TEMEL ELEKTRONİK

KONDANSATÖRLER

Alternatif akim devrelerinde, elektrik yükünü biriktirmek kapasitif reaktans saglamak amaciyla  kullanilan gereç.Temelde bir ince yalitkan ile birbirinden ayrilmis iki iletken levhadan olusan aygit.

Bir kondansatörun elektrik yükü tasiyabilme yetenegi yani  kapasitesi C ile gösterilir ve levhalarda birikmis elektrik  yükünün

(Q = Coulomb ) levhalar arasindaki potansiyel  farkina ( V = volt ) oranina esittir.

C = Q / V ………………………. (1)

Bir kondansatörde biriken enerji ise:

j = ½ C V2…………………………. ( 2) dir.

Buradaki birimler Farad, volt, coulomb ,joule olarak kullanilir.
 
 
Iki veya daha çok iletken levha ve aralarina yalitkan bir madde koyarak bir kondansatör yapildigini söyledik. Burada yalitkan olarak hava da kullanilabilir ve hepimizin çok iyi bildigi havali kondansatör elde edilir Konuyu açiklamada pratik olsun diye hep iki iletken levha olarak kullanacagiz. Simdi iki iletken levhayi birbirine çok yakin olarak koyalim, arada hava bulunsun. Bu kondansatörun kapasitesi A olsun.

Simdi ayni iki levhayi ayni uzaklikta tutup araya baska bir madde (kagit, seramik, mika) koyarak bir kondansatör yapalim ve bunun kapasitesi B olsun

B /A oranina ikinci kondansatörü olusturan yalitkan maddenin dielektrik maddenin "Bagil dielektrik sabitesi" adi verilir.

Yani havanin yalitkanligi temel alinarak diger kondansatörler buna kiyasla degerlendirilir.

Bagil dielektrik sabitesinin büyük olmasi, ayni plaka yüzeyi ile hava yerine bu madde kullanildiginda, büyüklügü oraninda  yüksek kapasitede kondansatör elde edilmesi anlamina gelir.

Arada bulunan yalitkan maddenin bir önemli vasfi da, bu maddenin potansiyel farkina dayanikligidir,  buna bozulma veya delinme gerilimi adi verilir.

Delinme gerilimi düsük ise bu kondansatörün levhalari arasina  verilen daha yüksek gerilimle kondansatör delinir.
 

     
Maddenin Adi Dielektrik Sabitesi Delinme voltaji
Hava
1
20
Bakalit
5
700
Sellüloz
7
300 -1000
Cam
4-7
400
Mika
2-7
250 - 1500
Kagit
2
1250
Polistren
2,5
500 -2500
Porselen
6-8
40 - 100
Lastik
3
450
Statit
4
200
     

Not: delinme voltaji 0.025 mm için verilmistir.

Bir kondansatörün kapasitesi ; plaka sayisi,plaka yüzölçümü dielektrik sabiti ile dogru, plakalar arasindaki uzaklik ile ters orantilidir. Kapasite kullanimini hesaplamada ki temel formül.

C = 0,0885 K . A .( n-1 ) / d ………………………(3) dir.

Burada birimler: C pikofarad , K dielektrik sabiti, A santimetrekare  olarak tek plaka yüzeyi , D santimetre olarak plakalar arasi  mesafe , N plaka sayisi dir. www.diyot.net

Örnek: bir plaka yüzeyi 10 santimetre kare olan 11 plakadan olusan plaka araligi 1 milimetre olan havali bir kondansatör yapalim.

Kapasitesi nedir?

C pikofarad = 0.0885 X 10 X 10 X 1 / 0.1 = 88.5 pf

Kondansatörlerde birim olarak kullanilan Farad çok büyük birdegerdir. Pratikte pek kullanilmaz. Farad'in milyonda biri olanmikrofarad ve mikrofaradin milyonda biri olan pikofarad en çok kullanilan birimlerdir. Arada nano farad vardir. Bir nano farad mikrofaradin 1000 katidir.

