1.1.2 电容元件

1.电容元件的分类、形状及符号

电容器（简称电容）也是电子电路中常用的电子元件之一。电容器具有隔直流、通交流、储能等特性，常用它来组成滤波、耦合、旁路、振荡等电子电路。电容器由两块金属板中间隔一层绝缘介质所构成。根据绝缘介质的种类可分为纸介电容器、有机薄膜电容器、瓷介电容器、云母电容器、电解电容器等。按其结构特点又可分为固定电容器、可变和半可变（微调）电容器等。电路中电容器的代号用符号C（Capacitor）来表示。

电容器的形状很多，如图1.8所示为常用电容器的形状及符号表示方法。图（a）为瓷介固定电容器，用于振荡、高频等电路中；图（b）为电解电容器，常用在电源滤波、去耦、耦合、旁路等电路中，使用时，电极长的为正极，接电路中的高电位；图（c）为聚酯薄膜电容器；图（d）为可变电容器，此类电容器常用在经常改变电容量的场合，如收音机的调谐、电子仪器的调频等；图（e）为半可变电容器，用在电容量需要做微调或调好后一般不需要再变动的场合，如振荡器等。

2.电容器的参数及标注方法

电容器的主要参数有电容器的标称容量、允许误差和耐压等。

（1）电容器的额定工作电压

电容器长期连续可靠工作时，两电极间最高承受的电压称为电容器的额定工作电压，简称电容的耐压。固定电容器的直流额定工作电压等级为6.3V，10V，16V，25V，32V，50V，63V，100V，160V，250V，400V，…。

（2）电容器的标称容量

标注在电容器外壳上的电容量大小称为标称容量，它是由标准系列规定的，如表1.5所示。

（3）电容量的标注

电容器的电容量常按下列规则标印在电容器上。

① 直标法。小于10000pF的电容器，一般只标注数值而省去单位。如330表示330pF；10000～100000pF之间的电容器以μF为单位，以小数点为标志，也只标注数值而省去单位，如0.1表示0.1μF，0.022表示0.022μF；电解电容器以μF为单位直接标印在电容器上，如100μF/16V，表示标称容量为100μF，耐压为16V。

② 数码表示法。用三位数码表示容量大小，前两位数字是电容量的有效数字，第三位是零的个数，单位为pF。如103表示10×103=10000pF，224表示22×104=220000pF=0.22μF，如果第三位是9，则乘10-1，如339表示33×10-1=3.3pF。

③ 色标法。电容器的色标法与电阻器色标法大致相同，如表1.6所示。

注：标称容量为表中数值或表中数值乘以10n，其中n为正整数或负整数。

3.电容器的电压、电流特性

电容器是一种聚集电荷的元件，其聚集的电荷量与所加的电压成正比，即

q=Cu （1-12）

当电容器（见图1.9）极板上的电荷q或两极板间的电压uC发生变化时，电路中就会产生电流Ci，在图1.9中所规定的参考方向下，其数学表达式为

式（1-13）表明，在某一时刻电容电路中的电流iC与该时刻电容电压uC变化率成正比，而与该时刻电容电压uC的数值无关。这一特性称为电容的动态特性，所以电容元件也被称为动态元件。

式（1-13）还表明了电容元件的一个重要特性，即如果电容的电流为有限值，则电容两端的的电压只能连续变化而不能跃变。否则，就会导致，，这与保持电流为有限值相违背，所以电容电压不可能发生跃变。

当把电容电压uC表示为电流i}C的函数时，对式（1-13）积分可得

式（1-14）表明：在某一时刻（t）电容电压的数值取决于其初始值uc（t0）及从初始时刻t0到t所有时刻的电流值。就是说，某一时刻（t）电容电压的值并不取决于同一时刻的电流值，而与电流的全部过去历史状态有关，所以，电容是一种有“记忆”功能的元件。

若将式（1-13）两边乘以uCdt，再积分，便得

即

式（1-15）说明电容器在时间由0到t，电压由0变到uC的过程中，从电源吸收能量并将能量储存于两极板间的电场中；而电容器在某一时刻所储存的能量只与此时刻的电容电压的平方成正比。电容器是一种储能元件。式（1-15）是计算电容器极板间电场能量的公式。