Kondansatör Tipleri ve Özellikleri: Tüm Türleri İncelendi!

Kondansatör (kapasitör) elektrik enerjisini depolayan bir cihazdır. Kondansatör bir dielektrik malzeme ile ayrılmış iki iletkenden oluşur. Devredeki bir kondansatörün çalışması, şarj olma ve deşarj olma yeteneğine bağlıdır. Kondansatör şarj olduğunda, bir plakada fazla elektron birikir ve diğer plakada elektron eksikliği oluşur. Temel olarak bu şekilde çalışan kondansatör, türlerine ayrıldıkça farklılıklar göstermeye başlar. Bu makalemizde kondansatör tipleri ve özelliklerine göz atacağız.

Kondansatör Tipleri

En çok kullanılan kondansatör tipleri şunlardır:

1.Sabit kondansatörler

Sabit kondansatörler film, elektrolitik, seramik, süper, mika, cam, geçiş kondansatör çeşitleri olarak sınıflandırılabilir.

a. Film kondansatörler

Film kondansatörler, kâğıt ve plastik film kondansatörler olarak sınıflandırılabilir.

a1. Kâğıt film kondansatörler

Kâğıt dielektrik malzemeye sahip olan kondansatör çeşidine kâğıt film kondansatör denir.

Kâğıt kondansatörün yapısı iki metal folyo tabakanın arasındadır ve mumlu kâğıt ya da yağlı kâğıt bu şekilde ayrılır. Bu kondansatörler hala bazı elektronik ekipmanlarda kullanılmaktadır. Yaklaşık 0.001 µF ila 0.1 µF arasında değişen değerlere sahiptirler ve genellikle yaklaşık 1000 V’a kadar olan düşük ila orta gerilimleri işleyebilirler.

a2. Plastik film kondansatörler

Plastik film kondansatör; polyester, polietilen ve polistiren gibi plastik hammaddeye sahip kondansatör çeşididir.

Üretim yöntemi, plastik esnek olduğunda kağıt kondansatörler ile aynıdır. Plastik daha sert ise istifleme yöntemleri kullanılabilir. Plastik film birimleri için kapasitans değerleri, yaklaşık 50 pF’den onlarca mikrofarad’a kadar değişir. Çoğu zaman 0.001 µF ila 10 µF aralığındadırlar. Plastik kondansatörler, ses ve radyo frekanslarında ve düşük ila orta gerilimlerde kullanılır. Verimlilikleri iyidir.

b. Seramik kondansatörler

Seramik kondansatör; seramik dielektrik malzemeye sahip kondansatör çeşididir. Yüksek gerilim işlevselliğine sahiptir.

Seramikler, kondansatörlerin üretiminde izolatör olarak kullanılan ilk malzemelerden biridir. Seramik, mika gibi oldukça düşük bir kayba sahiptir ve bu nedenle yüksek verim sağlar.

Düşük kapasitans değerleri için sadece bir kat seramik gereklidir ve disk şeklindeki porselene her iki tarafta birer tane olmak üzere iki metal plaka yapıştırılabilir. Seramik kondansatörler, birkaç pikofaraddan yaklaşık 0,5 µF’ye kadar değişen değerlere sahiptir. Nispeten kırılgan olduklarından, şok ve titreşimden zarar görebilirler.

c. Elektrolitik kondansatörler

Yukarıda belirtilen kondansatör türlerinin tümü, nispeten küçük kapasitans değerleri sağlar. Ayrıca polarize değildirler, yani her iki yönde de bir devreye bağlanabilirler. Bir elektrolitik kondansatör, yukarıdaki tiplerin herhangi birinden önemli ölçüde daha fazla kapasitans sağlar, ancak doğru çalışması için devrede doğru yönde bağlanması gerekir. Bu nedenle, bir elektrolitik kondansatör polarize bir bileşendir. Elektrolitik kondansatörler alüminyum, tantal ve niyobyum olarak sınıflandırılabilir.

