Kondansatör - Gama Teknik

Transkript

Kondansatör - Gama Teknik
www.gamateknik.com [email protected]
Kondansatör
Farklı boyut ve kapasitelerde kondansatör
çeşitleri...
Kondansatör, elektronların kutuplanarak
elektriksel yükü elektrik alanın içerisinde
depolayabilme özelliklerinden faydalanılarak,
bir yalıtkan malzemenin iki metal tabaka
arasına yerleştirilmesiyle oluşturulan temel
elektrik ve elektronik devre elemanıdır.
Piyasada kapasite, kapasitör, sığaç gibi
isimlerle anılan kondansatörler, 18. yüzyılda
icat edilip geliştirilmeye başlanmış ve
günümüzde teknolojinin ilerlemesinde büyük
önemi olan elektrik - elektronik dallarının en
vazgeçilmez unsurlarından biri olmuştur.
Elektrik yükü depolama, reaktif güç kontrolü,
bilgi kaybı engelleme, AC/DC arasında
dönüşüm yapmada kullanılırlar ve tüm entegre
elektronik devrelerin vazgeçilmez elemanıdırlar. Kondansatörlerin karakteristikleri olarak;



plakalar arasında kullanılan yalıtkanın cinsi,
çalışma ve dayanma gerilimleri,
depolayabildikleri yük miktarı
sayılabilir. Bu kriterler göz önünde bulundurulduktan sonra gereksinime uygun olan
kondansatör tercih edilir. Kondansatörlerin fiziksel büyüklükleri, çalışma gerilimleri ve
depolayabilecekleri yük miktarına bağlıdır. Tasarım açısından ise çeşitlilik boldur, hemen
hemen her boyut ve şekilde kondansatör temin edilebilir.
Küçük boyutlu değişik tipteki
kondansatörler.
Üstte solda 8'li grup entegre devrelerde
kullanılan SMD tipi seramik, altta solda 4'lü
grup SMD tipi tantalum, üstte sağda batırma
tipi tantalum, altta sağda ise batırma tipi
elektrolitik kondansatörleri görebilirsiniz.
Aralarında en büyük boyutlusunun ölçüleri
cm düzeyindedir.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Daha büyük boyutlu kondansatörler.
Dört büyük kondansatör, kapasite ve çalışma gerilimleri yüksek elektrolitik kondansatörlerdir.
Küçüklerden en soldaki aksiyal uçlu iken, onun sağındaki radyal uçlu, en sağdaki iki
kondansatör seramik disk, sağdan üçüncü ise mikalı bir kondansatördür.
Tarihi [değiştir]
Leyden şişesi
Elektrik konusunun gelişmesi 18. yüzyılda statik (durgun) elektriğin
incelenmesiyle başlamıştır.[1] Statik elektriğin bir ip boyunca
iletilebilmesi, elektrik yükünün temasla paylaşılabilmesi ve
depolanabilmesi özellikleri araştırmacı bilim adamları tarafından
keşfedilmeye başlanmıştı. 1745 yılında Ewald von Kleist elektriği
küçük metal bir şişede depolamayı başarmıştı. Ancak kondansatörün
asıl gelişmesi, Leiden'de elektrik üzerinde deneyler yapan Pieter van
Musschenbroek'in çalışmaları sonucu gerçekleşmişti. Musschenbroek
bir rastlantı sonucu Kleist'in çalışmalarını doğrular nitelikte sonuçlara
erişti. Musschenbroek içi ve dışı metalle kaplı cam bir şişe tasarladı.
Şişenin bir kısmı suyla doldurulmuş ve ağzı hava - sıvı geçirmeyecek
şekilde bir mantarla tıkanmıştı. Mantarın ortasından bir iletken bir ucu şişe dışında bir ucu
suyun içinde olacak şekilde yerleştirilmişti. İletkene statik elektrik üretici temas ettiğinde
Leiden şişesi yük depolamakta, elektriği ileten başka bir malzeme temas ettiğinde
boşalmaktaydı.[2] Bu şişeler aynı zamanda ilk kondansatörlerdi.[1] Öyleki, şu anda Farad
olan kapasite birimi ilk zamanlarda jar (şişe) olarak kabul edilmişti ve bu birim bugün 1 nF
kapasiteye tekabül eder.[3]
Pieter van Musschenbroek
Denemeler sonucunda metal kaplamalar arasındaki cam inceldikçe
yayılan kıvılcımın büyüdüğü gözlendi. Leiden şişelerinde depolanan
yük büyük değerler alabiliyordu ve birbirine tellerle bağlanmış
Leiden şişelerinden boşalan elektriğin hayvanları öldürebileceği
gözlenmişti.[1] Bu ilginç alet Ewald von Kleist'in keşfi, Pieter van
Musschenbroek'in geliştirmesiyle ortaya çıkmıştır. Amerikalı devlet
ve bilimadamı Benjamin Franklin, cam yalıtkanın Leyden şişesinden
farklı olarak oval değil düzlemsel olmasının aynı işlevi gördüğünü
bulmuş, Franklin'in düzlemsel cam yalıtkanlı kondansatörüne
Franklin Düzlemleri adı verilmiştir.[2] Ardından Alessandro Volta ve Nikola Tesla gibi
birçok bilim adamı tarafından incelenen kondansatör geliştirilerek günümüzdeki şeklini
almıştır. Kondansatörler ismini, İtalyanca condensatore kelimesinden alır. Kapasite birimi ise
jar'dan sonra, İngiliz bilim adamı Michael Faraday'ın isminden hareketle Farad seçilmiştir.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Kapasite değerinin okunması
Kondansatörlerde temel olarak iki değişken, tüketici için seçme olanağı sunar ve
kondansatörler arasındaki farkları oluşturur. Bunlar, kondansatörün çalışma - dayanma
gerilim değeri ve depolayabileceği yük miktarıdır ve bunlar her kondansatörün üzerinde
belirtilmiş olmak zorundadır. Kimi kondansatörlerin üzerinde çalışma değerleri doğrudan
yazılı iken kiminde rakamlar ve renkler kullanılır. Direk değerleri yazılı olanlar kolay
okunmasına karşın, rakam ve renk kodlu olanların okunması belli standartlara bağlıdır.
Rakam Kodları
Kapasite, kondansatör üzerindeki rakam kodlarından hesaplanabilir.
Üstteki iki kondansatörün çalışma değerleri
→ Mavi: 400 Volt - 2.2 mikroFarad = 2.2 µF
→ Sarı: 222J = 2200 pikoFarad ± % 5 = 2.09 nF < C < 2.31 nF
Rakam kodlarının standartları bir liste şeklinde verilebilir.

