这个话题起源于作者偶然得到的信息。在完成了《音频功率放大器设计手册》的翻译后，作者需要在网上查阅美国Tektronix在介绍维修经验时，公司的示波器数据大力推荐电容器ESR手表，被称为电子爱好者的强大工具，对检测电器有很大的帮助，从而引起了作者的兴趣。经过一段时间的思考、研究、设计、生产和试用，结合我以前的经验，我证实了你所说的是真的。这个电容器ESR表确实是维护电子设备、消除电路故障的有力工具和非常有用的好帮手。独乐乐不如中乐乐。它是根据我的知识和实际设计和制造的。这里有电容器ESR全面介绍表作，以期给广大人物电子爱好者为促进这一新工具的普及应用提供有益的帮助。
也许很多人都没听说过这种手表。作者以前只知道专业仪器LCR电桥可以测量电容ESR。何为ESR？测量电容的ESR有什么用？相信很多读者心里都会有这样的疑问。为此，先简单介绍一下背景知识。
1.电容的ESR
ESR是英语Equivalent Series Resistance缩写意味着等效串联电阻。完美的电容器本身不会产生任何能量损失，只存在于理论上，而实际的电容器总是有一些缺陷。这种损失的外部性能就像电阻与电容器串联在一起。另一方面，由于引线、绕组等物理结构因素，电容器中仍存在电感成分。因此，实际电容器的等效模型可以表示为图表1所示模式。其中，电容C理想电容，R即等效串联电阻ESR，L即等效串联电感ESL。引入ESR和ESL，使模型更接近电容器在电路中的实际性能。
图1 实际电容等效模型
图2 实际电容器和理想电容器的区别。斜直线是理想电容器的阻抗曲线V字形是实际电容的阻抗曲线。
图3 不同容量电容的阻抗特性曲线
ESR其存在使电容器的行为偏离了其原始定义。例如，理论上，“电容器两端的电压不能突变”，但实际上，ESR会产生一定的压降，这与突然施加的电流有关 电容器不再遵循理论规律。另一个例子是，电容器会因为ESR内部发热是由功耗引起的。作者曾经生产过两种早期产品10μF/ 16V高ESR电解电容，正常地接到微型计算机开关电源的5V输出两端。由于此处高频脉动电压较大，电容内部损耗产生的热量加热内部气体，发出“吱吱”之声，竟在几秒内导致电容炸开，前后两次均是如此。
图2、图3显示了电容的实际阻抗特性。由于ESR以及ESL带来的影响，当频率上升到一定程度，即到了高频区，电容的阻抗不再遵从理论上的规律随频率的升高而降低。在图2中的低频段，电容的容抗在起主要作用，基本上还遵从理想电容的规律。在中间频率段，本应是ESL与C共同谐振而呈现阻抗深谷，但有ESR 的存在，改变了曲线的走向，换言之，ESR在这里起主要作用。在高频区，则是ESL在起主要作用。
图4 不同材质电容随频率变化的ESR曲线。图中方框（顺序为光左右、后上下）列出了所测电容的品种和规格，200/6表示200μF/6V，以此类推。第1、 2、4种为不同的钽电解电容，其中第1种为聚合物固态钽电解电容。第2种为较常见的二氧化锰固态钽电解电容，第4种为多层结构的二氧化锰固态钽电解电容。第3种为二氧化锰固态铌电解电容。第5种为MLCC即多层陶瓷电容，两只100μF/4V并联。第6种为低ESR铝电解电容。
图5 普通电解电容与低ESR电解电容的ESR曲线。上方曲线显示，普通电解电容在较大的频率范围内其ESR值变化并不大。
电容ESR的大小跟电容的制造有关。材质不同，ESR有区别。材质相同，则容量越大，ESR越小，约跟容量的开方成反比。同一品种的电容，耐压越高，ESR往往更低。就材质而言，电解电容的ESR明显高于薄膜电容。在电解电容中，铝电解电容的ESR又高于钽电解电容。在薄膜电容中，聚丙烯、聚苯乙烯等材料的电容ESR较小。一个对比例子是，1μF聚丙烯电容的ESR为10mΩ，而容量达1000μF的铝电解电容，其ESR为0.1Ω。