谈谈电解电容器

当你打开晶体管收音机的盒盖时，在排列得十分整齐的元件中，你会看到一种圆柱形元件，上面标有CDX—3、6.3V、30μF与“＋”“－”等类字样，这就是下面要介绍的电解电容器。

电解电容器是固定式电容器中的一种。它与一般的固定电容器相比有着显著的特点。一般的固定电容器是用两片同种金属材料作为极板，而电解电容器的两极板则是用不同的材料做成的。例如铝电解电容器，就是用铝箔作正极，电解质作负极，由正极铝箔表面生成的一层氧化铝作为介质做成的。切开小型铝电解电容器的外壳，并取出心包展开，就是图①所示的那样。图②是它的结构示意图，图中所示氧化铝是在正极表面通过电化学方法制成的。这层氧化铝具有单向导电的特性，只有在电容器的正极接正电压、负极接负电压时，介质才起绝缘作用。这就是电解电容器的引出线要区别正、负极性的根本原因。因此，在使用时，电容器引出线的极性不能接反。由于作为介质的氧化铝膜的厚度受到一定限制，所以工作电压不能很高，而且漏电流也比较大。

作为正极的铝箔，它产生氧化铝的一侧用化学方法腐蚀成凹凸不平的表面，用以扩大极片的有效面积，而氧化铝又很薄，所以电解电容器能做到很大的容量和较小的体积。一般电解电容器的容量从几个微法到几千微法。

作为负极的电解质，是由硼酸、氨水、乙二醇等制成的糊状物质。它可以和氧化铝膜保持充分的接触面，并可在相应的直流电压作用下，分解出氧原子，与正极铝箔重新在表面生成氧化铝膜，起到修补氧化铝介质的作用。为了便于卷绕，把液体电解质吸咐在衬垫纸上，另外还要加一层铝箔作为引出负极用，然后一起卷绕起来（见图①），做成电容器的心子，装入铝质或塑料外壳内，将正、负极分别引出。为了防止电解质很快干涸，要用环氧树脂加以密封。

大型的铝壳电解电容器，则是用胶木板盖严，然后将铝壳和它压紧，形成密封，并在胶木板上铆上接线焊片。

目前我们常见的电解电容器，有三大类，即铝电解电容器、铌电解电容器和钽电解电容器。这三类电解电容器又按其结构形状、使用特点等而分出不同型号达20余种。图③所示为最常用的几种铝电解电容器。

晶体管收音机中常用的CDX－3，CDX—1小型铝电解电容器，见图③中的4、5。由于晶体管收音机工作电压较低，所以电容的体积可以做得较小。小型电解电容器的二根引线中，短的一根为负极，长的一根为正极。

交流收音机、扩音机中常用的铝电解电容器，见图③1、2、3。它们的工作电压较高。外壳有两种形式：一种是纸质浸蜡的，密封和耐久性能较差，容易干涸或溢出电解液，但是价格便宜。它的引线从两端引出，并在外壳上标明极性，“＋”为正极，“－”为负极。有的还在负极端印有一条红线或黑线。另一种是铝外壳的，密封性能较好，通常就用铝壳兼作负极，正极则从一端的绝缘板上用焊片引出。有的则是将两个电解电容器同装在一个外壳里，共用一个负极，也用铝壳作为它们的公共负极接线，只要它们的负极在电路里都是接到同一点的，则它们的正极可以分别使用。

电解电容器在电路图中的符号见图③，它的容量的常用单位为“微法”，用μF表示。

一个电解电容器质量的好坏，一般用电容量的误差；介质损耗的大小；漏电流的数值三个指标来衡量，看它们是否超过规定值和允许范围。要测试这些指标，需用一些专用仪器。在没有专用仪器情况下，可用万用表对容量较大的电解电容器的质量作大致的判断。把万用表量程开关放在R×1K或R×100档，将红表笔接电解电容器的负极，黑表笔接电容器正极，这时万用表的表针向右（电阻为零的方向）摆动，这表示电容器充电（电容量大，偏转角度也大）然后表针逐渐向左（即∞方向）摆动，并慢慢稳定下来，这时表针指示数值为电容器的正向漏电电阻。电解电容器的正向漏电阻越高，相应的漏电流愈小。如果正向漏电阻在几十千欧到几百千欧以上，电容器就是好的。如果电阻值虽有几百千欧，但指针没有摆动现象，说明电解液已干涸失效，电容器不能使用。如果测试时，表针一直摆到零阻值处不返回，说明这个电容器内部已经短路或击穿。出现这两种情况的时候，还可以将万用表的量程大小变换一下作更详细地观察。测试晶体管收音机用小型电解电容器时，不宜使用R×10K的量程，因为这一档的电压比较高，会将它击穿。

