Kondansatör nedir?
1896 yılında Charles Pollak tarafından bulunan ilk elektrolitik kondansatörden bu yana elektronik cihazların vazgeçilmez elemanlarından olan kondansatörler günlük hayatımızda hemen hemen her alanda karşımıza çıkıyor. Yıllar içinde teknolojinin gelişimi ile birlikte farklı çeşitleri üretilse de temelde kondansatör nedir sorusunun cevabı ve çalışma prensibi hep aynı kaldı.
Bu farklı devre elemanının tüm yönlerini incelemeye, tanımını yaparak başlayalım.
İçindekiler
Kondansatör nedir?
Kondansatör elektrik devresinde şarj depolama görevi üstlenen elemandır. Üzerine gerilim uygulandığında elektrik yükünü tutup depolar, gerektiğinde de bu şarjı devreye alır ve boşaltır. Bu depolama işlemi kısa sürelidir.
Kondansatör elektrik ve elektronik devrelerde sıklıkla karşımıza çıkar. Farklı tiplerde ve çok farklı amaçlarda kullanılan bu ürünler elektrik ve elektronik sektöründe kapasitör, kapasite, sığaç gibi farklı isimlerle de adlandırılmaktadır.
Kondansatör, bir bataryaya veya başka bir şarj devresine bağlandığında elektrik enerjisi depolar. Yaygın olarak elektronik bileşenlere yerleştirilir ve cihaz prizden çekilirken kısa bir süre boyunca güç kaynağını korumak için kullanılır. Kapasitör içindeki enerji (örneğin bir bilgisayarın RAM’i gibi) veri kayıplarını önler.
Kondansatörler doğru akımı iletmezler, alternatif akımı iletme özelliğine sahiptir. Bu özellikleri sayesinde güç kaynağı devrelerinde filtrelemede, rezonans devrelerinde istenilen frekansı üretmede ve güç aktarım hatlarında gerilim düzenlenmesi ve güç akışının kontrolünde kullanılırlar.
Kondansatörün birimi faraddır. (F)
Kapasitörler genellikle piyasada mikrofarad cinsinden kullanılır.
1 µF =10⁻⁶F => 1 mikrofarad 0,000001 farada eşittir.
Kondansatörün çalışma prensibi nasıldır?
Kondansatörün iç yapısını, bir dielektrik malzeme ile ayrılan iki paralel iletken (genellikle metalik plakalar) oluşturur. Kondansatörün şarj olması için bu iki plaka arasında potansiyel fark oluşmalıdır.
Kondansatör bir gerilim kaynağına bağlandığında kaynağın pozitif terminaline bağlanan plakası pozitif, negatif terminaline bağlanan plakası negatif yüklenir. Plakalar arasındaki yalıtkan dielektrik malzeme nedeniyle gerilim kaynağı sürekli bir akım dolanımı başlatamaz ve şarj bir plakandan diğerine geçmez. Kondansatör levhaları arasındaki gerilim ile gerilim kaynağının ürettiği gerilim birbirine eşitlendiğinde dolaşan akım 0’a iner ve bu sırada gerilim kaynağının ile kondansatör bağlantısı kesilirse kısa süreliğine yüklü kalır yani şarj olur. Bu şarj daha sonra gerektiğinde kullanılır.
Kondansatörün kullanım alanları
Kondansatörün kullanım alanları şunlardır:
- Kompanzasyon devrelerinde cosfi değerini 1’e yaklaştırarak şebekenin enerji kalitesinin artırılmasına da yardımcı olurlar.
- Elektronik devrelerde dalgalanmaları, ani değişimleri, pikleri ve gürültüleri engellemekte kullanılırlar.
- Tam veya yarım dalgalı redresörün çıkışını düzelttiklerinden dolayı güç kaynaklarında kullanılırlar.
- Darbeli güç uygulamalarında büyük akım darbeleri oluşturmak için kullanılırlar. Bunlara ait bazı örnekler elektromanyetik biçimlendirme, Marx jeneratörler, darbeli lazerler (özellikle TEA lazerler), nabız oluşturma ağları, füzyon araştırması ve parçacık hızlandırıcılarıdır.
- Kondansatörler AC ilettiğinden, DC sinyallerini bloke ettiğinden (uygulanan DC gerilimine kadar şarj edildiğinde), genellikle bir sinyalin AC ve DC bileşenlerini ayırmak için kullanılırlar.
- Tek fazlı sincap kafesli motorlarda, motor gövdesi içindeki birincil sargı rotor üzerinde bir dönme hareketi başlatamaz. Motoru çalıştırmak için, sekonder sargı, başlangıç sargısı boyunca sinüsoidal akımda gecikme sağlamak için polarize olmayan bir başlangıç kondansatörü ile seri olarak kullanılır.
- Kondansatörler ve indüktörler, belirli frekans bantlarındaki bilgileri seçmek için ayarlı devrelerde birlikte uygulanır. Örneğin, radyo alıcıları istasyon frekansını ayarlamak için değişken kondansatörlere güvenir.
