电容器的性能和测试
一、电容器的主要性能
1、标称电容量及偏差
2、额定电压
3、绝缘电阻
4、损耗角正切值
二、常用电容器介绍
1、电解电容器
2、塑料薄膜电容器
3、陶瓷薄膜电容器
三、电容器的参数测试
1、容量和损耗的测试
2、绝缘电阻的测试
3、漏电流的测试
4、耐压试验

一、电容器的主要性能
    电容器的电气性一般有四个主要参数，它们是：电容量、额定电压、绝缘电阻、损耗角正切值。
1、 标称电容量及偏差
电容器的最主要参数是电容量，基本单位是PF、nF、μF。例如680PF、220nF、2μF。其中1μF=1000nF,1nF=1000PF。商品电容器都标有标称电容量及偏差，例如某一电容器标有220nJ，表示这个电容器的标称电容量为220nF，实际电容量应在220nF±5%之内，此处J表示容量误差为±5%。若J改为K，表示误差为±10%，改为M表示误差为±20%。
2、 额定电压
电容器上还标有额定电压值，在不注明的情况下，均指直流额定工作电压。电容器在工作时，其上承受的直流电压应小于额定电压。
3、 绝缘电阻
理想电容器，在其上加有直流电压时，应没有电流流过电容器，而实际上存在有微小的漏电流。直流电压除以漏电流的值，即为电容器的绝缘电阻。电容器的绝缘电阻是一个不稳定的电气参数，它会随着温度、湿度、时间的变化而变化。现在CL11、CBB22等塑料薄膜电容器的绝缘电阻值可达到5000MΩ以上。电解电容器则直接用漏电流的大小来表示这个参数。
4、 损耗角正切值
当交流电流通过电容器时，其上有一个交流电压降，对于理想的电容器，其两端的交流电压降乘上流过的电流所得的值称为无功功率，此时，电容器不会发热。而实际的电容器在有电流流过时会产生微小的热量，产生这微小热量的功率称为有功功率。此时电容器的整个功率分为有功功率和无功功率两部分，有功功率与无功功率之比就为损耗。例如CBB22型电容器的损耗约在万分之五左右，也就是说发热功率占无功功率的万分之五。如果用矢量图来说明损耗的定义，在电压值为基准的矢量图上，把有功功率和无功率率换算成对应的发热电流和不发热电流，此时发热的电流与电压同相，不发热的电流超前电压90°，正好是直角三角的两个直角边，发热的电流（阻性电流）与不发热的电流（容性电流）之比就是三角函数的正切值，所以又称为损耗角正切值tgδ，简称损耗。电容器损耗受工作频率的影响较大，一般而言，均随频率的增高而增大，但也有例外。
CBB型聚丙烯塑料薄膜电容器、云母电容器、高频陶瓷电容器的损耗值一般小于10*10-4，CL型涤纶电容器〈100*10-4 ，而电解电容器则大得多，详细见附表。
二、常用电容器介绍
1、电解电容器
电解电容的特点是单位体积的容量可以做的很大，但其它电性能较差，损耗在100Hz时约为5%-10%左右，容量的稳定性和温度系数也差。这种电容器主要应用在电源滤波和要求不严的低频电路中。使用者要记住的是：同样的容量，大体积的要比小体积的损耗小；同样的容量，高压的比低压的损耗要小，；不同的容量，小容量比大容量的损耗要小。钽电解电容器（CA型）电性能包括损耗、容量的稳定性和温度系数，要比铝电解好得多。但价格也要高此。
2、塑料薄膜电容器
塑料薄膜电容器是现在最常用的电容器，常见的按介质材料分为CBB和CL两种，CBB型聚丙烯电容器损耗比较小，约在5*10-4左右，而CL型涤纶电容器损耗约在50*10-4左右，对于其它几个参数如绝缘、耐压等两种电容器大体相同，且性能都比较好，例如绝缘可以超过五万兆欧。小型塑料薄膜电容器容量范围在1000PF-10μF之间，电机启动用CBB60等电容器的容量可以做到100μF。
