Kondansatör (Kapasitör) Nedir?
Kondansatör (Kapasitör), elektrik devresinde şarj depolama görevi üstlenen elemandır. Kondansatör (Kapasitör), üzerine gerilim uygulandığında elektrik yükünü tutup depolar, gerektiğinde de bu şarjı devreye alır ve boşaltır. Bu depolama işlemi kısa sürelidir. Temelde iki adet iletken plakanın arasına yalıtkan bir madde koyulması ile elde edilir. Kondansatör, devrede ve denklemlerde C harfi ile gösterilir ve birimi Farad (F) ‘dır. Piyasada kapasite, kapasitör, sığaç gibi isimlerle de anılır.
Kondansatörler doğru akımı iletmezler, alternatif akımı iletme özelliğine sahiptir. Bu özellikleri sayesinde güç kaynağı devrelerinde filtrelemede, rezonans devrelerinde istenilen frekansı üretmede ve güç aktarım hatlarında gerilim düzenlenmesi ve güç akışının kontrolünde kullanılırlar.
Kondansatör Yapısı
Kondansatör (Kapasitör), çeşitli boyutlarda birbirine paralel, silindirik veya küresel olarak yerleştirilen iki iletken plaka ve arasında kalan yalıtkan malzemeden oluşur. Yalıtkan kısım boş olabileceği gibi dielektrik (elektriği geçirmeyen) özelliğe sahip bir maddeden (kağıt, cam, plastik, seramik, mika, vs.) de oluşabilir.
Kondansatörün Çalışma Prensibi
Kondansatör bir gerilim kaynağına bağlandığında kaynağın pozitif terminaline bağlanan plakası pozitif, negatif terminaline bağlanan plakası negatif yüklenir. Plakalar arasındaki yalıtkan dielektrik malzeme nedeniyle gerilim kaynağı sürekli bir akım dolanımı başlatamaz ve şarj bir plakadan diğerine geçemez. Kondansatör levhaları arasındaki gerilim ile gerilim kaynağının ürettiği gerilim birbirine eşitlendiğinde dolaşan akım sıfıra iner ve bu sırada gerilim kaynağı ile kondansatör bağlantısı kesilirse kısa süreliğine yüklü kalır yani şarj olur. Bu şarj daha sonra gerektiğinde kullanılır.
Kondansatör Çeşitleri
Yalıtkan Cinsine Göre Kondansatörler
Vakumlu Kondansatör:
Vakumlu Kondansatörlerde iki metal arasında havasız ortam bırakılır ve genelde cam veya seramik kaplanarak oluşturulur. Özellik olarak düşük yük kapasitesi (10-1000 pikoFarad) ve yüksek gerilime (1000V) dayanması gösterilebilir. Genelde radyo vericilerinde ve yüksek gerilim gerektiren uygulamalarda kullanılır.
Havalı Kondansatör:
Metal plakaları arasında hava boşluğu bırakılmasıyla oluşturulan bu kondansatörlerde, plakalar genelde alüminyum ve gümüş kaplamalı olarak tasarlanır. Hava yalıtkanının dielektrik kaybı düşüktür. Hemen hemen tüm hava aralıklı kondansatörler ayarlanabilir olarak imal edilir ve radyo frekansı ayarlamada kullanılır. Ayrıca yüksek kapasite değerleri sunarlar.
Plastik Film Kondansatör:
Yüksek kaliteli polimer (polikarbonat, polyester, polipropilen ve yüksek kalite için polisülfon) tabakalarından üretilen Plastik Film Kondansatörler sinyal ve filtre devrelerinde kullanım alanı bulur. Genelde kutupsuz olurlar.
Mika Kondansatör:
Tasarım olarak metal filmli kondansatöre benzeyen Mika Kondansatör, çoğunlukla yüksek gerilim için kullanılır. Kapasite değerleri 50 pikoFarad ile 20 nanoFarad arasındadır. Tolerans değeri yüksektir ve yüksek frekansta çalışabilme özelliği vardır.
Seramik Kondansatör:
Sırayla dizilmiş metal ve seramik tabakalarından oluşur. Yüksek hassasiyet gerektirmeyen kuplaj ve filtreleme işlemlerinde geniş bir kullanım alanı bulur. Yüksek frekans için uygundur.
Süper Kondansatör:
Süper Kondansatör, diğer kapasitörlere göre birim kütle veya hacim başına 10 ile 100 kat daha fazla enerji depolayabilen bir kapasitör türüdür. Normal kapasitörlere göre daha hızlı ve daha basit şarj edilebilir.
