KONDANSATÖR (KAPASİTÖR) NEDİR ?

KONDANSATÖR (KAPASİTÖR)

Kondansatör, elektrik yükünü depolayan devre elemanlarıdır. Depolanan bu yük ihtiyaç olduğunda tekrar kullanılabilir. Kondansatörlerin birçok uygulamada kullanıldığını görmekteyiz . Güç kaynaklarında filtre amacıyla, ses yükseltilmelerinde katmanlar arasında kuplaj sağlamak ve etkin topraklama sağlamak amacıyla sıklıkla kullanılmaktadır .kondansatörün sembollerini ve şekli görünmektedir.

KONDANSATÖR'ÜN YAPISI

Kapasitörün iki adet iletken arasında yer alan yalıtkan ile oluşturulabileceğini söylemiştik.

Yalıtkan kısım boş olabileceği gibi dielektrik özelliğe sahip bir maddeden de oluşabilir (örneğin kağıt, cam, plastik, seramik, mika vs).

KONDANSATÖR'ÜN ÇALIŞMA PRENSİBİ

Kapasitöre gerilim uygulandığında iletken plakalar birbirlerine göre ters ve eşit değere sahip elektrik yükü ile yüklenirler. Bu durum, plakalar arasında bir elektrik alan oluşmasına sebep olur.

Bu iki plaka arasında yalıtkan maddeden dolayı herhangi bir yük akışı (elektrik akımı) olmaz.

Yük değişimi yalnızca kapasitörün iki ucu aracılığıya bağlı olduğu devre üzerinden gerçekleşebilir.

Bir kapasitörün kapasitans değeri, plakalar arasındaki elektrik yükünün (birimi Coulomb’dur) plakalar arasında oluşan gerilime (Volt) oranıdır. Yani Farad biriminin boyutu Coulomb/Volt’tur.

Elektrik devrelerinde çoğunlukla Farad’ın trilyonda biri (pikofarad, pF), milyarda biri (nanofarad, nF) ve milyonda biri (mikrofarad µF) mertebelerinde kapasiteye sahip kapasitörler kullanılır.

KONDANSATÖR ÇEŞİTLERİ

Seramik Kondansatörler

Sabit değerli kondansatörlerdir. Modern elektronik devrelerin birçoğunda seramik kondansatör kullanılmaktadır. Kapasite aralığı düşüktür, kutupsuz kondansatörlerdir. Yüksek frekans cevabına ve düşük parazit etkisine sahiptir. Rezonans devrelerinde yüksek stabilite ve düşük kayıplar sağlar. Aynı zamanda By-Pass, tampon ve kuplaj uygulamalarında yüksek verim sağlar.

Elektrolit Kondansatörler

Kapasiteyi artırmak için elektrolit kullanılmaktadır. Elektrolit, sıvı ya da jel olarak yüksek iyon içerir. Elektrolit kondansatörlerin çoğu kutupludur. Bu kondansatörlerin yüksek kapasiteye sahip olması bir avantaj iken bazı noktalarda dezavantajı da olmaktadır. Yüksek sızıntı akımı, tolerans değerleri ve eşdeğer seri direnç değerleri kondansatörün ömrünü kısaltmaktadır.

Film Kondansatörler

Dielektrik malzeme olarak plastik film kullanılmaktadır. Birçok uygulamada düşük maliyet, düşük endüktans ve stabil çalışmasından dolayı tercih edilmektedir. Birçok türde film kondansatör üretilmektedir: polyester film, metal film, polipropilen film, PTFE film ve polistrin film. PTFE film kondansatörler yüksek sıcaklık direncine sahip olduğundan, havacılık ve askeri alanlarda kullanılırken, metal polyester film kondansatörler uzun süre stabilite gerektiren uygulamalarda kullanılır.

Mika Kondansatörler

Mika doğal mineraller grubudur. Gümüş mika kondansatörlerde dielektrik madde olarak mika kullanılmaktadır. Bu kondansatörler nispeten küçük, değerli, güvenilir ve istikrarlıdır. Düşük kayıplı kondansatörlerdir. Yüksek frekanslarda kullanılır ve değerleri değişmez.

Polimer Kondansatörler

Elektrolit kondansatörlerde kullanılan sıvı ya da jel elektrolit yerine katı polimer elektrolit kullanılır. Bu sayede elektrolitlerin kuruma sorunu da ortadan kalkmış olur. Çoğu durumda polimer kondansatörler, maksimum voltaj seviyesi aşılmadığı sürece direkt olarak elektrolit kondansatörlerin yerine kullanılabilir. Elektrolit kondansatörlere göre daha uzun ömür, yüksek maksimum çalışma sıcaklığı, en iyi stabilite, düşük eşdeğer seri direnç ve yüksek güvenilirliğe sahiptir.

Trimmer Kondansatörler

Kapasite değerinin ayarlanması için kullanılan milin bir vida şeklinde üretilmiş halidir. Tornavida yardımı ile istenilen kapasite değeri ayarlanır. Değişken kondansatöre göre biraz daha düşük değer aralıklarında çalışırlar.

Süper Kapasitör

Süper kapasitörler (ultra kapasitör ismiyle de anılır), 12kF (=12.000 Farad) gibi çok yüksek kapasite değerlerine sahip olabilen kapasitörlerdir. Tipik bir elektrolitik kapasitörün birim hacimde depoladığı enerjinin yaklaşık 10 ile 100 katı kadarını depolarlar. Bu yüksek kapasiteyi elde etmek için klasik olarak kullanılan dielektrik malzeme yerine ikili mekanizmaya sahiptirler. Bunlardan birisi elektrostatik, diğeri de elektrokimyasal prensip ile çalışır. Süper kapasitörler şarj edilebilir bataryaların yerini alması için tasarlanmıştır. Elektrikli araçlarda rejeneratif frenleme ile üretilen enerjiyi depolamada kullanılırlar.

Kapasitörün Devreye Bağlanış Biçimleri

Diğer tüm iki uçlu devre elemanları gibi kapasitörler de elektrik devrelerinde paralel veya seri bağlı olabilirler.

Birden çok kapasiörün paralel bağlı olması durumunda, kapasitans değerleri toplanır:

Kapasitörlerin seri bağlı olduğu durumda ise, eşdeğer kapasitenin çarpmaya göre tersi, her bir kapasite değerinin çarpmaya göre tersinin toplamına eşit olur:

Kapasitör Değeri Okuma

Elektrolitik kapasitörlerin üzerlerinde gerilim ve kapasite değerleri yazılıdır. Fakat seramik kapasitörler üzerinde 3 rakamlı bir kod bulunur. Bu kodun ilk iki hanesi kapasite değerini, yanındaki numara da katsayıyı temsil eder.

Bu değerlerin çarpılması ile pikofarad cinsinden kapasite değeri bulunur:

sayıların yanında bulunan harf değeri ise, kapasitörün üretim toleransını ifade eder