1.2 电容类元件
在电子设备中，电容器也是常用的元件之一，通常简称为电容。电容器可以储存电能，具有充电、放电及隔直流、通交流的特性。
电容器的主要物理特征是储存电荷。由于电荷的储存意味着能量的储存，因此也可以说，电容器是一个能够储存电能的元件。
1. 电容器的电路图形符号
电容器是由两个相互靠近的金属电极板构成的，中间呈绝缘状，当在两电极加上电压时，电容器就可以储存电能。
电容器在电路中用字母“C”表示，各种电容器的电路图形符号如图1-5所示。
图1-5 各种电容器的电路图形符号
电容器的种类很多，如按是否有极性来分，可分为无极性电容器和有极性电容器两类，它们在电路中的符号稍有差别。无极性电容器的外形及电路符号如图1-6左半部所示，有极性电容器的外形及电路符号如图1-6右半部所示。
图1-6 电容器的外形及电路符号
2. 无极性电容器
常见的无极性电容器按介质不同来分类，有纸介电容器、油浸纸介密封电容器，金属化纸介电容器、云母电容器，有机介质薄膜电容器、玻璃釉电容器、陶瓷电容器等。
（1） 纸介电容器
纸介电容器体积大，损耗大。除了油浸纸介密封电容器和金属化纸介电容器还有少量应用外，其他纸介电容器现在已基本不用了。
（2） 云母电容器
云母电容器的容量稳定，绝缘电阻大，但容量较小，一般用于高频电路中。
（3） 陶瓷电容器
陶瓷电容器体积小，性能稳定，耐热性能好，适用于高频电路中。
（4） 有机介质薄膜电容器
有机介质薄膜电容器的介质有聚苯乙烯和涤纶，前者绝缘电阻大，性能稳定，精度高，可用于高频电路中；后者容量大，体积小，广泛应用于中、低频电路中。
3. 有极性电容器
有极性电容器的内部构造比无极性电容器复杂。此类电容器如按正极材料的不同，可分为铝电解电容器及钽（或铌）电解电容器等。由于此类电容器的两条引线分别引出电容器的正极和负极，因此在电路中不能接错。
电解电容器是通过电化学方法在金属极板上形成氧化膜作为介质的电容器。阳极可为铝、钽、铌、钛等金属或合金，阴极是液体、半流体电解质，介质是金属氧化膜。
（1） 铝电解电容器
铝电解电容器容量大，体积大，漏电大，适用于低频电路中。使用中注意引线不能接反，漏电不可过大。
（2） 钽（或铌）电解电容器
钽（或铌）电解电容器体积小，容量稳定，绝缘电阻大，温度特性好，但价格较贵，一般应用于较高级的电子设备中。
（3） 双极性电解电容器
双极性电解电容器是由两个有极性电容器封装在一起的，由于两个正负极相互低消，故也称为无极性电解电容器，它的两个极板均经过相同的处理，可用于电声分频电路和脉冲电路中。
4. 可变电容器
可变电容器按其结构分类，可分为单联可变电容器、双联可变电容器和多联可变电容器；按其介质分类，可分为空气介质可变电容器和有机介质薄膜可变电容器；按其作用分类，可分为可变电容器和半可变（微调）电容器。
各种可变电容器的外形和电路符号如图1-7所示。
图1-7 可变电容器的外形和电路符号
（1） 单联可变电容器
单联可变电容器分为空气介质单联可变电容器和有机介质单联可变电容器。单联可变电容器有两组平行极板，如图1-7（a）所示，其中一组固定不动，另一组固定在转轴上，分别称为定片和动片。动片全部旋入时，可变电容器的容量最大；反之则最小。
空气介质单联可变电容器体积大，容量不够稳定；有机介质单联可变电容器体积小，密封于塑料外壳中，它的容量表示的是可变化的范围，如12/360 pF、7/270 pF等。
（2） 双联可变电容器
双联可变电容器分为空气介质双联可变电容器和有机介质双联可变电容器两种。它有两组动片和两组定片，动片连接在一起，通过旋轴实现同步旋转，与单联可变电容器一样
都可以作为收音机的调谐选台用。
双联可变电容器的容量有等容表示法和差容表示法两种。等容表示法为2×270 pF，2 ×360 pF，差容表示法为两联最大容量，如60/127 pF，250/290 pF等。
（3） 多联可变电容器
四联、五联可变电容器常用于带调幅（AM）、调频（FM）的广播收音机调谐选台。其他多联可变电容器用于特殊的电子设备中。
（4） 半可变电容器
半可变电容器也称为微调电容器，常见的有瓷介质、空气介质和有机介质薄膜电容器，还有一种称为拉线微调电容器。它们的作用类似于微调电容器。
5. 电容器的作用
电容器在电路中有隔直流、旁路及耦合等作用，它还能与电感器组成谐振回路，与电阻器组成滤波电路等。
（1） 电容器的充、放电作用
电容器具有充、放电作用。把电容器两个金属极板分别接到电池的正、负极，接正极的极板上就将充上正电荷，另外一个极板就将充上负电荷，这就是充电；当将充有电荷的电容器两极板相连，则极板上的电荷就会通过导线而中和，直到两极板上的电荷完全消失，这就是放电。
（2） 电容器的隔直流作用
由电容器的充、放电作用可看出，直流电是不能通过电容器的。但是，如果电容器两端所加的是交流电，它的极性和电压大小不断变化，电容器就会不断充电和放电，导线中就会有充、放电电流，故从这个意义上来说，认为交流电可以通过电容器。
（3） 电容器对交流电流的特殊阻碍作用
交流电可以通过电容器，但是容量不同的电容器对频率不同的交流电流有不同的阻碍作用，形成的交流电流也不同，这就是电容器对交流电流的特殊阻碍作用。
6. 电容器的标称容量单位
