TEMEL ELEKTRONİK

Temel Devre Kanunları

Ohm Kanunu, Kirşof (Kirchoff) Kanunu

WATT Nedir ?

Pasif Devre Elemanları

Direnç, Sabit Direnç, Ayarlı Direnç, Ortam etkili dirençler

Direnç renk kodları, Direnç hesaplama, Direnç Ölçümü

Kondansatör

Bobin

Aktif Devre Elemanları

Diyot , Diyot Çeşitleri, Diyot Uygulamaları, Diyot Nedir

Transistör, Yükselteçler

Tristör, Tristör çeşitleri

Entegre Devreler

KONDANSATÖR

Kondansatör nedir kondansatör konu anlatımı kondansatör çeşitleri kondansatör formülleri kondansatör ölçümü kondansatör okuma kondansatör soruları kondansatör hesabı kondansatör değerleri

Kondansatör

Kondansatörler elektrik yüklerini kısa süreliğine depo etmeye yarayan devre elemanlarıdır.

Kondansatörlerin sembolü c, birimi ise faraddır. 
Kondansatörler yapısal olarak iki iletken levha arasına konulmuş bir yalıtkandan oluşur.

İletken levhalar arasında bulanan maddeye elektriği geçirmeyen anlamaında dielektrik adı verilir.

Kondansatörlerde dielektrik madde olarak; mika, kağıt, polyester, metal kağıt, seramik, tantal vb. maddeler kullanılabilir.

Elektrolitik ve tantal kondansatörler kutupludur ve bu nedenle sadece DC ile çalışan devrelerde kullanılabilirler.

Kutupsuz kondansatörler ise DC veya AC devrelerinde kullanılabilir.
Kondansatörlerin elektrik depolama kapasitesi; plakaların yüzey alanına, plakalar arasındaki uzaklığa ve kullanılan dielektrik maddenin cinsine bağlı olarak değişir.

Kondansatörler elektriği piller gibi uzun süre depolayamaz, herhangi bir devreye bağlı olmasalar da zamanla boşalırlar.

Kondansatörün Yapısı

Kondansatör sekilde görüldügü gibi, iki iletken plaka arasına yalıtkan bir maddenin yerleştirilmesi veya hiç bir yalıtkan kullanılmaksızın hava aralığı bırakılması ile oluşturulur. Kondansatörler yalıtkan maddenin cinsine göre adlandırılır. Kondansatör

Kondansatörün sembolü:

Kondansatör

Kondansatörün Çalışma Prensibi:

Kondansatörün Çalışma Prensibi: Kondansatörün bir DA kaynağına bağlanması ve doldurulması: Şekil (a) 'da görüldüğü gibi kondansatör bir DA kaynağına bağlanırsa, devreden Şekil (b) 'de görüldüğü gibi, geçici olarak ve gittikçe azalan IC gibi bir akım akar. IC akımının değişimini gösteren eğriye kondansatör zaman diyagramı denir.
Akımın kesilmesinden sonra kondansatörün plakaları arasında, kaynağın Vk gerilimine eşit bir VC gerilimi oluşur.
Bu olaya, kondansatörün doldurulması, kondansatöre de dolu kondansatör denir.
"Şarj" kelimesinin Türkçe karşılığı "yükleme" ya da "doldurma" dır.

KondansatörKondansatörKondansatör

Kondansatörün DC kaynağına bağlanması
a) Bağlantı devresi
b) Zaman diyagramı
c) Vc gerilim oluşumu

Kondansatör Devresinden Akım Nasıl Akmalıdır?

Sekil (a)'daki devrede, S anahtarı kapatıldığında aynı anda kondansatör plakasındaki elektronlar, kaynağın pozitif kutbu tarafından çekilir, kaynağın negatif kutbundan çıkan elektronlar, kondansatöre doğru akmaya başlar.
Bu akma işlemi, kondnsatörün plakası daha fazla elektron veremez hale gelinceye kadar devam eder.