Kondansatörün üzerinde kapasite değeri 3 rakam ve toleransı ise bir harf ile belirtilir.

Rakam kodlu kondansatörlerde son rakam kadar sıfır, ondan önce gelen
rakamların yanına eklenir ve değer pikoFarad (pF) olarak bulunur. Yandaki
resimde 103 yazan kondansatörün kapasitesi hesaplanırken, son rakam 3 kadar
sıfır, kalan diğer sayı olan 10'un yanına eklenir ve kapasite
10000 pF = 10 nF olarak bulunur.

Eğer rakam kodları arasında nokta (.) kullanılıyorsa, yazılan sayı kapasiteyi
doğrudan
mikroFarad (µF) olarak verir. Resimde ortadaki kondansatörde görülen 0.1
yazısı kapasitenin 0.1 µF olduğunu gösterir.

Rakam kodlarının arasında p, n, µ, m harflerinden biri kullanılıyorsa, harfin
olduğu yerde ondalık kısım devreye girer ve değer de harfin cinsinden okunur.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Örneğin resimde alttaki kondansatörde yazan 5n6 ifadesi, kapasitenin 5.6 nF
olduğunu belirtir.


Üçüncü rakam bazı istisnai durumlarda farklı anlamlar taşır. Üçüncü rakam, 1 5 arasında koyulması gereken sıfır sayısını belirtirken, hiçbir zaman 6 & 7
değerlerini alamaz. 8 & 9 sayıları ise sırayla
0.01 & 0.1 çarpanlarını belirtir.
Kapasite, bazı durumlarda tam yazılan değerde olmaz, bu sebeple belli oranlarda
oynamalar olacağı göz önünde bulundurulur ve rakam kodlarının sonuna büyük harfler
koyulur. Bu harfler de bize toleransın oranını belirtir. Aşağıdaki tabloda bu harflerin
hangi tolerans değerini belirttiği sıralanmıştır.
Simetrik tolerans ifade eden kodlar
B = ± % 0.10 C = ± % 0.25 D = ± % 0.5
F=±%1
G=±%2
J=±%5
K = ± % 10
L = ± % 0.01
M = ± % 20
N = ± % 30
P = ± % 0.02
W=±%
0.05
Simetrik olmayan tolerans ifade eden kodlar
Q = - % 10 , + % 30
S = - % 20 , + % 50
T = - % 10 , + % 50
Z = - % 20 , + % 80
Renk Kodları [değiştir]
Rakam kodlarından başka, bazı kondansatör çeşitlerinde de renk kodları kullanılır. Özellikle
seramik, tantalum ve polyester kondansatörlerde renk kodları yaygındır. Aşağıdaki liste renk
kodlarının anlamlarını sıralarken, yandaki resimlerde de çeşitli örnekler görülebilir.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Seramik, tantalum ve polyester kondansatörlerde renklerle çalışma değerlerinin belirlenmesi...
Renk kodları standardı
Seramik Tantalum Polyester
Renk
Değer Çarpan
T
V T
V
T
V
Siyah
0
100
2 pF -
%
10
10
V
%
20
-
Kahve
1
101
%1 -
%
1
-
-
100
V
Kırmızı
2
102
%2 -
%
2
-
-
250
V
Turuncu
3
103
-
-
-
-
-
-
Sarı
4
104
-
-
-
6.3
V
-
400
V
Yeşil
5
105
%
5
16
V
%
5
-
Mavi
6
106
-
-
-
20
V
-
-
Mor
7
107
-
-
-
-
-
-
Gri
8
0.01
-
-
-
25
V
-
-
Beyaz
9
0.1
%
10
-
%5 -
%
%
3V
10
10
-
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]

Seramik kondansatörlerde kodlar, renk çubuklarından hangisi kenara en yakında
ondan başlanarak okunur. Tantalum ve polyester kondansatörlerde mevcut renk sırası
ise resimde görülüyor.