Farad 1 Mikrofarad 10 - 6 farad Nanofarad 10 - 9 farad  Pikofarad 10 -12 farad  Bu ölçüye göre 0.047 mf = 47 nf = 47.000 pf olur. Amatörlerin kullandigi kondansatörler genelde 1 pf'tan  100.000 mikrofarad'a kadar degisen degerlerdir. Bunca farkli kapasitede kondansatör ancak degisik dielektrik maddeler  sayesinde olur.Yüksek kapasitedeki kondansatörlerde kimyasal maddeler, yüksek voltajli kondansatorlerde yag kullanilmasi gibi. Bir kondansatörü bir direnç ile bir dogru akim kaynagina  bagladigimizda, devrenin açilmasi ile kondansator levhalari  üzerinde elektrik yükü birikir ve levhalar arasinda bir potansiyel  farki meydana gelir.Burada, kondansatörun dolmasi tabir edilen, potansiyel farkinin olusmasi için bir zaman gerekir. Bir voltage - zaman grafiginde bu tabii logaritmik bir fonksiyondur. V = E ( 1- e ( -t/rc) ) dir. Burada : V kondansatör gerilimi, E kaynak gerilimi, e tabi logaritma 2.718 , R ohm olarak  devre rezistansi, C farad olarak kapasite, t sarj süresi saniye olarak Burada teorik olarak kondansatör sonsuza kadar doldurulabilir.Fakat pratikte RC time konstant dedigimiz bir sürede Kondansatörü dolmus sayariz. Formülde RC = t ise V (rc) = E ( 1- e -1 ) = 0.632 E yani 

rezistans ve kapasite çarpimi kadar sürede kondansatör kaynak geriliminin 0.632 si kadar dolar. Pratikte Megaohm ve mikrofarad seçildiginde çarpimlari saniye olarak t olur.

Örnek 1000 µf bir kondansatör 1 kiloohm direnç üzerinden 100 volt uygulanarak dolduruluyor.Burada t = RxC =1000 mf X 0.001 mohm = 1 sn dir.Bir sn sonra 63.2 volt kondansatör gerilimi ortaya çikar. Bu kondansatörü 1 megaohm üzerinden doldursaydik,RxC =1000 sn olurdu ve ayni gerilim degeri  1000 sn yani 16.6 dakika sonra ortaya çikardi. www.diyot.net

Kondansatörun bosalmasi da dolmasi gibi log e nin bir fonksiyonudur. V = E ( e ^ (-t /rc)) dir. Yani ayni zaman sabiti süresince kondansatörun 0.632'Sİ kadar bosalma gerçeklesir. V = 0.368 E kadar gerilim kondansatör uçlarinda kalir. KONDANSATÖR

Kondansatörler elektronik devrelere dogru akimi ayirmak,alternatif akim devrelerinde kapasitif reaktans sebebi ile akimi sinirlamak içi kullanilir. Bir A.C. devresine bir kondansatör baglandigi zaman.

Kapasitif Reaktans = X c =1 / 2 p f c dir.

Yani frekans arttikça ve kondansatorün kapasitesi arttikça kapasitörün alternatif akima gösterdigi direnç azalir. Bu nedenle kondansatörler alternatif akim devrelerinde akim sinirlayici olarak kullanilir. Göktay beyin meshur sarj cihazi bu prensiple çalisir.

Örnek : 200 volt 50 hz lik bir A.C. kaynagina 2 mikrofaradlik bir kondansatör baglasak devreden ne kadar akim geçer.Xc = 1/ 2x3.14x50x0.000002 = 1592 ohm I =V/R 200/1592 =125 miliamper

Pratikte biz amatörler pek çok tip kondansatör kullaniriz.Kondansatörler dielektrik maddeye göre siniflandirilirlar.Belli basli kondansatörler sunlardir:

1-) Havali, 

2-) Kagit,

3-) Mika,

4-) Polistren,

5-) Tantal,

6-) Yagli,

7-) Elektrolitik,

8-) Polyester,

9-) Seramik,

10-) Mylar,

gibi kondansatör çesitleri mevcuttur.

Ayrica kondansatörler 

Dayanabilecegi voltajlar ve toleranslari belirlenerek piyasaya  sürülürler. Rf devrelerinde kullanilan feed-through kodansatörlertrimmer kondansatörler ve varicap'lar da farkli çesit kondansatörlerdendir.

Kondansatörler için bak resim 1.
 