Bu elektron hareketinden dolayı devreden bir IC akımı geçer.

IC akımının yönü elektron hareketinin tersi yönündedir. Devreden geçen IC akımı, bir DC ampermetresi ile gözlenebilir.

S anahtarı kapanınca ampermetre ibresi önce büyük bir sapma gösterir. Sonra da, ibre yavaş yavaş sıfıra gelir. Bu durum devreden herhangi bir akım geçmediğini gösterir.

IC akımına şarj akımı denir.

Devre akımının kesilmesinden sonra yukarıda da belirtildiği gibi kondansatör plakaları arasında VC=Vk oluşur.
VC gerilimine şarj gerilimi denir.

VC geriliminin kontrolü bir DC voltmetre ile de yapılabilir. Voltmetrenin "+" ucu, kondansatörün, kaynağın pozitif kutbuna bağlı olan plakasına, "-" ucu da diğer plakaya dokundurulursa VCdeğerinin kaç volt olduğu okunabilir.

Eğer voltmetrenin uçları yukarıda anlatılanın tersi yönde bağlanırsa voltmetrenin ibresi ters yönde sapar.

Kondansatörde Yük, Enerji ve Kapasite;

Şarj işlemi sonunda kondansatör, Q elektrik yüküyle yüklenmiş olur ve bir EC enerjisi kazanır.

Kondansatörün yüklenebilme özelliğine kapasite (sığa) denir. C ile gösterilir.Q, EC, C ve uygulanan V gerilimi arsında şu bağlantı vardır.

Q=C.V
EC=CV2/2

1. Q: Coulomb (kulomb)
2. V: Volt
3. C: Farad (F)
4. EC: Joule (Jul)Yukarıdaki bağlantıdan da anlaşıldığı gibi, C kapasitesi ve uygulanan V gerilimi ne kadar büyük ise Q elektrik yükü ve buna bağlı olarak devreden akan IC akımı da o kadar büyük olur.

Kondansatörün kapasite formülü:

C = ε0.εr.(A/d)
ε0: (Epsilon 0): Boşluğun dielektrik katsayısı (ε0=8.854.10-12)
εr: (Epsilon r): Plakalar arsında kullanılan yalıtkan maddenin İZAFİ1 dielektrik (yalıtkanlık) sabiti.(Tablo 1.6)

1. A: Plaka alanı
2. d: Plakalar arası uzaklık

A ve d değerleri METRİK sistemde (MKS) ifade edilirse, yani, "A" alanı (m) ve "d" uzaklığı, metre (m2) cinsinden yazılırsa, C' nin değeri FARAD olarak çıkar.

Örneğin:
Kare şeklindeki plakasının her bir kenarı 3 cm ve plakalar arası 2 mm olan, hava aralıklı kondansatörün kapasitesini hesaplayalım.

A ve d değerleri MKS' de şöyle yazılacaktır:

A=0,03*0,03=0,0009m2 = 9.10-4 m2
d=2mm=2.10-3m      ε0 = 8,854.10-12

Hava için εr=1 olup, değerler yerlerine konulursa:
C=8,854.10-12.4,5.10-1=39,843.10-13      F=3,9PF (Piko Farad)1 olur.

NOT: 1 İZAFİ kelimesi, yalıtkan maddenin yalıtkanlık özelliğinin boşluğunkinden olan farkını göstermesi nedeniyle kullanılmaktadır. İzafinin, öz türkçesi, "göreceli" dir.

Tabloda Bazı yalıtkan maddelerin εr sabitleri

Kondansatör

AC Devrede Kondansatör:

Yukarıda DC devrede açıklanan akım olayı, AC devrede iki yönlü olarak tekrarlanır.

Dolayısıyla da, AC devredeki kondansatör, akım akışına karşı bir engel teşkil etmemektedir.

Ancak bir direnç gösterir.p pKondansatörün gösterdiği dirence kapasitif reaktans denir.