1 ve 2 numaralı renkler anlamlı sayı dizisidir ve aynen yazılır. Ç (çarpan) harfinin
belirttiği renkler anlamlı rakamların yanına eklenecek sıfır sayısını belirtir. T
(tolerans) kapasite değerindeki oynamayı, V (gerilim) ise kondansatörün çalışma
gerilimini gösterir.
Harf kodları [değiştir]
Harf kodları kondansatörler üzerinde toleransı veya sıcaklık katsayısını belirtmek için
kullanılırlar. Tolerans değeri için rakam kodunun yanına bir büyük harf yerleştirilir. Bu
harflerin anlamı rakam kodları bölümünde yazmaktadır. Sıcaklık katsayısını belirtmek için ise
harflerden oluşan bir dizi kullanılır.
Yalıtkan malzemelerin çoğunda sıcaklıkla kapasite değişmemesine rağmen bazı
malzemelerde değişim olur. Sıcaklık katsayısı, bir malzemenin sıcaklıkla kapasite değişimini
belirten katsayıdır. İngilizcesi temperature coefficient (tempco) olan bu katsayının birimi
'dir. Uygulamada ise
ifadesiyle karşılaşılır. ppm sözcüğü milyonda bir
katsayısının ingilizce baş harflerinden oluşturulmuştur.
Çoğu yalıtkan malzemenin sıcaklıkla kapasite değişimi eğrisi düz kabul edilebilecek
şekildedir. Ancak seramik yalıtkanının kapasitesi sıcaklık değişimine çok duyarlıdır ve büyük
değişimler gösterir, öyle ki seramik kondansatörlerin üstünde belirtilen değerler sadece oda
sıcaklığında (25 °C ~ 77 °F) geçerlidir. Sıcaklık katsayısı kondansatörlerin üzerinde bir harf
dizisi kodla belirtilir ve aşağıdaki liste bu harflerin anlamını belirtir. Yandaki resimde ise bazı
sıcaklık katsayısı kodlarının anlamları ve okunuş şekilleri verilmiştir.
Seramik kondansatörlerde sıcaklık
katsayısının harflerle yazılması ve okunması.
 P (positive change - pozitif
değişim): Kapasite değerindeki değişimin
sıcaklıkla arttığını anlatan harftir. Örneğin
P100 ifadesi, sıcaklıkta milyonda bir
derecelik bir artışın, kapasiteyi 100 parça
artırdığını belirtir.

N (negative change - negatif değişim): Kapasite değerinin sıcaklık arttıkça
azaldığını yani sıcaklıkla kapasitenin ters orantılı olarak değiştiğini belirtir.
Örneğin üzerinde N1500 yazan bir seramik kondansatörün milyonda bir
derecelik sıcaklık artışında, kapasitesi 1500 parça azalır.

NP0 (neg/pos/zero) - C0G (change zero): Sıcaklık nasıl değişirse değişsin
kapasite değerinin hemen hemen sabit kaldığını belirtir.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]

GMV (guaranteed minimum value): Seramik kondansatörün üzerinde belirtilen
kapasite değerinin, oda sıcaklığında garantilenmiş en küçük kapasite değeri
olduğunu belirtir. Yani, kondansatörün kapasitesi çok daha büyük olabilir.
Kapasite değerinin öneminin olmadığı uygulamalarda bu kondansatörler
kullanılabilir.
Çeşitleri [değiştir]
Yalıtkan cinsine göre [değiştir]
Belli başlı kondansatör çeşitlerinin aldıkları
kapasite değerleri ve çalışma gerilimleri
yelpazesi.
Kondansatörleri sınıflandırmanın en çok
kullanılan yöntemi yalıtkan maddesine göre
sınıflandırmadır. Malzemelerin bağıl
yalıtkanlık katsayısı ve delinme gerilimleri
yalıtkanlar arasındaki farklılıkları oluşturur
ve bunlar kondansatörlerin özelliklerini
belirleyip uygulama alanlarındaki çeşitliliği genişletir. Yandaki resimde farklı
kondansatörlerin sahip oldukları farklı kapasite ve çalışma gerilim değerleri aralıkları
görülmektedir. Aşağıdaki listede ise yalıtkanları farklı olan kondansatörlerin birbirlerine göre
farkları sıralanır.

Vakumlu kondansatör: İki metal plakanın arasında havasız ortam bırakılır ve
genelde cam veya seramik kaplanarak oluşturulur. Özellikleri olarak düşük yük
kapasitesi ( 10 ~ 1000 pikoFarad ) ve yüksek gerilime ( 10000 V'a kadar )
dayanması gösterilebilir. Genelde radyo vericilerinde ve yüksek gerilim
gerektiren uygulamalarda kullanılırlar.

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
edilirler ve radyo frekansı ayarlamada kullanılırlar. Ayrıca yüksek kapasite
değerleri sunarlar.

Plastik Film Kondansatör: Yüksek kaliteli polimer (polikarbonat, polyester,
polipropilin ve yüksek kalite için polisülfon) tabakalarından üretilen plastik
film kondansatörler sinyal ve filtre devrelerinde kullanım alanı
bulurlar.Genelde kutupsuz olurlar.

Mikalı Kondansatör: Tasarım olarak metal filmli kondansatöre benzeyen
mikalı kondansatör, çoğunlukla yüksek gerilim için kullanılır. Kapasite
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
değerleri 50 pF ile 20 nF arasındadır. tolerans değerleri yüksektir ve yüksek
frekansta çalışabilme özelliği vardır.

Kağıtlı Kondansatör: İki uzun metal tabakanın arasına yağ emdirilmiş
kâğıtların yerleştirilmesiyle elde edilir. 300 pF ile 4 µF arasında kapasite
değerleri alırlar ve delinme gerilimleri, çalışma gerilimlerinin 100 - 600 katı
arasındadır. Eskiden radyo aksamlarında kullanılan bu kondansatör çeşidi
görece yüksek gerilimlerde de kullanılır ancak kullanımı nerdeyse tamamen
terk edilmiştir.

Camlı Kondansatör: Yüksek gerilimde kullanılır ve pahalıdır. Pahalı olmasının
sebebi yüksek kararlılıkta çalışması ve kapasite değerinin yüksek güvenilirliğe
sahip olmasıdır. Geniş bir sıcaklık aralığında kararlı bir sıcaklık katsayısı
vardır.

Seramikli Kondansatör: Sırayla dizilmiş metal ve seramik tabakalarından
oluşur. yüksek hassasiyet gerektirmeyen kuplaj ve filtreleme işlemlerinde geniş
bi kullanım alanı bulurlar. Yüksek frekans için uygundurlar.

