电容器

电容器是收音机等各种无线电机中不可缺少的零件，调谐电路里要用到它，交连、滤波和旁路等也都要用到它。在两片导电的极片中间夹了一层不导电的绝缘介质，就构成了电容器。

电容器有储蓄电能的能力，通常称这种能力的大小为电容器的“电容量”。如果把电容器两端接上直流电源，在接通后的片刻时间内，电路里就有电流流过，正电荷聚集到一个极片上，负电荷聚集到另一个极片上，互相吸住不放。因而电能被储存在两个导电极片之间，这个现象叫做“充电”。电容器的两个导电极片愈大，它们之间的间隔愈小，储存的电能愈多，这个电容器的电容量也愈大，储存电能的多少也还与电容器的绝缘介质用什么材料有关。把直流电源断开以后，如果用铜线将两个导电级片短路，在短路后的片刻时间内，电路内又有电流流过，这个电流和原来充电的电流方向相反，电容器极片上的电荷逐渐消失，这个过程叫做电容器的“放电”。

电容器两端如果接上交流电源，情形就大不相同了，因为交流电源的电流方向和电流大小都是很快地按照一定规律在变化的，电容器两端也必然交替的进行着充电和放电，因此在电路内就不可能只有一瞬间的电流流过，而是一直有迅速变化的电流流通。这时电容器对交流电源来说，就好比是一个“电阻”。这个特殊的电阻叫“容抗”。它和电容器的电容量以及交流电的频率有关，电容量大了，或者交流电的频率高了，都会使容抗减小，反之都会使容抗增大。

电容器和交流电源连接上以后，当交流电源的电压转变为正的方向，并开始上升的那一瞬间，电容器开始充电，此时充电电流最大。当电压逐渐上升到最高时，电容器充电电流逐渐减小到零。交流电压开始下降时，虽然还是正电压，但电压数值减小了，因此，电容器开始放电，电路里的电流反而增大起来，但方向与前相反。这样，变流电压和通过电容器的电流的变化，在时间上总是差一段时间，这种情况叫做“相位移动”。

一个电容器的性能和质量的好坏，是用下面几个主要的特性来衡量的：

1.电容量“电容量”或简称“电容”或“容量”，一般用符号C代表，它是衡量电容器储积电荷能力的标准。它的单位是“法”（用f或F代表）。但是这个单位太大了，不合实用，所以日常实用的单位是“微法”（即百万分之一“法”，用μf代表）和“微微法”（即百万分之一“微法”，用μμf或pf代表）。在电路图中，为了简便起见，常将单位省写，用电容数值中带不带小数点的写法来区分它的单位是“微法”，还是“微微法”。习惯上凡是1微微法以上10000微微法以下的电容量都用不带小数点的数值表示，例如200微微法，写成“200”；凡是10000微微法以上则都用带小数点的数值表示，其单位改用“微法”，例如30000微微法写成“0.03”，即为0.03微法。个别较大或较小的电容量，为了明显一些，常将单位注出。

2．耐压 当加到电容器两端的电压升高到某一数值时，绝缘介质就不能再承受，绝缘性能就被破坏，造成电容器两个导电极片的短路（相碰），电容器也就不能再使用了，这种现象叫“击穿”。各个电容器的耐压程度与介质的材料、厚度有直接关系。在电容器的外壳上通常都注明耐压指标，例如：250伏直流工作电压、600伏直流试验电压。工作电压是指长时间工作状态下的耐压。试验电压是指瞬时加上这样的电压不致被击穿，因此试验电压要比工作电压高一些。如果电容器西端加上交流电，则应注意所加交流电压的最大值（峰值）不能超过直流耐压数据。

3.误差范围 电容器在大批生产时，由于各种原因,它的实际电容量和标称电容量之间总会有些出入。一个标称100微微法(pf）的电容器, 它的实际电容量可能在90～110微微法之间，它的误差是±10%。在收音机中，一般的电容器如果误差范围在±10%到±20%之间是完全可以使用的。因为这对收音效果不会有觉察出来的变化。

4．温度系数 当温度升高或降低时，电容器的电容量会随着发生变化。我们用“温度系数”来表示电容量与温度之间的关系。它是在一定温度范围内，温度每变化一度时电容量改变的数值与原有电容量数值的比。例如一个电容器在20℃时的电容量是100微微法,在25℃时电容量变成102微微法了,那么

一般的电容器都是温度愈高电容量愈大，我们说它有“正”的温度系数。但是有的电容器却是温度愈高，容量反而愈小，我们说它有“负”的温度系数。这种负温度系数的电容器在调谐、振荡等电路里可以用来稳定频率，因为它可以补偿其它有正温度系数的元件受温度影响而引起的变化。