电容器储存电荷的能力，用电容量表示。电容量与极板面积和介质材料有关。其基本单位是“法拉”，用“F”表示；在实际使用中，经常用“F”的百万分之一作单位，即“微法”，用字母“μF”表示，在电路图上，一般只写一个“μ”；在实际使用中，有时也用μF的百万分之一作单位，即“皮法”，用“pF”表示，在电路图上，一般只写一个“p”字。它们之间的关系为：
1F=106 μF=1012 pF
1 μF=10-6F=106 pF
在一些进口电容器上还用mF及nF作单位，欧洲有些国家将电容器的单位用千兆微微法缩写成一个“G”字（注意这里的G与国际单位制中词头G代表的因数为109是不同的）。这些单位之间的关系为：
1 G=10-3F=103 μF=109 PF=106nF
1 mF（毫法）=10-3F=1000 μF
1nF（纳法）=10-9F=10-3 μF =103 pF=10-6 G
一只100 pF的电容器，加到10 V电源上，两极板充的电荷与极板间电压成正比：
Q=CU=100×10-12×10=10-9C
式中 Q ——极板上所充得的电荷，单位为库仑；
C ——电容器的电容量，单位为法拉；
U ——极板上所加的电压，单位为伏特。
7. 电容器标称量值
各种电容器参数表示方法较多，其参数标注方法如图1-8所示。将图中所表示的方法归纳起来主要有以下7种。
图1-8 电容器参数标注方法示意图
（1） 电容器标称量值的标注
这种表示方法较简单，多用于体积稍大的电容器，它是直接在其外表面写上标称容量值，并写上单位，如图1-8（a）～（e）所示。还有一些电容器上标出的容量不标注单位：如带有小数点，则容量单位是μF，如图1-8（d）、（e）所示，如不带小数点的四位数或两位数的容量，它们的单位为pF。
进口电容器上有时用n兼作小数点，R代表小数点，例如：
2n9即为2.9nF=2900 pF；R56 μF即为R56 μF=0.56 μF。
（2） 电容器标称量值的数码表示法
此法较为常见，一般用三位数字表示电容器容量大小，如图1-8（f）～（i）所示，其单位用皮法（pF）来表示，前面两位数表示电容器容量的有效数字，第三位数表示有效数字后面要加多少个零（即乘以10x次幂，x为第三位数字）。
例如：容量标为“223”，则标称容量为：
22×103 pF=22000 pF=0.022 μF
容量标为“472”，则标称容量为：
47×102 pF=4700 pF
若第三位数字是“9”，则表示容量在1 pF～9.9 pF之间，这个“9”是“10-1”的意思。
例如：容量标为“339”，则标称容量为：
33×10-1 pF=3.3 pF
（3） 电容器标称量值的色码表示法
色码或色环表示法与数码表示法相似，但它标的不是数字，而是用不同的颜色代表不同的数值。颜色与数值的对应关系与电阻器的色环标注法相同，具体为：
电容器上色码表示方法示意图如图1-9所示，沿着引线方向第一色、第二色表示电容量的有效数字，第三色表示有效数字后面应补加的零的个数，其单位也是pF。
图1-9 电容器上色码表示方法示意图
例如：沿着引线方向，第一色环是红，第二色环仍然是红，第三色环是黄，则其数码为224，按上述方法即可得容量值为：
22×104 pF=220000 pF=0.22 μF
又如：沿引线方向颜色分别为“棕”、“黑”、“绿”，则其数码为105，容量值为：
10×155 pF=1000000 pF=1 μF
以上的0.22 μF实例，是将色环相同的合并加宽而成的，即由宽的红加黄组合而成。如电容器上只有一条很宽的色环为红色，则说明三位数字都是2，即222，容量值为：
22×102 pF=2200 pF
（4） 电容器标称量值的字母表示法
此法是国际电工委员会推荐的标志方法。通常用字母m（10-3法拉）、μ（10-6法拉）、n（10-9法拉）和p（10-12法拉）来表示电容量的数量级，并表示小数点位置。
例如：4n7表示为4.7×10-9F=4700 pF
6 p8表示为6.8×10-12F=6.8 pF
3 μ3表示为3.3×10-6F=3.3 μF
（5） 电容器标称量值的其他表示法
[1] 有些在数字前面冠以R来表示容量，这种电容量一般只有零点几微法。
例如：R33表示0.33 μF，R10表示0.1 μF，这里的R相当于小数点。
[2] 还有不标单位的表示法，可以凭经验看出容量是多少。用1位至4位数字表示的，则容量单位为pF。
例如：2200表示容量为2200 pF，39表示容量为39 pF。
第二种是用零点几或零点零几来表示的，其单位是μF。
例如：0.1表示为0.1 μF，0.047表示为0.047 μF。
（6） 电容器的允许误差表示法
[1] 直接表示法。例如：用±5%、±10%、±29%等表示；也有用I级（±5%）、Ⅱ级（±10%）、Ⅲ级（±20%）等来表示。
[2] 用字母表示法。用各种字母表示电容器误差的含义见表1-2所列。其中：允许误差值为5%、10%、20%的电容器使用最多，因而应记住其对应的字母。
表1-2 各种字母表示电容器误差的含义
（7） 电解电容器上极性标志
小型塑料封装电解电容器的两条引线，有一条较长，它是正极引线。铝外壳的电解电容器上用“+”符号作为正极标记，如图1-8（a）所示。还有些电解电容器用“-”号表示负极标记，如图1-8（b）所示。