Alüminyum Elektrolitik Kondansatör: Kutuplu olarak imal edilirler. Yapısı
metal filmli kondansatöre benzemekle birlikte, daha fazla alan kaplaması
açısından alüminyum plakalar asitle yakılır. Yalıtkan malzeme ise elektrolitle
ıslatılır. Düşük sıcaklıklarda kapasite kaybına eğilim gösterir. Frekans
karakterinin kötü olması yüksek frekanslarda kullanımını kısıtlamaktadır.

Tantalum Elektrolitik Kondansatör: Alüminyum elektrolitik kondansatörle
benzer özellikleri gösterir ancak daha düzgün frekans ve sıcaklık
karakteristiklerine sahiptir. Kaçak akımı büyüktür ve düşük sıcaklıklarda
performansı daha yüksektir.

OSCON (OS-CON) Kondansatör: Yalıtkan olarak polimerleştirilmiş organik
yarıiletken katı elektrolitik bulundururlar. Yüksek fiyatını uzun ömürleriyle
telafi ederler.

Süper Kondansatör: Karbon Aerojelinden imal edilir. Gayet fazla kapasite
değerleri sunarlar. Bazı uygulamalarda şarj edilebilir piller yerine kullanılırlar.

Gimmick Kondansatör: Yalıtılmış iki telin birbirine dolanmasıyla oluşturulur.
Her bir tel bir plakayı temsil eder. Gimmick kondansatörü ayarlanabilir bir
kondansatör şeklidir. Tellerin birbirine dolanması veya dolanmaması
durumunda %20 kadar bir kapasite değişimi oluşur.
Yalıtkanları farklı olan kondansatörlerin karşılaştırılması
Yalıtkan
Tantalum
Alüminyum
Seramik
Film
Tantalum
Alüminyum
Baryum titanat
Polyester,
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
pentaoksit
(Ta2O3)
oksit (Al2O3)
türevleri
polipropilin vb.
Dielektrik
katsayısı
27
8 ~ 10
1500 ~ 15000
(Baryum
titanat)
2.1 ~ 3.1
Şekil ve Tipi
Çip, batırma
Vida, soket, çip
Çip, batırma
Çip, batırma
Küçük boyut,
kutupsuzluk
İyi
karakteristik,
yaygın çalışma
gerilimi
yelpazesi,
yüksek
güvenilirlik
Kapasite
değerinde
sıcaklığa ve
gerilime
yüksek
bağımlılık
Boyutta
büyüklük
Avantajları
Dezavantajları
Küçük boyutta
görece yüksek
Ucuz, küçük
kapasite, yarı boyutta yüksek
kalıcı çalışma
kapasite
ömrü
Kısıtlı çalışma
gerilimi
yelpazesi,
kutupluluk
Sıcak ortamda
kısa çalışma
ömrü, yüksek
kapasite
toleransı,
kutupluluk
Kapasite değerine göre [değiştir]
Kimi kondansatörlerin kapasiteleri değiştirilemez ve sabit kapasiteli olarak üretilirken, kimi
kondansatörlerin kapasite değerleri üzerinde oynama, değişikliğe gitme imkânı vardır.
Sabit kondansatörler [değiştir]
Sabit kondansatörlerin devre şemasında aldığı simgeler.
Daha fazla bilgi: Kağıtlı kondansatör, Mikalı kondansatör, Plastik film kondansatör,
Seramik kondansatör ve Elektrolitik kondansatör
Sabit kondansatörlerin üretim aşamasında belli olan kapasiteleri sonradan kullanıcı eliyle
değiştirilemediğinden devreye ince ayar yapma imkânı yoktur. Kullanıcı önceden ihtiyacı
olan çalışma değerlerini belirler, ardından ona göre uygun bir kondansatör temin eder. Sabit
kondansatör olarak üstteki beş örnek sayılabilir. Bu kondansatör çeşitlerinin daha ayrıntılı
anlatımları yalıtkanlarına göre kondansatörler bölümünde bulunabilir. Devrede gösteriliş
şekilleri ise yandadır.
Ayarlanabilir kondansatörler [değiştir]
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Ayarlanabilir kondansatör simgeleri...
Ayarlanabilir kondansatör çeşitleri... Üstteki üç tanesi varyabl, alttaki dört tanesi trimer
kondansatör çeşitleridir.
Daha fazla bilgi: Varyabl kondansatör, Trimer kondansatör ve Varaktör
Kapasiteleri çeşitli yöntemlerle değiştirilebilen kondansatörlere ayarlanabilir kondansatör adı
verilir. Bu halleriyle ince ayar yapmaya imkân tanırlar. Yandaki resim, devre üzerinde
ayarlanabilir kondansatörlerin alabileceği simgelerdir. Üç çeşit ayarlanabilir kondansatörden
bahsedilebilir.
Varyabl kondansatör
Birçok plakanın birbiri içine geçecek şekilde bağlanmasıyla elde edilen varyabl
kondansatörler, iki parçadan oluşurlar (sabit parça stator, hareketli parça rotor). 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 sağlarlar. Küçük güç ve küçük boyutlu olup tornavida ile
kontrol edilen trimerlerin 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.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Kutup durumuna göre [değiştir]
Kondansatörler üretim aşamasında kutupları belirlenmiş olarak da tasarlanabilirler. Bu
duruma göre kondansatörler iki gruba ayrılır.
Kutupsuz Kondansatör Devre Simgeleri
Kutupsuz kondansatör [değiştir]
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. Devre
şemalarında aldığı semboller yandadır.
Kutuplu Kondansatör Devre Simgeleri
Kutuplu kondansatör [değiştir]
