电容器按容量是否可调分为固定电容器和可变电容器两大类。固定电容器按介质材料不同,可分为金属化纸介电容器、聚苯乙烯电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器、云母电容器、瓷片电容器、独石电容器、铝电解电容器、钽电解电容器等。
电容器在装入电路前要检查有没有短路、断路、漏电等现象,并且核对它的电容值和额定电压。安装的时候,要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到,以便核实,如图3-6所示。
图3-6 电容器的标称值及额定电压
(1)电容器的标称和允许误差
大多数电容器的电容值都直接标在电容器的表面上。瓷介电容器体积较小,往往只标数值,不标单位。通常数值为几十、几百、几千时,单位均为pF,当数值小于1时,单位均为μF,如图3-7所示。
图3-7 常见电容器的标称值
还有一些电容器用三位数字表示电容量的大小,前两位表示电容量的有效数字,最后一位数字表示有效数字后“0”的个数,单位是pF,如图3-8所示。
图3-8 三位数表示的电容量
还有一些电容器用不同的颜色表示不同的数字,其颜色和识别方法与色环电阻相同,单位为pF。色环的读取方向为:从电容器的顶部向引脚方向读取。
电容器的允许误差,按其精度可以分为00级(士1%)、0级(士2%)、Ⅰ级(士5%)、Ⅱ级(士10%)和Ⅲ级(士20%)。
(2)电容器的额定工作电压
电容器的额定工作电压是指电容器在电路中能长期可靠工作而不被击穿的直流电压,又称耐压。如果电容器工作在交流电路中,应保证所加交流电压的最大值不超过电容器的额定工作电压。
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,还要注意正极接高电位端,负极接低电位端。
不同电路应该选用不同种类的电容器。谐振回路可以选用云母、高频陶瓷电容,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。
实际应用中,要根据电路要求的电容量和耐压值选择所需的电容器,如果遇到现有电容容量不符合要求或耐压不足的情况时,可以通过串联电容器来提高耐压值,并联电容器来增加容量。
与电阻串联一样,将两个或两个以上电容器首尾依次相连,形成一条通路的连接方式,称为电容器的串联,如图3-9所示。串联后电路具有以下性质。
图3-9 电容器串联
(1)电量
当电容器接人电源后,电源会对电容C1充电,使得该电容的上极板带Q库的正电荷,而其下极板会静电感应出Q库的负电荷。由于C2的上极板与C3的下极板相连,C2的上极板上也会感应出Q库的正电荷。以此类推,串联电容的相邻极板上都带有等量的异种电荷,因此,串联的各个电容所带电量均相等。即
Q=Q1=Q2=Q3 (3-3)
(2)电压
与电阻串联电路相似,电容串联电路中的总电压等于各个电容上电压之和,即
U=U1+U2 +Us (3-4)
(3)电容
由于Q=Q1=Q2=Q3 ,将式(3-4)两侧同除以电量Q,可得
(3-5)
根据并可得
(3-6)
电容串联电路的特点与电阻并联电路的特点类似,即电路中的等效电容的倒数等于各个分电容的倒数之和。电容器串联后总电容减小,但耐压值提高。所以当单个电容的耐压值小于总电压时,可以通过串联多个电容来获得更高的耐压值。
(4)电压分配
由于Q=Q1=Q2=Q3,因此C1U1=C2U2=C3U3。根据公式可以发现:电容器串联时各电容两端的电压与电容量成反比,即当不同容量的电容串联后,容量小的电容器承受的电压最高。
知识点词条:电容器的分类、选用及连接