由于电解电容器的介质具有单向导电性，它的正向漏电电阻大于反向漏电电阻，根据这一点，我们可以区分正、负标记不清的电容器两端极性。把万用表拨到R×1K档（容量在50μF以下时用R×1K档，在100μF以上时用R×100档），两只表笔接电容器两端，测出一个电阻值，然后把两只表笔交换位置再测一次，比较两次测得的电阻，以阻值较大的那次为准，黑表笔所接的那端为正极，另一端为负极。上述方法适合于工作电压较低的电解电容器。碰到工作电压较高的电解电容器时，上述方法并不十分准确，而要用漏电流测试器来判别。

一、极性：由于氧化膜介质具有单向导电性，电解电容器就有正、负极之分，在电路中不能接反。正极接正电压（高电位），负极接负电压（低电位）。如果极性接反，氧化膜介质不起绝缘作用，这时两极之间就会有很大的电流流过，使电容器发热、漏流，导致电容器损坏。有极性的电解电容器，不宜接在单独的交流电路中使用，因为在交流的负半周时两极之间有大电流通过而发热，最后使电容器损坏。

二、外加电压：加在电解电容器上的直流电压，不能超过它的额定工作电压（通称耐压），否则电容器就会被击穿。如果电路中同时存在交流分量的话，那么交流电压的峰值与直流电压之和不应超过电容器的额定工作电压，不然也会损坏电容器。

三、串、并联连接：如果电路中需要耐压较高的电容器，可用几支耐压较低电容器串联后使用。串联电容器的总电容量

串联使用时，最好采用同型号、工作电压相同的电容器。电解电容器即使同类产品，绝缘电阻相差也很大，会因分压不均，而被击穿，所以要在每个串联电容器旁加一个250千欧到1兆欧的均压电阻，如图④a。如果要提高耐压又要保持一定的电容量，可以接成如图④b的电容器组。此外，如需增大电容量而耐压没有超过，可用两个或几个电解电容器并联起来，见图④c，但是当几个电容的耐压不同时，外接工作电压应以耐压最低的一个电容器为准来确定。

四、温度：电解电容器在正常工作时两极之间是有漏电流的（在滤波和傍路等工作中是允许的）。温度升高时，漏电流将加大，为防止损坏，所以电解电容器装置时不要靠近电子管、电源变压器等发热元件。电解电容器串、并联时，应该使电容器之间互相保持一定距离，便于散热。在焊接时，动作要快，烙铁功率不宜过高，以防止电容器局部过热而损坏。

五、频率：在电路中工作频率升高时，电解电容器的电容量会下降，损耗也将增大，所以在有高频通过的电路里使用电解电容器时，还要给它并联上一个高频损耗较小的电容器（如云母、纸介等电容器），以免高频受到损失。

六、安装：直径大于Ф19毫米铝外壳的电解电容器在装置时要用夹圈固定。固定时，不要使外壳变形，否则容易使它的结构和密封性受到破坏。

七、老练：在选购电解电容器时，除考虑工作电压和容量符合电路需要外，还应注意电容器的制造日期，尽量选用近期产品。因为电解电容器贮存时间较长后，它的氧化膜介质会变薄，使漏电流加大，性能变差。对长期不用的电容器在使用前要加电压老练一定时间，使被损坏的介质，由电解质来修复。电解电容器进行老练时，所加电压为额定的工作电压的（1.1～1.2）倍，并由贮存时间的长短决定老练时间，一般贮存半年或一年之内的老练30分钟，贮存一年以上为60分钟。如电容量大的需要增加老练时间。如两次老练漏电流不见减小，此电解电容器不能使用。(徐光 柳河)