Bu kondansatörler üretilirken kutuplu olarak tasarlanır. Kondansatörün bir ve bir ucu
vardır. Bu uçların devreye düzgün şekilde bağlanması gerekir. Aksi halde ciddi hasarlar
oluşur çünkü ters bağlama halinde bu kondansatörler patlarlar. Kutuplu kondansatörler
grubuna yalıtkanlarına göre kondansatörler bölümünde de anlatılan alüminyum elektrolitik ve
tantalum kondansatörler girerler. Bu kondansatörlerin kapasiteleri birkaç pikoFarad'dan başlar
Farad ve üzerine kadar uzanan geniş bir yelpazede değer alır. Devre şemalarında aldıkları
semboller yanda gösterilmiştir.
Sıvı tankı modellemesi [değiştir]
Ana madde: Hidrolik benzetim
Elektrik, elektron hareketlerinin incelendiği, en küçük yapıtaşı elektron olan bir
bilimken,hidrolik sıvıların mekanik özelliklerini inceleyen bir mühendislik ve bilim dalıdır.[4]
Elektrik ile hidrolik arasındaki benzetim yöntemi hesaplama ve elektriğin gözde canlanması
açısından oldukça faydalıdır. Kondansatör analizi için gereken elektriksel birimlerin
hidrolikteki karşılıkları aşağıdaki tabloda verilmiştir.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Elektrik
Hidrolik
Elektron
Sıvı damlası
Gerilim
Sıvı basıncı
Akım
Sıvı akış hızı
Elektrik yükü
Sıvı miktarı
Kapasite
Sıvı tankının
taban alanı
Frekans
Frekans
Kondansatör ile sıvı tankı benzetiminde gerilim ve basınç
farkları...
Tek yönlü sıvı akışı uygulanan bir sıvı tankında basınç ve hız değişimi...
Kondansatör, elektrik yükünü depolayan bir eleman olma özelliğiyle hidrolik bilimindeki sıvı
tanklarına eşdeğerdir. Her yalıtkan malzemenin farklı yük depolama kapasitesi ve farklı
bozulma gerilimi olduğu gibi, her sıvı tankının da bir basınç dayanımı ve sıvı miktarı
kapasitesi vardır. Kondansatörlerde yalıtkan malzeme ne kadar önemliyse, sıvı tanklarında da
sıvı ve tank çeşidi o kadar önemlidir.
Kondansatör kapasitesi, uygulanan gerilim başına depolanan yük miktarı olarak tanımlanır.
Sıvı tankı kapasitesi ise tanka uygulanan basınç başına depolanan sıvı miktarıdır. Kondansatör
uçları arasındaki gerilim farkı, sıvı tankına bağlı iki borudan geçen sıvıların basınç farkı
olarak temsil edilir. Yandaki resimde kondansatörün ucu 25 Volt, ucu ise 10 Volttur ve
15 Volt fark, kondansatöre uygulanan gerilim farkıdır. Yine aynı resimde sıvı tankına sıvı
basan pompanın basıncı 5 N/m2, sıvıyı çeken pompanın basıncı ise 3 N/m2'dir, aradaki basınç
farkı ise tankın uçları arasındaki basınç farkıdır. Kondansatör uçları arasındaki gerilim
farkının plakalar arasında yük biriktirmesi gibi, tankın uçları arasındaki basınç farkı da tankta
sıvı biriktirir. Tankın deforme olmaması için dış maddesinin, uçlar arasındaki basınç farkına
dayanabilecek sağlamlıkta olması gerekir. Kondansatörlerin çalışma gerilimlerinin üzerindeki
gerilimlerde deforme olmaları gibi, sıvı tankları da fazla basınçta patlarlar.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Tek yönlü sıvı akışı [değiştir]
Hidrolikte DC kaynak, içinden geçen sıvının basıncının, hızının ve yönünün hiç değişmediği
sıvı pompasına benzetilebilir. Basınç farkı, bir tanka giren sıvı basıncıyla çıkan sıvı basıncı
arasındaki farktır. Uçları arasında P sıvı basıncı olan bir tankın çıkış borusu kapalı farzedilip
giriş borusundaki sıvı basıncı P olarak verilmesi benzetimi ve gerçekleşecek olaylar yandaki
animasyonda verilmiştir.
Uçları arasında sıvı basınç farkı olan tankın içinde sıvı birikmesi başlar. İlk anda tank boş
olduğundan, pompadan gelen sıvı basıncının önünde bir engel yoktur ve sıvı akış hızı en
büyük halindedir. Tank dolmaya başladıkça biriken sıvı, ağırlığı dolayısıyla pompaya ters
yönde ve zamanla artan bir basınç uygular, net basınç pompa sıvı basıncı ile tankta biriken
sıvı basıncı arasındaki fark olduğundan ve basınç farkı zamanla azalır. Basınç farkının
azalması, tanka sıvı giriş hızının azalması anlamı da taşıdığından tankın sıvıyla dolma hızı
gittikçe yavaşlar.
1. Tank dolu ve pompa basıncı sıvı basıncından büyüktür...
Kondansatör çalışma geriliminin artması sıvı tankında yüksekliğin ve dolayısıyla basıncın
artmasına eşdeğerdir.
Tank tamamen dolduğu anda pompa basıncı tankın içindeki sıvı basıncından büyükse
oluşan basınç farkı tank çeperlerini zorlamaya başlar. Basınç farkı tank çeperinin
dayanabileceği şiddette olursa sıvı akışı durur ve denge sağlanır, eğer çeperler basınç
farkına dayanamıyorsa bu zorlama bir süre sonra çeperleri deforme eder ve sonuçta
tank patlar.