Kapasitif reaktans, XC ile gösterilir. Birimi Ohm(Ω) dur.XC = (1/ωC) = (1/2πfC) 'Ohm olarak hesaplanır.

1. XC = Kapasitif reaktans (Ω) 
2. ω = Açısal hız (Omega) 
3. f = Frekans (Hz) 
4. C = Kapasite (Farad)
Yukarıdaki bağlantıdan da anlaşıldığı gibi, kondansatörün XC kapasitif reaktansı; C kapasitesi ve f  frekansı ile ters orantılıdır. Yani kondansatörün kapasitesi ve çalışma frekansı arttıkça kapasitif reaktansı, diğer bir deyimle direnci azalır.

KONDANSATÖR ÇEŞİTLERİ

- Sabit Kondansatörler

Sabit kondansatörler kapasitif değeri değişmeyen kondansatörlerdir.

1. Kağıtlı Kondansatör
2. Plastik Film Kondansatör
3. Mikalı Kondansatör
4. Seramik Kondansatör
5. Elektrolitik Kondansatör

- Ayarlı Kondansatörler

1. Büyük boy değişken kondansatörler (Varyabl kondansatör)
2. Küçük boyutlu değişken kondansatörler (Trimer)
3. Değişken kapasiteli diyotlar (Varaktör)

- Değişken Kapasiteli Diyotlar (Varaktör)


Kağıtli Kondansatör

Kondansatörlerin kapasitesini arttırmak için levha yüzeylerinin büyük ve levhalar arasında bulunan yalıtkan madde kalınlığının az olması gerekir. Bu şartları gerçekleştirirken de kondansatörün boyutunun mümkün olduğunca küçük olması istenir. Bu bakımdan en uygun kondansatörler kağıtlı kondansatörlerdir. Çok yaygın bir kullanım alanı vardır. bir kağıt, bir folyo ve yine bir kağıt bir folyo gelecek şekilde üst üste konur. Sonra da bu şerit grubu silindir şeklinde sarılır.
Bağlantı uçları (elektrotlar) alüminyum folyolara lehimlenir.
Oluşturulan silindir, yalıtılmış olan metal bir gövdeye konarak ağzı mumla kapatılır ya da üzeri reçine veya lak ile kaplanır.
şekilde kağıtlı kondansatörlerin dış görüntüleri verilmiştir.

Kondansatör

Plastik Film Kondansatör

Plastik Film Kondansatör Plastik film kondansatörlerde kağıt yerine plastik bir madde kullanılmaktadır. Bu plastik maddeler: Polistren, poliyester, polipropilen olabilmektedir.
Hassas kapasiteli olarak üretimi yapılabilmektedir. Yaygın olarak filtre devrelerin de kullanılır.
Üretim şekli kağıt kondansatörlerin aynısıdır.
Hassas kapasiteli olarak üretimi yapilabilmektedir. Yaygin olarak filtre devrelerin de kullanilir.
Üretim sekli kagit kondansatörlerin aynisidir.
Kondansatör

Mikali Kondansatör

Mika, "εr" yalitkanlik sabiti çok yüksek olan ve çok az kayipli bir elemandir. Bu özelliklerinden dolayi da, yüksek frekans devrelerinde kullanilmaya uygundur.
Mika tabiatta 0.025 mm 'ye kadar ince tabakalar halinde bulunur. Kondansatör üretiminde de bu mikalardan yararlanilir.

İki tür mikali kondansatör

  • Gümüs kaplanmis mikali kondansatör.
  • Aluminyum folyolu kaplanmis mikali kondansatör.

Gümüs Kaplanmis Mikali Kondansatör:

Bu tür kondansatörlerde mikanin iki yüzüne gümüs püskürtülmektedir. Olusturulan kondansatöre dis baglanti elektrotlari lehimlenerek mum veya reçine gövde içerisine yerlestirilir.
Sekilde degisik boydaki mikali kondansatörler gösterilmektedir.
Kondansatör

Alüminyum Folyo Kaplanmis Mikali Kondansatör:


Gümüs kaplama çok ince oldugundan, bu sekilde üretilen kondansatör büyük akimlara dayanamamaktadir. Büyük akimli devreler için, mika üzerine alüminyum folyo kaplanan kondansatörler üretilmektedir.Mikali kondansatör ayarli (trimmer) olarak ta üretilmektedir.