3、陶瓷电容器
陶瓷电容器按材料分为三种：1类瓷CC型，2类瓷CT3、3类瓷CS型，1类瓷电容器电性能最好，一般工作在高频领域。绝缘和损耗也都非常好，温度系数也很小。与其它电容器不同，陶瓷电容器的介质用复合材料，可以改变材料的配方来调节温度系。所以1类瓷电容器除了标明容量外，还要标明其温度系数以及温度系数的误差。一般情况下，温度系数越小的电容器，其材料的介电常数比较小，但是容量做不大，所以I类高频瓷介电容器的最大电容量不超过1000PF。2类瓷和3类瓷电容器又称为铁电陶瓷。它们的特点是材料的介电系数特别高，所以制成的电容器容量特别大，而体积又很小。但是它们的电性能比较差，损耗在1%以上，温度变化30°时，容量可能会变化50%，所以容量的稳定性比较差。
三、电容器参数的测试
如上所述，电容器有四个基本参数，容量、额定电压（耐压）、绝缘电阻、损耗。工厂中用电容电桥测试电容量和损耗，用直流高压试验仪（高压台）测试额定工作电压，用绝缘电阻测试仪测试绝缘电阻。
1、 容量和损耗的测试
早期，工厂中用WQ5、CCJ1等手动电容电桥测试电容器的容量和损耗，速度慢、精度差。现代一般都用数字式自动电桥来测试，只要把被测电容器接到电桥上，就能立即用数字显示出电容器的容量大小和损耗值。有的电桥不仅可以显示电容量大小，还能直接显示出容量的误差，这样更符合工厂中的测试要求，因而来得更方便。常见的电桥有LCR数字电桥，可以测试电阻、电感、电容器，测试范围较广泛，适合于使用电容器的整机厂作为进厂元器件来料检验用.
另有一种为电容器专用数字电桥，容量测试范围比较广，从1PF-100000μF，几乎涵盖电容器的所有容量范围，并且还可以选择误差测试，损耗的分辨率为万分之一，有三种测试频率，适合电容器生产厂家和需要大批量测试电容器的整机厂商使用。
另外按照测试频率和容量范围分为A、B、C、D、E的五个型号DCD-1系列数字电桥，专用于测试电容器的误差和损耗的电桥，它具有测试速度快，精度高，稳定可靠，使用简单，合格适中的特点，特别适合电容器生产厂家生产线上作为快速检测使用。
2、 绝缘电阻的测试
绝缘电阻的测试原理是在电容器上加上一定的高压，然后测试流过它的漏电流，再换算成绝缘电阻值，由电表指示出。因此绝缘电阻测试仪由直流高压发生器（测试电压）和漏电流测试器（精密电压表）组成。测试电压分为10V、50V、100V、250V、500V……。测试电容器绝缘时，应该选择低于额定工作电压的最大标准测试电压。
老式的绝缘电阻测试仪由电子管组成，耗电大，发热重，测试速度也比较慢。
3、 漏电流的测试
漏电流的测试实际上与绝缘电阻的测试是一回事。电解电容器考核漏电流，而其它电容器考核绝缘电阻。测试电解电容器漏电流时，测试电压需要和电容器的额定电压相同，所以漏电流测试仪的测试电压要求能够从0伏连续调节到500伏，以满足繁多的额定电压。另外电解电容器的漏电流也比其它电容器大得多，使得漏电流测试仪与绝缘电阻测试仪不太相同。
4、 耐压试验：
电容器需要测试上面几个参数以外，还需要进行耐压试验。一般标称直流工作电压的电容器用直流电压来进行耐压试验，而标称交流工作电压的电容器（例如交流电动机起动电容器）要用交流电压来进行耐压试验，不过为节省设备起见，也可以用直流电压来进行试验，只是需要把试验电压适当提高。国家规定试验电压为额定工作电压的2倍到3倍。