Çözüm: Pompa basıncını dengelemesi için daha yüksek bir sıvı tankına ihtiyaç
vardır. Eğer tankın aldığı sıvı miktarı değişmeyecekse taban alanı daha küçük
ancak boyu daha uzun bir tank tercih edilir. Böylece sıvı miktarı sabit kalır,
basınç dengelenir ve tank çeperleri zorlanmaz.
Yani, kondansatörler çalışma gerilimlerinin üzerinde bir gerilime maruz
bırakılmamalıdır. Yalıtkan malzeme dayanamayacağı gerilimler altında deforme olur
ve patlamaya yol açar. Bunun yerine daha yüksek gerilimlere dayanabilen ve
kullanılan yük miktarında değişim olmaması için kapasitesi nispeten düşük
kondansatörler tercih edilir.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Kondansatör kapasitesinin artmasının eşdeğeri sıvı tankında taban alanının artarak
yüksekliğin sabit kalmasıdır.
2. Tank dolu, pompa basıncı ile sıvı basıncı eşit, ancak sıvı miktarı az...
Tank tamamen dolduğu anda sıvı basıncı pompa basıncını dengeliyorsa, net basınç
sıfır olur ve tank çeperlerinde bir zorlanma olmaz. Ancak sıvı miktarının az olması,
sıvının kullanılırken daha önceden bitmesine ve işte verimsizliğe yol açar.

Çözüm: Basınç dengesinin bozulmaması amacıyla sıvı tankının yüksekliği
değiştirilmez, ancak taban alanı artırılarak aynı basınç değerinde daha fazla
sıvı depolanabilir. Taban alanının artışıyla tank hacmi ve maliyet artar.
Yani, nominal gerilimde çalıştırılan bir kondansatörün daha büyük elektriksel yükü
depolaması ve daha uzun süre devreye enerji sağlaması için hidrolikte taban alanı
eşdeğeri olan kapasitesi artırılır. Yandaki resimde sıvı tankının hacmi ve iş görme
süresi iki katına çıktığı gibi, kapasitesi iki katına çıkan kondansatör de iki kat yük
depolar ve iki kat süre dayanım gösterir.
3. Pompa basıncı ile sıvı basıncı eşit, ancak sıvı tankı tamamen dolmadı...
Tank tamamen dolmadan içindeki sıvı basıncı pompa basıncına eşit olursa sıvı akışı
durur ve tankın üstünde boş kısımlar kalır. Bu durum eldeki tankın gereğinden büyük
olduğunu gösterir ve fazladan maliyet getirir.

Çözüm: Sıvı basıncının pompa basıncını dengelediği yükseklikte bir sıvı tankı
tercih edilir. Sıvı tankının gereğinden büyük olması verimsiz kullanıma
örnektir.
Yani, kondansatörler ya tam uygulanacak gerilim değerine ya da aşırı olmayacak
şekilde yüksek gerilim değerlerine göre tercih edilir. Uygulanan gerilimin çok üstünde
olan çalışma gerilimi, maliyeti fazla olan kondansatör anlamına gelir ve elemanın
verimsiz kullanılmasıdır.
Çift yönlü sıvı akışı [değiştir]
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Hidrolikte AC kaynak, sıvı akış yönü, hızı ve basıncı belli bir frekansa göre değişen pompa
olarak düşünülebilir. Kondansatör eşdeğeri olan sıvı tankına bağlanmış bir pompadan,
periyodun bir yarısında tanka sıvı verildiği diğer yarısında tanktan sıvı çekildiği, basınç
değişiminin de sinüsoidal şekilde olduğu benzetimi ile AC kaynağa bağlanmış bir
kondansatör gözde daha kolay canlanır. Sıvı akış yönünün değiştiği sistemlerde sıvı tankı
sürekli dolup boşalma hareketi yapar, sıvı akışı durmaz ancak sıvı akışına karşı bir direnç
oluşur. Bu direncin bağlı olduğu büyüklükler şöyle sıralanabilir.

Frekans: Tankın dolması için bir süre gerekir, bu süre tankın hacmine bağlıdır.
Frekansın büyük olması periyotun küçülmesini gerektirir. Periyotun yarısında tanka
sıvı dolduğu diğer yarısında da çekildiği göz önüne alınırsa, periyot küçüldükçe kısa
sürede tanka dolan sıvı miktarı daha da düşer, tank tamamen dolup pompayı tıkama
işlemini yapamaz ve tankın direnci azalır. Yani, frekansın artması sıvı tankında olduğu
gibi kondansatörlerde de dirence ters orantılı etki yapar.