Elektrolitik Kondansatörler

Elektrolitik kondansatörler büyük kapasiteli kondansatörlerdir.
Yaygin bir kullanim alanani vardir. Özellikle, dogrultucu filtre devrelerinde, gerilim çoklayicilarda, ses, frekens yükselteçlerinde, kuplaj ve dekuplaj devrelerinde, zamanlama devrelerinde yararlanilmaktadir.

İki tür elektrolitik kondansatör vardir:

  1. Aliminyum plakali
  2. Tantalyum (tantalium) plakali

Alüminyum Plakali Elektrolitik Kondansatör

Aliminyum plakali elektrolitik kondansatörün yapisi sekil 1.21 'de verilmistir.
Sekilde görüldügü gibi kondansatör yapisi söyledir:

  • Birinin yüzü okside edilmis ve iki elektrot baglanmis olan serit seklindekiiki aliminyum plaka
  • Plakalarin arasinda elektrolitik emdirilmis kagit

Bunlar silindir seklinde sarilarak kondansatör olusturulmaktadir. Oksit tabakasi yalitkan oldugundan plakalar arasi yalitkanligi saglamaktadir.

Kondansatör

Aliminyum oksitli plakaya bagli elektrot pozitif (+), aliminyum plakaya bagli elektrot da negatif (-) olarak adlandirilir.
Devreye baglanti da "+" elektrot, devrenin pozitif tarafina, "-" elektrotta negatif tarafina baglanmalidir. Ters baglantida anot üzerindeki oksit tabakasi kalkar ve geçen akimla elektrolitik kimyasal reaksiyona ugrar ve isinip siserek kondansatörü patlatir.
Kagida emdirilmis olan elektrolitik, iletken bir madde olup, gövdesi oksit tabakasinin zamanla ve küçük degerli asiri gerilimlerde bozulmasini önlemektedir.www.diyot.net

Tantalyumlu Elektrolitik Kondansatör

Bu tür kondansatörde de anot, oksit kapli tantalyum serit ve katot da yalnizca tantalyumdur. Yapimi Aliminyum elektrotlu kondansatör ile aynidir.

Farki: Tantalyum oksidin yalitkanlik sabiti daha büyüktür.
Elektrolitik kondansatörlerin avantajlari ve dezavantajlari:

Avantajlari:

Hacmi küçük, kapasitesi büyüktür. Maliyeti düsüktür.

Dezavantajlari:

Kaçak akimi büyüktür.Ters baglanti halinde bozulur.
Kondansatör

Degisik kondansatörlerden görüntüler

a. Degisken Kondansatörler
b. Ayarlanabilen Kondanstörler
c. Kagit Kondanstörler
d. Seramik Kondanstörler
e. Elektrolitik Kondanstörler
f. Mika Kondanstörler

 

Tipi
Kapasitesi (C)
Tolerans
TipikAC gerilim
TipikDC gerilim
Sıcaklık sabiti
Kağıt
10nF-10µF
±%10
250V-500Vrms
600V
300 ppm/°C
Mika
5nF-10nF
±%0.5
-
60-600V
100 ppm/°C
Seramik
5pF-10nF
5pF-1µF
1nF-47µF
±%10 ±%20 ±%10
250V
60-10kV 60-400V
±30 ppm/°C Değişken Değişken
Polistren
50pF-0.5µF
±%1
150V
50-500V
-150 ppm/°C
Poliyester
100pF-10nF 1nF-47µF
±%5
400V rms
400V
400 ppm/°C
Polipropilen
1nF-100µF
±%5
600V
1250V
-170 ppm/°C
Aliminyun Elektrolitik
1µF-22000µF 1µF-100000µF
±%20 ±%50
Polarize Polarize
6-100V
1500 ppm/°C
Tantalyum Elektrolitik
1µF-1000µF 1µF-2000µF
±%10 ±%5
Polarize Polarize
1-50V
500 ppm/°C 200 ppm/°C