c1. Alüminyum elektrolitik kondansatörler

Alüminyum elektrolitik kondansatörler, çalışma prensipleri kısmen elektrokimyasal işlemlere dayandığından, kondansatör çeşitleri arasında özel bir konuma sahiptir. Alüminyum elektrolitik kondansatörlerin geniş uygulama yelpazesine yol açan özelliği, bir Farad kapasitansına kadar üretilmesini sağlayan yüksek hacimsel verimleridir. Yüksek güvenilirlik ve mükemmel bir fiyat/performans oranı ile birlikte yüksek dalgalı akım kapasitesine sahiptirler.

c2. Tantal elektrolitik kondansatörler

Tantal oksit dielektrik malzemeye sahiptir. Yüksek kapasitanslıdır. Sıradan alüminyum elektrolitik kondansatörler, birçok kullanım için oldukça büyüktür. Boyutun önemli olduğu uygulamalarda tantal kondansatörler kullanılabilir. Bunlar alüminyum elektrolitiklerden çok daha küçüktür ve alüminyum üzerinde bir oksit tabakası kullanmak yerine tantal üzerinde bir oksit tabakası kullanırlar.

Tantal kondansatörler yüksek güvenilirliğe ve mükemmel verimliliğe sahiptir. Fazla arızalanmadıkları ve düşük sıcaklıklarda iyi performans gösterebildikleri için askeri uygulamalarda sıklıkla kullanılırlar.

c3. Niyobyum elektrolitik kondansatörler

Niyobyum kondansatör, niyobyum metal tozunun sinterleme gövdesi yüzey tarafında oluşan penoksidasyon niyobyumu bir dielektrik hale getiren polar bir kondansatördür. Küçük ve büyük kapasitanslara ve alev geciktirici özelliklere sahiptir. Ayrıca kurşunsuz lehimlemeyi karşılayan çevre dostu bir bileşendir.

d. Süper kondansatörler

Süper kondansatörler, elektrokimyasal çift katmanlı, psedö ve hibrit kondansatörler olarak sınıflandırılabilir.

d1. Elektrokimyasal çift katmanlı kondansatörler

Elektrokimyasal çift katmanlı kondansatörler, iki karbon bazlı elektrot, bir elektrolit ve bir ayırıcıdan yapılmıştır. Normal kondansatörlere göre daha fazla elektrik yükü depolayabilir. Gerilim uygulandığında, elektrot yüzeylerinde yük birikir. Farklı yüklerin doğal çekimini takiben, elektrolit çözeltisindeki iyonlar, ayırıcı boyunca zıt yüklü elektrotun gözeneklerine yayılır. Elektrotlar, iyonların yeniden birleşmesini önleyecek şekilde tasarlanmıştır. Böylece, her elektrotta çift katmanlı bir yük üretilir.

d2. Psedökondansatörler

Yükü elektrostatik olarak depolayan elektrokimyasal çift katmanlı kondansatörlerin aksine, psedökondansatörler, elektrot ve elektrolit arasındaki yük aktarımı yoluyla yükü Faradaik olarak depolar. Bu Faradaik süreçler daha büyük kapasitanslar ve enerji yoğunlukları elde etmesine izin verir. Psedökondansatörlerin yükü depolamak için kullanılan iki adet elektrot malzemesi, iletken polimerleri ve metal oksitleri vardır.

d3. Hibrit kondansatörler

Hibrit kondansatörler, daha iyi performans özellikleri elde etmek için elektrokimyasal ve psedö kondansatörlerin avantajlarını kullanmaya ve dezavantajlarını azaltmaya çalışır. Yükü depolamak için hem Faradaik hem de Faradaik olmayan süreçleri kullanan hibrit kondansatörler daha yüksek enerji ve güç yoğunluklarına sahiptir.

e. Mika kondansatörler

Mika kondansatör yüksek doğruluklu kondansatör tipidir. Yüksek frekanslarda kullanılan düşük kayıplı kapasitörlerdir. Spesifik kristal yapı bağlaması nedeniyle kimyasal, elektriksel ve mekanik olarak çok kararlıdır ve tipik olarak katmanlı bir yapıdır.

