标示电容量时，将容量的整数部分写在容量单位符号的前面，小数部分放在容量单位符号的后面，如0.68pF标示为p68，3.3pF标示为3p3，1000pF标示为1n，6800pF标示为6n8，2.2μF标示为2μ2等。
① 一般电路采用纸介电容器，质量就可满足要求。
② 稳定性要求高的高频电路，如各种振荡电路、脉冲电路等，选用薄膜、瓷介、云母电容器。
③可变电容器，按电路计算的最大和最小容量，结合容量变化特性予以选择。
电容器是电工安装维修中都要采用的元件，是使用数量较多的一种，其故障发生率比电阻器高，而且检测也比电阻器麻烦。
2.2.4电容器的测量
1．一般电容器的测量
将万用表置于“R×10”挡，用两表笔分别接触电容器引脚，测的电阻越大越好，一般在几百千欧姆至几兆欧姆；若测的电阻很小，甚至为零，则说明电容器内部已经短路。如图2-12所示。
图2-12 一般电容器的测量示意图
当测量中发现万用表的指针不能回到无穷大的位置时，此时指针所指的阻值就是该电容器的漏电电阻。指针距离阻值无穷大位置越远，说明电容器漏电越严重。有的电容器在测其漏电电阻时，指针退回到无穷大位置时，然后又慢慢地向顺时针方向摆动，摆动得越多表明电容器漏电越严重。
2．电容器断路的测量
电容器的容量范围很宽，用万用表判断电容器的断路情况时，首先要看电容器容量的大小。对于0.019μF以下的小容量电容器，用万用表不能准确判断其是否断路，只能用其他仪表进行鉴别（如Q表）。
对于0.01μF以上的电容器，用万用表测量时，必须根据电容器电容量的大小，选择合适的量程进行测量，才能正确地予以判断。
如测量300μF以上容量的电容器时，可选用R×10挡或R×1挡；如要测10～300μF的电容器时可选用R×100挡；如要测0.4710μF的电容器时可选用R×1k挡；如测0.01～0.47μF的电容器时，可选用R×10k挡。
按照上述方法选择好万用表的量程后，便可将万用表的两表笔分别接电容器的两引脚，测量时，如指针不动，可将两表笔对调后再测；如指针仍不动，说明电容器断路。
3．电容器的短路测量
电容器的短路测量用万用表的欧姆挡，用万用表的两表笔分别接电容器的两引脚，如指针所示阻值很小或为零，而且指针不再退回无穷大处，说明电容器已经击穿（短路）。需要注意的是在测量容量较大的电容器时，要根据电容量的大小，依照上述介绍的量程选择方法来选择适当的量程，否则就会把电容器的充电误认为击穿。
4．电解电容器的检测
①测量电解电容器的漏电电阻依照上述介绍的量程选择方法，选择万用表的合适量程，将红表笔接电解电容器的负极，黑表笔接电解电容器的正极。此时，指针向指为零的方向摆动，摆到一定幅度后，又反方向向无穷大方向摆动，直到某一位置停下，此时指针所指的阻值便是电解电容器的正向漏电电阻。正向漏电电阻值越大，说明电容器的性能越好，其漏电流越小。将万用表的红、黑表笔对调（红表笔接正极，黑表笔接负极），再进行测量，此时指针所指的阻值为电容器的反向漏电电阻，此值应比正向漏电电阻值小些。测得的以上两漏电电阻阻值如很小（几百千欧姆以下），则表明电解电容器的性能不良，不能使用。
②电解电容器的正、负电极的判别方法主要是根据如上所述测量漏电电阻的方法。用万用表的欧姆挡，根据电解电容器的容量选好合适的量程，用两表笔接电容器的引脚测其漏电电阻，并记下这个阻值的大小，然后将两表笔对调再一次测漏电电阻值，将两次测量的漏电电阻值对比，漏电电阻值小的一次，黑表笔所接触的是电解电容器的负极，如图2-13所示。
图2-13电解电容器的检测示意图
5．可变电容器的检测
①可变电容器的主要故障是转轴松动、动片与定片之间的相碰短路。对于固体介质的密封可变电容器，其动片与定片之间有杂质与灰尘时还可能有漏电现象。
②对于碰片短路与漏电故障的检查方法是用万用表的R×10k挡，测量动片与定片之间的绝缘电阻，即用两表笔分别接触电容器的动片、定片，然后慢慢旋转动片，如到某一位置时阻值为零，则表明有碰片短路现象，应予以排除再用。如动片转到某一位置时，指针位置不为无穷大，而是出现一定的阻值，则表明动片与定片之间有漏电现象，应清除电容器内部的灰尘后再用。如将动片全部旋进/旋出后，阻值均为无穷大，表明可变电容器良好，如图2-14所示。
图2-14可变电容器的检测示意图
用万用表对电容器进行检测时应注意以下三点：
第一，不论对电容器进行漏电电阻的测量，还是短路、断路的测量，在测量过程中要注意手不能同时碰触两根引脚。
第二，由于电容器在测量过程中要有充、放电的过程，故当第一次测量后，必须要先放电（用万用表表笔将电容器两引脚短路一下即可），然后才可进行第二次测量。
第三，对在电路电容器进行检测时，必须弄清所在电路的其他元器件是否影响测量结果，在一般情况下应尽量不采用在线测量。
2.2.5电容器的代换
电容器容易出现的故障现象是漏电、短路、断路、电容量变化、内部引线接触不良（极片与引线连接处）等。电解电容器的故障率比其他类型电容器高得多。电解电容器经常出现的故障现象是漏电、容量减小、击穿、电解液漏出等。电容器损坏后应配用原型号的，如无同型号的应采用代用方法，代用的原则如下：
（1）代用的电容器标称值可比原电容器的标称值有±10%的浮动，对电源滤波电容器、旁路电容器等，浮动的范围还可大些，但对有些电路的电容器在代换时必须按原标称值，否则将造成电路的工作失常。如谐振电路、时间常数电路的电容器就必须按原标称值代换。再如电视机的视放与显像管阴极的耦合电容损坏后也必须按原标称值代换，否则将影响图像质量。
（2）代用的电容器的额定电压必须大于或等于原电容器的额定电压，或大于实际电路的工作电压。
（3）代用电容器的频率特性必须满足实际电路的频率要求，或用高频特性的电容器去代换低频特性的电容器。
（4）云母电容器、瓷介电容器可代换纸介电容器。瓷介电容器可代换云母电容器和玻璃釉电容器。钽电解电容器可代换铝电解电容器。
（5）没有合适的电容器的电容量进行代换的时候，可采用电容器的串联、并联来获得较合适的电容量。如果电容器的耐压值不够，也可采用串联的方法提高耐压值。如电路需要耐压25V以上、电容量为500μF的电容器，手头只有1000μF/16V的电容器，便可将两只1000μF/16V的电容器串联，串联后便可得到耐压32V、电容量为500μF的等效电容器。
电容器并联后，可提高电容量，但不能提高耐压的大小；电容器串联后，可提高耐压能力，但电容量要减小。