Taban alanı: Taban alanının genişlemesi, aynı miktarda sıvının daha az yükseklikte
ancak daha geniş yüzeyde birikmesi anlamına gelir. Sıvı tankında biriken sıvının
yüksekliğinin azalması da pompaya tanktan uygulanan basınç değerinde azalmaya yol
açar, böylece sıvı daha kolayca tanka dolar ve tankın direnci azalır. Yani, taban
alanının büyümesi sıvı tankının direncini azalttığı gibi kondansatörlerde de kapasite
değerindeki artış kondansatör direncini azaltır ve ters orantı söz konusudur.
Üstteki formülasyon bir sıvı tankının basıncı sinüsoidal şekilde değişen pompadan sıvı
girişine gösterdiği direncin nelere bağlı olduğunu ifade eder. Hidrolikteki eşdeğerleriyle yer
değiştirdiğinde ise kondansatörün AC kaynakta elektron ve akım akışına gösterdiği direnç
elde edilir. Formülasyonlar arasındaki tek fark olan
çarpanı, kondansatörün AC direnci
ifadesinde açısal frekansın kullanılmasından kaynaklanır. Kapasite değeri ve çalışma
frekansının artması kondansatör direncinin düşmesine neden olur.
Sıvı pompası basıncının sinüsoidal şekilde olması, bir periyotun yarısında tanka sıvı gönderip
diğer yarısında sıvı çektiği anlamına gelir. Sıvı gönderme sürecinin sonlarına doğru sinüsoidal
grafikten kaynaklanan nedenle, sıvı tanka doğru itilmesine karşın pompa basıncı oldukça
düşer ve sıfıra yaklaşır. Ancak tankta birikmiş sıvının basıncı pompa basıncından büyük hale
gelir ve basınç farkı pompa sıvıyı tanka doğru itmesine karşın negatif çıkar. Yani, pompa
basıncı tanka doğrudur ancak sıvı akışı tanktan dışarıya doğru gerçekleşir, dolayısıyla sıvı
akışı faz olarak pompa basıncından ileridedir. Kondansatör benzetiminde eşdeğer büyüklükler
kullanılırsa akım fazörü gerilim fazöründen ileridedir denilir.
Matematiksel analizi [değiştir]
Kapasite birimi [değiştir]
Kondansatörler, elektrik yükünü yalıtkan malzemesinin içerisinde elektrik alanı olarak
depolar. Kapasite , bir kondansatörün yük depolayabilme yeteneği olarak tanımlanır ve
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
birimi (Michael Faraday'ın anısına) Farad' olarak belirlenmiştir. Uluslararası MKS birim
sisteminde
, uçları arasına
gerilim uygulandığında
elektron depolayabilen kondansatörün kapasitesine
eşittir. Matematiksel formdaki ifadesi ise aşağıdadır.
Kondansatör - sıvı tankı benzetiminde elektronun karşılığının sıvı damlası olduğu göz önüne
alınırsa
kapasitenin çok büyük bir değer olduğu anlaşılır. Bundan dolayı
uygulamada
biriminin alt katları daha yaygındır. Kapasite değeri metal tabakaların
alanına ve yalıtkan malzemenin dielektrik katsayısına doğru orantılı, metaller arası uzaklığa
ters orantılı bağlıdır.
Sıvı tankı benzetiminde de belirtildiği üzere kapasite, bir kondansatörün bir kaynağı ne kadar
besleyebileceğinin de ölçütüdür, kapasite değeri arttıkça kondansatörün yükü besleyebileceği
süre de artar.
Zaman domeni ifadesi [değiştir]
Kondansatörün uçları arasına bir gerilim farkı uygulandığı zaman, devreden akım geçer. Eğer
kondansatörün uçları arasında gerilim değişikliği olmazsa bir süre sonra kondansatör dolar ve
akım geçirmemeye başlar. Gerilimde bırakılıp dolmuş ve akım geçirmeyen bir kondansatörün
uçları arasındaki gerilim değiştirildiği anda ise devreden yeniden akım geçmeye başlar. Yani
kondansatör akımı, uçları arasına uygulanan gerilimin değişimine bağlıdır. Bu durum
aşağıdaki gibi gösterilir.
Bu ifadenin pratik olarak anlamları şöyle sıralanabilir:

Kondansatörden akım geçebilmesinin tek şartı, uçları arasındaki gerilim
farkının değişmesidir. Bu gerilim farkı aynı kaldığı müddetçe, kondansatör
depoladığı yükü boşaltmaz, tıkama görevi görüp devreden akım geçmesine
engel olur. Matematiksel ifadede de görüldüğü gibi, gerilim değişmediği
zaman türev ifadesi olarak dışarı çıkar ve akımın da olmasına neden olur,
böylece devreden akım akmaz.