- Havadaki nemi ölçmek için açık ve gözenekli bir dielektrik kondansatör kullanılabilir. Kondansatörler, uçaklardaki yakıt seviyesini doğru bir şekilde ölçmek için kullanılır.
Kondansatörün nerelerde kullanıldığı zihninizde canlanması için günlük hayatta nerelerde kullanıldığına ait bir örnekleme yapalım:
Evlerde kullanılan elektronik saatlerin bazıları prize bağlıdır. Bu saatlerin içerisinde küçük kondansatörler mevcuttur. Elektrik kesintisi olduğunda saatin enerjisiz kalmaması ve zaman sayımını durdurmaması için elektrik gelene kadar kondansatör üzerinde bulunan şarj boşaltılır ve zaman sayımı durmaz. Tabii ki bu gerilim depolama kısa sürelidir. Enerji kesintisi uzun sürerse kondansatör tamamen boşalır. Aynı şekilde şarjı bitmiş cep telefonumuzun tekrar şarj ettiğimizde saatinin geri kalmamasının sebebi de kondansatörlerdir. Çok uzun süre kullanılmadığında veya şarj edilmediğinde boşalır ve saati tekrar ayarlamak gerekir.
Kondansatör çeşitleri
Değişken kondansatör
Ana değişkenlerin bir kontrol düğmesi ile ayarlanabildiği kondansatör cinsidir. Bu kontrol düğmesi bir radyo vb. cihazı ayarlamak için kullanılabilir. Önceden ayarlanmış değişken kapasitörler normalde bir vida ayarına sahiptir ve kurulum, kalibrasyon ve test vb. sırasında ayarlanması amaçlanmıştır.
Elektrolitik kondansatör
Yüksek kapasitans gerektiğinde elektrolitik kondansatörler kullanılır. Elektrolitik kapasitörlerin çoğu polarize edilir. Elektrolitik kapasitörlerin kullanımları genellikle DC güç kaynağı devresindedir, çünkü kapasitans olarak büyük ve dalgalanma voltajını düşürmede küçüktürler.
Güç kondansatörü
Yüksek gerilim ve alçak gerilim dağıtım güç sistemlerinde reaktif enerjinin düzenlenmesi işleminde kullanılır. Enerji kalitesinin artırılmasında önemli bir yere sahiptir. Büyük yapılıdır.
Seramik kondansatör
Seramik dielektrik malzemeye sahiptir. Yüksek voltaj işlevselliğine sahiptir. Bu kapasitörler seramik malzemeyi dielektrik olarak kullanırlar. Seramikler, kondansatörlerin üretiminde izolatör olarak kullanılan ilk malzemelerden biridir.
Tantalum kondansatör
Tantalum oksit dielektrik malzemeye sahiptir. Yüksek kapasitanslıdır. Sıradan alüminyum elektrolitik kapasitörler, 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.
Mika kondansatör
Mika kondansatör üksek doğruluklu kondansatör tipidir. Mika kapasitörler, yüksek frekanslarda kullanılan düşük kayıplı kapasitörlerdir ve bu kapasitör, spesifik kristal yapı bağlaması nedeniyle kimyasal, elektriksel ve mekanik olarak çok kararlıdır ve tipik olarak katmanlı bir yapıdır.
Kağıt kondansatör
Kağıt dielektrik malzemeye sahiptir. Kağıt kondansatörün yapısı iki metal folyo tabakanın arasındadır ve mumlu kağıt ya da yağlı kağıt bu şekilde ayrılır.
Kondansatör nasıl ölçülür?
Kondansatör sağlamlık testi şöyle yapılır:
- Multimetreyi direnç ölçüm moduna getirin.
- Kondansatörün üzerinde farad cinsinden değeri yazar. Bu değeri bir yere kaydedin.
- Devreden kondansatörü çıkarmadan veya çıkararak pozitif (kırmızı) multimetre ucunu kondansatör anot ucuna; negatif (siyah) multimetre ucunu da kondansatör katod ucuna dokundurun. (Çoğu kondansatörde, özellikle elektrolitik kondansatörlerde, anot ucu katot ucundan daha uzundur.)
- Multimetre üzerinde okunan değer kapasitörün üzerinde basılı değere yakınsa kondansatör sağlamdır. Kondansatör üzerine basılan değerden ölçüde düşükse, veya sıfırsa kondansatör bozuk demektir.
Kondansatör renk kodları
Aşağıdaki siteden kondansatör üzerindeki renkleri yukarıdan aşağıya girerek elinizdeki kondansatörün değerini kolayca öğrenebilirsiniz.
Websitesi İngilizce’dir. Sayfayı açtığınızda boş bir alana sağ tıklayıp “Türkçe diline çevir” seçeneğiyle sayfayı Türkçe hale getirebilirsiniz.
http://www.csgnetwork.com/capcccalc.html
Kondansatör formülleri
C = Farad cinsinden kapasitans
Q = Coulomb cinsinden şarj (yani elektron sayısı)
V = Kondansatör plakaları arası endüklenen gerilim
Kondansatör seri bağlama
Kondansatör paralel bağlama