Tipi
fR
tan
:Delta
Kaçak direnci
Kararlılık
Tipik Uygulamaları
Kağıt
0.1MHz
0.005 0.01
1010ohm 109ohm
Düşük
Motor kont. Genel amaçlı;
Mika
10MHz
0.0005
1011ohm
Çok iyi
Yüksek frekans devreleri
Seramik
10MHz 10MHz 100MHz
0.002 0.02 0.02
108ohm 108ohm 1010ohm
iyi düşük iyi
Sıcaklık kontrolü Kuplaj&dekuplaj (by-pass)
Polistren
10MHz
0.0002
1012ohm
çok iyi
Ayarlı devreler Filtreler Zamanlayıcılar
Poliyester
1MHz 0.5MHz
0.005 0.01
1010ohm 1011ohm
Düşük
Genel amaçlı Kuplaj&dekuplaj
Polipropilen
1MHz
0.0003
1010ohm
Düşük
Genel amaçlı Motor başlangıç ve çalıştırma
Aliminyun Elektrolitik
0.05MHz
0.08
Kaçak akımına bağlı
Düşük
Alçak frekans dekuplajında güç kaynaklarında
Tantalyum Elektrolitik
0.1MHz
0.01 0.001
Kaçak akımına bağlı
iyi çok iyi
Ses frekansında kuplaj ve dekuplaj elektronikdevreler zamanlama dev.
Sabit kondansatörlerin karakteristik degerleri

Not(X):

  • 1ppm =10-6 kapasite birimidir.
  • Örnegin :300ppm/°C 'nin anlami; her sicaklik derecesi altinda, kapasite 300*10-6F artmaktadir. "+"ppm = Sicaklik arttikça kapasite de artiyor anlamindadir. "-"ppm = Sicaklik arttikça kapasite de küçülüyor anlamindadir.
  • Tan= RS/XC kayip sabitidir. Rs plakalar arasi yalitkandaki enerji kaybini sembolize etmektedir. Kondansatöre seri bagli bir RS direnci varmis gibi düsünülür. RS ve dolayisiyla da "tan" küçük olursa kondansatör o kadar kaliteli demektir.

Ayarli Kondansatörler

Ayarli Kondansatörler, kapasitif degerleri degisik yöntemler ile degistirilebilen kondansatörlerdir.Kullanilma yerine göre degisik yapida ve çesitli boyutlarda üretilmektedirler.
Sekilde görülen üç sekilde de sembolize edilebilir.

Kondansatör
Çesitleri:

Ayarli kondansatörler üç gruba ayrilir:
Büyük boy degisken kondansatörler (Varyabl kondansatör)
Küçük boyutlu degisken kondansatörler (Trimer)
Degisken kapasiteli diyotlar (Varaktör)www.diyot.net

