Bilim Teknik Elektrik Elektronik Endüstriyel

Kondansatör Nedir ?

Elektronların kutuplaşarak elektriksel yükü elektrik alanın içinde depolayabilme özelliğinden yararlanarak, bir yalıtkan malzemenin iki metal tabaka arasına yerleştirilmesiyle oluşturulmuş olan temel elektrik ve elektronik devre elemanıdır. Elektrik teknolojisinin gelişmesi 18. Yüzyılda durgun elektriğin araştırılmasıyla bulunmuştur. Gelişimi 1745 yılında Ewald Georgvon Kleist elektriği küçük metal bir şişeye depolamayı başarmasıyla başlamıştır ancak bu elektronik elemanın asıl gelişimi ise Leiden’de elektrik üzerine çalışmalar yapan Pietervan Musschenbroek’in çalışmaları neticesinde ortaya çıkmıştır. Piyasa üzerinde kapasite, kapasitör, sığaç gibi isimlerinin de yerine kullanıldığı kondansatörlerin icadı 18. Yüzyıla dayanmaktadır. Günümüzde ise teknolojinin ilerlemesine büyük önem sağlamış, elektrik elektronik dallarının en vazgeçilmez unsurlarından bir tanesi olmuştur. Elektrik yükü depolama, reaktif güç kontrolü, bilgi kaybı engelleme, AC/DC arasında dönüşüm işlevleri için kullanılmaktadır. Bu nedenler doğrultusunda elektronik devrelerin vazgeçilmez elemanı hale gelmiştir. Bunların kendilerine özgü karakteristikleri bulunmaktadır. Bunlardan bahsedecek olursak;

Plakalar arasında kullanılmakta olan yalıtkan cismin cinsi,

Çalışma ve dayanma gerilim kapasiteleri,

Depolayabildiği yük kapasitesi olarak gösterilebilir.

Bu ifadeler göz önüne alındığı zaman gereksinime uygun durumda olan kondansatörün tercihi gerçekleştirilir. Fiziksel anlamdaki büyüklükleri çalışma gerilimleri ve depolayabilecekleri yük miktarıyla doğrudan bağlıdır. Tasarımı bakımından da zenginliğe sahiptir. İstenilen her çeşitte temin etmek mümkündür.

Temel manada iki değişken tüketici için seçme olanağı sunar. Bu farklar, kondansatörün çalışma dayanma gerilim değeri ve depolayabileceği yük miktarıdır ve bunlar her biri üzerinde belirtilmiş olması gerekli olan değerlerdir. Bazıları üzerinde çalışma değerleri doğrudan yazılmış olmasına karşın bazıları üzerinde rakamlar ve renkler ile belirtilir. Doğrudan değerleri yazılı olanlar kolay okunmasının yanı sıra rakam ve renk kodlu olanların okunması belli standartlar ışığında gerçekleştirilir.

Bu elemanlar sınıflandırılırken en çok kullanılan yöntem yalıtkan maddenin baz alınmasıdır. Malzemelerin bağıl yalıtkanlık katsayıları ve delinme gerilimleri yalıtkanlar arasındaki farkı oluşturur ve bunlar kondansatörlerin karakteristik özelliklerini oluşturup kullanım alanındaki çeşitliliği yaratmaktadır. Bu tip sınıflandırmanın yanı sıra kondansatörleri kapasite değerlerine göre değişik üretilme imkânı da bulunmaktadır. Kondansatörleri bu noktada sınıflandıracak olursak;

Sabit kondansatörler: Üretim aşamasında belirlenmiş olan kapasiteleri daha sonradan kullanıcı eliyle değiştirilememesi devreye daha sonradan ince ayar yapma olanağını ortadan kaldırmaktadır. Kullanıcı devreyi oluşturmadan önce ihtiyacı olan kondansatörü belirlemesi ve ona göre bir seçim yapması gerekmektedir. Sabit kondansatörlere örnek verecek olursak; Kâğıtlı , mikalı , plastik film , seramik ve elektrolitik kondansatörlerdir.

Ayarlanabilir kondansatörler: Kapasitelerini değiştirmek için çeşitli ayarlar yapabilme imkânı sağlayan kondansatörlerdir. Bu yapıları ile ince ayarlar yapmaya olanak sağlayan kondansatörler, üç çeşitten oluşmaktadır. Bu çeşitler; Varyabl , trimer kondansatör ve varaktör.

Varyabl kondansatör: Birçok plakanın birbiri içine geçecek şekilde bağlanmasıyla oluşturulan kondansatörlerdir. Sabit parçaya verilen isim stator, hareketli parçanınki ise rotordur. Rotora bağlanmış durumdaki mil sayesinde plakalar birbiri içine doğru hareket eder ve uzaklaşır. Bu şekilde plakalar arası yüzey alanının kontrolü gerçekleşir ve kapasite değerinde değişimler meydana gelir. Varyabl kondansatörler, çok büyük kapasite değerlerine ulaşamamasına rağmen yüksek gerilim ve yüksek frekans değerlerinde çalışabilmeye olanak sağlamaktadır.

Trimer kondansatör: Trimer kondansatörlerin, varyabl kondansatörlerden farkı olarak birbirine yaklaşması yöntemiyle kapasite değişimi sağlaması gösterilebilir. Küçük güç ve boyutlu olup tornavida ile kontrolü sağlanan trimerlerin kullanım alanı genel olarak telekomünikasyon devreleridir.

Varaktör: Diyot kullanılarak oluşturulmuş bir kondansatör çeşidi olan varaktör, gerilim kontrollüdürler, uygulanmakta olan gerilim değeri arttıkça kapasite değeri düşer. Yüksek frekansta çalışabilmekte olup telekomünikasyon alanında frekans kontrolünde kullanılmaktadır.

Bu çeşitlendirmelerin yanı sıra kondansatörleri birbirinden ayıran bir diğer etken ise kutup durumudur. Bu türde olanları ifade edecek olursak;

Kutupsuz kondansatörler: Üretiminde kutuplanmamış ve devreye bağlanma yönü önemli olmayan tipleridir. Seramik ve mika yalıtkanlı kondansatörlerin dâhil olduğu bir grup, birkaç pikoFarad’dan mikroFarad değerlerine kadar bir genişlikte değerler almaktadır.

Kutuplu Kondansatör: Üretim aşamasında kutuplu olarak tasarlanmış olan bu elelamanların bir + ve bir – ucu bulunmaktadır. Bu uçların devreye düzgün ve dikkatli bir şekilde bağlanması işleyişinin doğru olabilmesi için çok önemlidir. Aksi halde devreye dâhil edilenler  çalışmaya başladığında patlamaktadır.

İleri Düzey Bilgiler :

Not : Bu bilgiler elektronik formasyonu alanlar için faydalı olacak bilgilerdir.

Bu elektronik elemanların alternatif işarete olan direnci : 1 / C W dir.

Rc = 1/ C . (2∏ƒ) dir.

Imaginer Kondansatör Direnci : 1/ jw dir.

Kondansatörün sığası : q/v dir.   Cfarad = q (cloump)/V

1 farad = Uçlarına 1 volt doğru gerilim verildiğinde 6.275 X 10 ′28 adet elektron depolayabilme kapasitesidir.

Bu elemanlara alternatif işaret(sinusoidal işaret) uygulandığında gerilimi 90 º geri bırakır. Aynı şekilde akımı ise 90 º ileri bırakır. Özetle akım 90 º ileri faz farkına , gerilim ise 90 º geri faz farkına maruz kalır.

Not : Kondansatör ayrıca kapasite olarak ta adlandırılır.