Renk Kodlari
         
Renk
deger
sifir sayisi
tolerans
voltaj
         
Siyah
0
0
   
Kahve
1
1
1
100
Kirmizi
2
2
2
200
Turuncu
3
3
3
300 
Sari
4
4
4
400
Yesil
5
5
5
500
Mavi
6
6
6
600
Mor
7
7
7
700
Gri
8
8
8
800
Beyaz
9
9
9
900
Altin
 
0,1
5
1000
Gümüs
 
0,01
10
2000
Renksiz
   
20
500

Seramik kondansatörlerin renk kodlari yukaridaki sekildeki gibidir. Birinci renk temperature coefficienttir. Daha sonraki 3 renk halkasi  deger renkleridir. Son halka ise toleransi gösterir.
 

 
SERAMIK 
KONDANSATÖR 
   
Renk
Çarpan
Tolerans 
under 10 pf
Tolerance 
over 10 pf
Tem. Coeff 
ppm/C
Siyah
1
% 20
2 pf
0
Kahverengi
10
%1
 
-30
Kirmizi
100
%2
 
-80
Turuncu
1000
   
-150
Sari
     
-220
Yesil
 
%5
0.5 pf
-330
Mavi
     
-470
Mor
     
-750
Gri
0.01
 
0.25 pf
30
Beyaz
0.1
%10
1.0 pf
500

Tantal kondansatörler de sekilde görüldügü gibi degerlendirilir.

KONDANSATÖR
 
 

Birinci tip tantallarda,birinci ve ikinci renk standart color  tablosundan okunur.ortadaki çarpan yuvarlagidir. Yani bununla çarpilir.

Siyah 1 kahve 10 kirmizi 100 beyaz 0.1 gri 0.01 dir. Son renk olan pembe ye tekabül eden voltaj renkleri ise söyledir.

Sari 6.3 yesil 16 mavi 20 gri 25 beyaz 3 siyah 10 pembe 35 volt.

Ikinci tip tantallarda isaretli çizgili taraf positif bacagi gösterir. Üst rakam mikrofarad olarak kapasiteyi alt rakam ise voltaji belirtir.

Polyester kapasitorlerde ise durum söyledir. 5 adet seritten ilk ikisi standart renk kodundan okunur ve pf degerindedir.. Üçüncü serit çarpandir.Tolerans siyah % 20, beyaz %10 yesil % 5'dir. Voltaj ise kahve 100 kirmizi 250 sari 400 volt anlamindadir.
KONDANSATÖR
 

Mercimek tabir ettigimiz yuvarlak kondansatörlerin pek çok çesidi  vardir. Üzerinde yalniz rakam yazanlarda p veya n harfi basta  veya ortada ise nokta anlamina gelir. p pikofarad n ise nanofarad  anlamindadir.

P 82 = 0.82 pikofarad 5p6 = 5.6 pikofarad n 22 = 0.22  nanofarad = 220 pf demektir.

Yine bu tip yuvarlak kondansatörlerde 

104M 103K 222K 472M 4R7D gibi yazilar görürüz. Burada ilk dört  ifadedeki gibi olanlarda ilk iki rakam ilk iki sayidir,daha sonra  gelen 4 ,3 ,2 gibi sayilar okadar sifir anlamindadir.
M %20 K %10 J % 5 G %2 F % 1 tolerans demektir.
Burada ki kondansatörler; 
10.0000 pf = 0.1 µf 10.000 pf = 10 nf 2200 pf 4700 pf degerindedirler.

Son olarak belirtilen 4R7D gibi tiplerde ise 4 ve 7 ilk iki rakami R ise noktayi gösterir ve bu kondansatör 4.7 pf ve 0.5 pf Hassasiyettedir Yuvarlak kondansatörlerin bazilarinda tepe  renk seridi bulunur, bu temperature coefficient color code'dir.

KONDANSATÖR

Elektrolitik kondansatörler baglanirken + ve - kutuplara dikkat edilir. Paralel bagli kondansatörlere kapasite kondansatör degerlerinin  toplami kadardir. Seri bagli kondansatörlerde:

1/c1 +1/c2 +…. 1/cn = 1/c olur. Eger seri baglanan kondansatör  elektrolitik ise kutuplari pillerin seri baglanmasi gibi baglanir. Elektrolitik kondansatörler paralel baglandiginda düsük voltajli  kondansatör dayanma gerilimi geçerlidir. Seri baglandiginda ise  kapasitesi en az olan kondansatör uçlarinda en fazla gerilim  olacagi göz önüne alinmalidir.

www.diyot.net