Büyük Boy Ayarli (Varyabl) Kondansatörler

Bu gruba giren kondansatörler, Ingilizce adi ile varyabl (variable) olarakta anilmaktadir. "Varyabl" kelimesinin Türkçe karsiligi "degisken" kelimesidir. Varyabl kondansatörler paralel bagli çoklu kondansatörden olusmaktadir. Bu kondansatörlerin birer plakasi sabit olup, diger plakalari sekil 1.22(a) ve sekil 1.25 'te görüldügü gibi bir mil ile döndürülebilmektedir. Böylece kondansatörlerin kapasiteleri istenildigi gibi degistirilebilmektedir. Hareketli plakalar sabit plakalardan uzaklastikça, karsilikli gelen yüzeyler azalacagindan kapasitede küçülecektir. Hareketli plakalara rotor, sabit plakalara stator denmektedir.
Plakalar genelde alüminyum (Al) veya özel amaçlar için gümüs kapli bakirdir. Plakalar arasinda yalitkan madde olarak genellikle hava vardir. Bazi özel hallerde, mika plastik ve seramikte kullanilmaktaradir. Veya vakumlu (havasiz) yapilmaktadir. Havali ve yalitkanli kondansatörlerde bir miktar kaçak (leakage) akimi vardir. Vakumlu olanlarda hiç kaçak yoktur. Vakumlu kondansatörlerde; çalisma gerilimi 50 KV 'a ve frekensi 1000 MHz 'e kadar çikabilmektedir. Kapasitif degeri ise 50-250 pF arasinda degisir. Havalilarda ise kapasite 400pF 'a kadar çikabilmektedir. Varyabl kondansatörler ile büyük kapasitelere ulasilamamakla beraber, yukarida belirtildigi gibi çok büyük gerilimlerle ve frekenslar da çalisilabilmektedir. Bazi uygulamalarda, Sekil 1.25 'te görüldügü gibi ayni gövdede iki varyabl kondansatör kullanilir. Bunlardan birinin rotoru, statordan uzaklastirilirken digerinin rotoru ters bir çalisma sekli ile statoruna yaklasir.

Kondansatör
Varyabl kondansatörün kullanilma alanlari:

Radyo alicilari (plakalari çok yakin ve küçüktür).

  • Radyo vericileri
  • Büyük güçlü ve yüksek frekans üreticileri (plakalar arasi 2,5 m dir).

Küçük Boy Ayarli Kondansatörler (Trimerler)

Küçük boy ayarli kondansatörler, trimer (Trimmer), peddir (Padder) gibi degisik isimlerle anilmaktadir. Hassas kapasite ayari için kullanilirlar ve bu ayar tornavida ile yapilir. Bu nedenle, bunlara ayarli kondansatör de denilir. Degisik tipleri vardir. En yaygin tipi sekil 1.22 (b) 'de görüldügü gibi, yan yüzünde vida bulunan karesel yapida olanlaridir. Bu türde kare seklindeki iki alüminyum plaka arasinda mika veya plastik yalitkan vardir. Vida bir tornavida yardimi ile sikilinca plakalar birbirine dogru yaklasir ve C:eo.er.A/d bagintisi geregince "d" araligi kisaldigi için kapasite (C) büyür.
Ayrica sekil 1.26 'da görüldügü gibi silindirik veya varyabl tipinde olanlari da vardir. Silindiriklerde ortadaki iletken vida bir yalitkan içerisinde hareket etmekte ve bir plaka görevi yapmaktadir. Içe dogru vidalama yapildikça kapasitif deger büyümektedir.
Trimerler, 100-600 V gerilimde çalisabilmekte ve kapasiteleri çok küçük degerler ile 1000 pF arasida degismektedir.
Kondansatör

Baslica kullanim alanlari:

Telekomünikasyon devrelerinde kapasitif degerlerdeki ince ayarlar için kullanilir.

Degisken Kapasiteli Diyotlar (Varaktör)

Jonksiyon diyotlara ters gerilim uygulandiginda bir kondansatör gibi çalismaktadir. Uygulanan gerilime göre kapasitif deger degisir.
Uygulanan gerilim büyüdükçe kapasitif degeri kübagli kapasite degisikligi ölçülür.
Gerilime edeniyle VARAKTÖR veya VARIKAP adi verilmistir.

Kondansatör

Kullanim Alanlari:

0 - 100 V arasindaki gerilimlerde ve 200 GHz 'e kadar olan frekenslarda kullanilir. 3 - 100 pF arasinda kapasitif degere sahiptir.
Telekomünikasyonda frekans kontrolünde kullanilir.  

Kondansatör

 

POPÜLER KONULAR

PRATİK BİLGİLER

SAĞLAMLIK KONTROLÜ - TESTİ

POPÜLER PROJELER

TEKNOLOJİ SİTELERİ

POPÜLER SİTELER