Mika kondansatörlerin kaybı düşüktür; yani gerilim değerleri aşılmadığı sürece ısı olarak çok az güç harcarlar. Kalın mika tabakaları kullanılıyorlarsa gerilim değerleri birkaç bin volta kadar çıkabilir. Ancak mika kondansatörler, kapasitanslarıyla orantılı olarak fiziksel olarak büyük olma eğilimindedir. Ana uygulamaları radyo alıcıları ve vericileridir.

f. Cam kondansatörler

Cam dielektrik kondansatörler, neredeyse elli yıldır, uzun vadeli kararlılık ve güvenilirlik için tercih edilen kondansatörler olmuştur. Cam veya cam bileşiminde mevcutturlar. Düşük kayıpları nedeniyle zaman zaman RF ve iletim ekipmanlarında kullanılırlar. Kapasitansları sınırlıdır.

g. Geçiş kondansatörleri

Tüm elektrik tesisatları ve ekipmanlarının elektromanyetik girişimini bastırmak için geçiş kondansatörleri kullanılır. Ayrıca telefon santralleri ve baz istasyonları için son derece uygundurlar. GHz aralığına kadar geniş bant elektromanyetik girişim bastırma sayesinde, harici parazit darbelerinin besleme ağı aracılığıyla ekipmanın içine iletilmesini önlerler.

h. Yarı iletken kondansatörler

Yarı iletkenler kondansatör yapmak için kullanılabilir. Bir yarı iletken diyot akımını bir yönde iletir ve diğer yönde iletmeyi reddeder. Diyot üzerinden bir voltaj kaynağı iletken olmayacak şekilde bağlandığında kondansatör görevi görür. Kapasitans, diyota bu ters gerilimin ne kadarının uygulandığına bağlı olarak değişir. Ters gerilim ne kadar büyük olursa, kapasitans o kadar küçük olur. Bu özellik diyotu değişken bir kondansatör yapar.

Yarı iletken kondansatörler genellikle küçük kapasitans değerlerine sahiptir. Fiziksel olarak küçüktürler ve yalnızca düşük gerilimlerle başa çıkabilirler.

2. Değişken kondansatörler

Ana değişkenlerin bir kontrol düğmesi ile ayarlanabildiği kondansatör cinsidir. Bu kontrol düğmesi bir radyo vb. cihazı ayarlamak için kullanılabilir. Önceden ayarlanmış değişken kondansatörler normalde bir vida ayarına sahiptir ve kurulum, kalibrasyon ve test vb. sırasında ayarlanması amaçlanmıştır. Değişken kondansatörler; hava değişkenli ve trimmer olarak ikiye ayrılır.

a. Hava değişkenli kondansatörler

İki set metal plaka birbirine geçecek şekilde bağlanarak ve dönebilen bir şafta takılarak değişken bir kondansatör yapılması mümkündür. Dönebilen plaka grubuna rotor, sabit plaka grubuna stator denir. Bu, frekansı ayarlamak için kullanılan eski radyo alıcılarında görmüş olabileceğiniz bileşen türüdür. Bu tür kondansatörler verici çıkış ayar ağlarında kullanılmaktadır.

Hava değişkenleri, her setteki plaka sayısına ve ayrıca plakalar arasındaki boşluğa bağlı olan maksimum kapasitansa sahiptir. Ortak maksimum değerler 50 pF ila yaklaşık 1.000 pF’dir; minimum değerler birkaç pikofaraddır. Gerilim işleme kapasitesi, plakalar arasındaki boşluğa bağlıdır. Bazı hava değişkenli kondansatörler birçok kilovolt ile başa çıkabilir.

b. Trimmer kondansatörler

Kondansatörün değerini çok sık değiştirmek gerekli olmadığında trimer kullanılabilir. Tipik maksimum değerler, birkaç pikofaraddan yaklaşık 200 pF’ye kadar değişir. Düşük ila orta gerilimleri idare ederler ve oldukça verimlidirler. Polarize değildirler.

Kaynak