Kapasite Değerlerine Göre Kondansatörler
Varyabl Kondansatör:
Birçok plakanın birbiri içine geçecek şekilde bağlanmasıyla elde edilen Varyabl Kondansatörler iki parçadan oluşur. Bunlar sabit parça stator ve hareketli parça rotordur. Rotora bağlı olan mil sayesinde plakalar birbiri içine doğru hareket eder veya uzaklaşır. Bu şekilde plakalar arası yüzey alanı kontrol edilir ve kapasite değerinde değişim olur. Varyabl Kondansatörler, çok büyük kapasite değerlerine ulaşamasalar da yüksek gerilim ve yüksek frekans değerlerinde çalışabilme olanağı sunarlar.
Trimer Kondansatör:
Trimerler, varyabl kondansatörlerden farklı olarak plakaların birbirine yaklaştırılması yöntemiyle kapasite değişimi sağlar. Küçük güç ve küçük boyutlu olup tornavida ile kontrol edilen Trimer Kondansatörlerin kullanım alanı genel olarak telekomünikasyon devreleridir.
Varaktör:
Diyot kullanılarak oluşturulmuş bir kondansatör çeşididir. Gerilim kontrollüdürler, uygulanan gerilim değeri büyüdükçe kapasite değerleri düşer. Yüksek frekansta çalışabilip telekomünikasyon alanında frekans kontrolünde kullanılırlar.
Kutup Durumuna Göre Kondansatörler
Kutupsuz Kondansatör:
Üretim aşamasında kutuplanmamış ve devreye bağlanma yönü önem taşımayan kondansatörlerdir. Seramik ve mika yalıtkanlı kondansatörlerlerin dahil olduğu bu grup, birkaç pikoFarad‘dan mikroFarad değerlerine kadar bir yelpazede değer alır.
Kutuplu Kondansatör:
Üretilirken kutuplu olarak tasarlanan bu kondansatörün bir + ve bir (-) ucu vardır. Bu uçların devreye düzgün şekilde bağlanması gerekir. Gerilim kaynağının + ucu kondansatörün + ucuna, gerilim kaynağının – ucu ise kondansatörün – ucuna bağlanması gerekir. Eğer ters bağlanırsa kondansatör patlar. Kondansatörün uzun bacağı + kısa bacağı – dir.
Kondansatörlerin Kullanım Alanları
-Kompanzasyon devrelerinde cosfi değerini 1’e yaklaştırarak şebekenin enerji kalitesinin artırılmasına da yardımcı olurlar.
-Elektronik devrelerde dalgalanmaları, ani değişimleri, pikleri ve gürültüleri engellemekte kullanılırlar
-Tam veya yarım dalgalı redresörün çıkışını düzelttiklerinden dolayı güç kaynaklarında kullanılırlar
-Darbeli güç uygulamalarında büyük akım darbeleri oluşturmak için kullanılırlar. Bunlara ait bazı örnekler elektromanyetik biçimlendirme, Marx jeneratörler, darbeli lazerler (özellikle TEA lazerler), nabız oluşturma ağları, füzyon araştırması ve parçacık hızlandırıcılarıdır.
-Kondansatörler AC ilettiğinden, DC sinyallerini bloke ettiğinden (uygulanan DC gerilimine kadar şarj edildiğinde), genellikle bir sinyalin AC ve DC bileşenlerini ayırmak için kullanılırlar.
-Tek fazlı sincap kafesli motorlarda, motor gövdesi içindeki birincil sargı rotor üzerinde bir dönme hareketi başlatamaz. Motoru çalıştırmak için, sekonder sargı, başlangıç sargısı boyunca sinüsoidal akımda gecikme sağlamak için polarize olmayan bir başlangıç kondansatörü ile seri olarak kullanılır.
-Kondansatörler, belirli frekans bantlarındaki bilgileri seçmek için ayarlı devrelerde birlikte uygulanır. Örneğin, radyo alıcıları istasyon frekansını ayarlamak için değişken kondansatörlere güvenir.
-Havadaki nemi ölçmek için açık ve gözenekli bir dielektrik kondansatör kullanılabilir. Kondansatörler, uçaklardaki yakıt seviyesini doğru bir şekilde ölçmek için kullanılır.
Kondansatör Nedir? adlı yazımızın sonuna geldik.
Kaynakça:
https://www.entes.com.tr/kondansator-nedir-nerelerde-kullanilir/
https://www.aydinlatma.org/kondansator-nedir-nasil-calisir.html
Balıkesir Üniversitesi | Elektrik Elektronik Mühendisliği