5.介质常数 电容器所用的绝缘介质的材料不同,电容量也不一致。“介质常数”是用这种介质作成的电容器的电容量与空气介质的同样大小的电容器的电容量的比值。因此空气的介质常数是1，其他材料的介质常数例如：云母是5～7；胶木是7～8；聚氯乙烯是3.1～3.4；纸是2～3.6等，意思是说同样大小的电容器以云母、胶木等做介质，就比以空气做介质的电容量大5～7倍、7～8倍等等。这就是有些矿石机里的小型可变电容器要用纸作介质的原因。

6.绝缘电阻 因为介质的材料和厚薄不同，电容器在加上电压以后，自由电子在电场的作用下，总有一些要透过介质层，形成微弱的电流，或者说电容器两极片间总会有一定的电阻存在，这就叫电容器介质的“绝缘电阻”。绝缘电阻当然愈大愈好；它和介质的材料以及厚度有关：云母电容器的绝缘电阻大都在1000兆欧以上，但是电解质的电容器绝缘电阻就只有几十兆欧。绝缘电阻和环境的温度也很有关系，电容器受潮了，绝缘电阻就显著下降，形成大量的漏电现象，所以一般电容器都用腊封，质量好的电容器甚至用密封装置。

电容器的种类很多，新品种又不断出现，但是日常使用较多的从结构和电容量变动的情况来看，可以分为固定电容器、可变电容器和半可变电容器三类。从电容器的绝缘介质来分，可以分为空气介质电容器、纸介电容器、金属膜纸介电容器、云母电容器、塑料薄膜电容器、陶瓷电容器和电解电容器等各种。它们各有不同的用途和特性，下面分别来谈。

可变电容器一般都是以空气作介质的。它是由许多形伏相同的金属片并接而成的一组定片（固定不动）和另一些并接在金属轴上的许多金属片构成的动片组所组成。转动金属轴，可以使各动片插入定片的间隔内，并与各定片保持一定间隙，改变旋轴的转动角度，可以调整固定片和活动片之间相对着的面积的大小，从而使电容量改变。这种电容器常用来和线圈配合，组成一个谐振回路，改变回路电容器的电容量，可以在一定范围内把回路调谐到某一个需要的频率上。例如收音机中就是用这个方法来选择电台的。简单的收音机里只需要一个如上述的可变电容器就够了，这叫“单连可变电容器”（图1，甲）。但是较复杂的收音机常常需要同时调节两只或三只可变电容器，为了便于调整，常常把几只可变电容器合装在一个旋轴上，以便旋轴转动时能同时改变它们的电容量，这样的电容器是一种同轴电容器。两连合装在一起的叫“双连可变电容器”（图1，乙）；三连合装在一起的叫“三连可变电容器”（图1，丙）。这类电容器各连的电容量根据需要决定，一般超外差收音机里常用的双连可变电容器两连的电容量相等，转动旋轴时，两连的电容量的改变也都彼此相同。各连电容器除了机械上的连系之外，它们的各定片组之间应该完全隔开，不可发生任何电方面的联接，否则可能产生不应有的所谓“寄生振荡”的现象，所以各连之间，常装有一块金属板作为隔离之用。

可变电容器依照它的电容量的变化规律来分，可以分为四种：一种是“直线电容式”的，它的电容量的变化和旋转角度成正比（图2，甲），这种多用在仪器上，可以得到均匀的电容量刻度；第二种是“直线波长式”的，它的旋转角度与调谐的波长成正比（图2，乙），适用在波长表上；第三种是“直线频率式”的，它的旋转角度与调谐的频率成正比（图2，丙），在度盘上可以刻出均匀的频率刻度，适用于频率表、信号发生器等上面。收音机如采用这种可变电容器。可以使各电台均匀地分布在刻度盘上，但由于它的动片外形太长，占地位太多，且机械强度差，片子容易碰坏变形，所以日常收音机中大都采用第四种，即对数式的（图2，丁）。这种电容器每转一个角度的时候，引起的频率变化率是不变的。例如在1000千赫时，转动一单位角度频率变化为10千赫，变化率是101000=1%，那么在1500千赫处变化率仍是1％，但此时每转一单位角度它的频率变化却是1500×1％=15千赫了。收音机中使用了这种可变电容器，除了机械强度较好外，还可以增大可能接收的频率范围。

可变电容器一般规定有最大电容量和最小电容量两个数据。最大电容量是指动片全部旋入时的电容量，最小电容量是指动片全部旋出时的电容量（动片全部旋出后，它的电容量并不等于零）。一般长、短波超外差式收音机中用的双连可变电容器，每连的最大容量大都在360～500微微法之间，最小容量大都在10～50微微法之间，例如目前市售产品有12～360微微法和12～498微微法等品种。（郑宽君 罗鹏搏）（待续）