KONDANSATÖR
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 |
|
|
| Bakalit |
|
|
| Sellüloz |
|
|
| Cam |
|
|
| Mika |
|
|
| Kagit |
|
|
| Polistren |
|
|
| Porselen |
|
|
| Lastik |
|
|
| Statit |
|
|
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
bir degerdir. 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.
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 | ||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
Seramik kondansatörlerin renk kodlari yukaridaki sekildeki
gibidir. Birinci renk temperature coefficienttir. Daha sonraki 3 renk
halkasi deger renkleridir. Son halka ise toleransi gösterir.
|
KONDANSATÖR |
||||
|
|
|
under 10 pf |
over 10 pf |
ppm/C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
| |
|
|
|
| ||
|
|
| |||
|
|
|
|
| |
|
|
| |||
|
|
| |||
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
Tantal kondansatörler de sekilde görüldügü gibi degerlendirilir.
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. 
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.
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