Gerilim kesinlikle bir an içinde büyük değişikliğe uğramamalıdır. Birden artan
veya azalan gerilim, türev ifadesinin çok büyümesine, böylece darbe akımı
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
oluşmasına yol açar. Yani gerilimin ani büyük değişimi akımın oldukça
artmasına, bu da kondansatörün zarar görüp deforme olmasına neden olur.
Aşağıdaki ifade ise bize kondansatör geriliminin, akım cinsinden değerini söyler. Akımın
integrali, kondansatörde depolanan elektrik yükünü verdiğinden, kapasiteye oranı bize uçlar
arasındaki gerilimi verir.
Frekans domeni ifadesi [değiştir]
Fazör kavramına göre kondansatör ifadesi
Bir devre elemanının ifadesi, eğer sinüsoidal bir kaynağa bağlanırsa frekans domeninde
yazılabilir. Bu hesaplamalarda, özellikle de türev ifadesinin yok edilmesinde çok kolaylık
sağlayacaktır. Bunun için ise fazör yöntemini kullanacağız. Gerilim ve akım fazörleri
aşağıdaki gibidir ve büyük harflerle belirtilirler.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Devrede Kondansatör [değiştir]
Seri bağlama [değiştir]
Ana madde: Seri bağlama
Seri bağlanmış kondansatörler
Kondansatörlerin seri bağlanmasında öncelikle uçların doğru bağlanıp bağlanmamış olması
sonrasında da kondansatörlerin yüklü olup olmaması göz önüne alınır. Her bir kondansatörün
ucu sonraki kondansatörün ucuna bağlandığında seri bağlama sağlanmış olur. Yandaki
resimde düzgün olarak seri bağlanmış 3 adet kondansatör bulunmaktadır. Kondansatörler seri
bağlandığı zaman, kaynak akımı her bir kondansatörden geçen akıma eşit olur, kaynak
gerilimi ise her bir kondansatörün gerilimlerinin toplamı olur.
Zaman domeninde hesap [değiştir]
Frekans domeninde hesap [değiştir]
Paralel bağlama [değiştir]
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Paralel bağlanmış kondansatörler
Ana madde: Paralel bağlama
Paralel bağlı elemanların uçları aynı noktaya, yine uçları da aynı noktaya bağlanır.
Kondansatörlerin paralel bağlanmış şekli yandadır. Paralel bağlamada her bir kondansatörün
gerilimi kaynak gerilimine eşittir, kaynak akımı ise her bir kondansatöre giden akımların
toplamıdır.
Zaman domeninde hesap [değiştir]
Frekans domeninde hesap [değiştir]
Kondansatörde güç & enerji [değiştir]
Yüklü kondansatörde depolanan enerji [değiştir]
Kondansatörün uçları arasına gerilim uygulandığı anda plakalar arasındaki yalıtkan
malzemenin elektronları kutuplanırlar. Elektronlar tarafa doğru yönlenmeye çalışırken,
uç elektronları kendinden uzaklaştırır ve yalıtkan malzemenin kutuplanması böylece
sağlanmış olur. Kutuplaşmanın ve gerilim farkının olduğu bir bölgede elektrik alanın
varlığından bahsedebilir. Kondansatörde depolanan enerji, pil tarafından yapılan iş yoluyla
bulunabilir. Bir yükünün noktasından noktasına taşınmasıyla birlikte, kondansatörün
kapasitesi 'ye göre bir
gerilimi oluşur.
Aşağıdaki ifade oldukça küçük bir
yapılan çok küçük işi gösterir.
yükünün
noktasından
noktasına taşınması sırasında
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Aşağıdaki formül ise yük miktarını 'dan 'ya entegre ederek, kapasitesi olan bir
kondansatörde
geriliminde kadar yükü depolamak için gereken enerji miktarını verir.
[5]
Kondansatörde Depolanan Enerji
Sinüsoidal kaynakta anlık güç [değiştir]
Sinüsoidal bir kaynakta anlık güç ifadesi aşağıdaki gibi bulunmuştur. Formülasyonda simge
kalabalığı olmaması açısından faz farkı olarak tanımlanmıştır.
Kapasitif yükün anlık gücü [değiştir]
Kapasitif yük, empedansının sanal kısmında kapasitif reaktansın etkisinin baskın olduğu
yüktür. Kapasitif yüklerde sanal kısım değer alır. Faz diyagramı çizildiğinde de kapasitif
reaktansın etkisi sebebiyle sanal kısım aşağı doğru yönlenmiştir. Bunun nedeni, kapasitif
yüklerde akım fazörünün gerilim fazörüne göre önden gitmesidir. Dolayısıyla faz farkı olarak
tanımlanan
ifadesi negatif değer alır.
Anlık gücün genel ifadesi her türlü yük için geçerlidir. Kapasitif yüklerde faz farkı negatif
olduğundan bu durum ele alınabilir, yerine koyulursa üstteki anlık güç ifadesi az da olsa
değişikliğe uğrar. Faz farkının işareti hesaba katılınca,
ve
trigonometrik eşitliklerinden anlık güç aşağıdaki hali alır.
Genel anlık güç ifadesinden farklı olarak kapasitif yüklü bir devrede güç ifadesinde, reaktif
gücün işareti olur. Reaktif gücün pozitif olmasının anlamı şudur: Kapasitif bir yükte reaktif
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
güç pozitif çıkar, kondansatör bu sebeple bir reaktif güç depolama elemanı olarak görülebilir.
İlerleyen zamanla birlikte kondansatör, reaktif gücü kendinde toplamaktadır. Kapasitif yükler
saf kapasitif yüklerden farklı olarak bir direnç (resistans) kısmı da bulundurduklarından
devrede aktif güç harcaması da yaparlar. Bu aktif güç tamamen dirençler üzerinde harcanır,
kondansatörde depolanan ise tamamen reaktif güçtür. [6]
Saf kapasitif yükün anlık gücü [değiştir]
Saf kapasitif yükte, kapasitif yükten farklı olarak resistif kısım bulunmaz. En basitinden bu,
üzerine kondansatör haricinde hiçbir devre elemanı bağlı olmayan bir devre olarak
düşünebilir. Dolayısıyla bulanacak anlık güç, bir kondansatörün sinüsoidal devreye
bağlandığında depolayabileceği reaktif güce eşit olur. Saf kapasitif yüklerde akım fazörü
gerilim fazörüne göre
kadar önde ilerler. Yani faz farkı ifadesi
değerini alır.
Bu değer, anlık güç ifadesinin içinde bulunan faz farkı kısmına yerleştirip aşağıdaki
formülasyona ulaşılır.
Saf kapasitif yükte anlık güç ifadesi oldukça basitleşir ve formülde sadece reaktif güç kısmı
kalır. Bu formülasyonun anlattığı şudur: Saf kapasitif bir yükte reaktif güç pozitif çıkar ve
kondansatör bir reaktif güç depolayıcısı olarak çalışır. Devrede direnç bulunmadığından aktif
güç harcanması olmaz ve anlık güç tamamen reaktif güçten oluşur. Yani reaktif güç
alabileceği en büyük değerini alır ve kondansatör bu gücü depolama yönünde çalışır.
Kaydedilen elektriksel yükün bosalmasi [değiştir]
Kondansatörler akkü olarak da kullanılmaktadırlar, çünkü gerilimi U yavaş şekilde
azalabilecek şekilde devrelere takılabilirler.
Kaydedilen elektriksel yük elektrik akımı olarak boşalır. Dolayısıyla:
ve de
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
ile
Yani:
Bu diferansiyel denklemin çözümü
dir.
Böylece gerilim dirençle oynanarak yavaş veya hızlı şekilde boşaltılabilir.
DC akım analizi [değiştir]
DC analizin matematiksel anlamı [değiştir]
Kondansatör bir DC kaynağına (örneğin pil) bağlandığında elektron bazında gerçekleşen
olaylar şöyledir;
1. Kondansatörün pilin (-) ucuna bağlı olan ucu, pilin ürettiği elektronları kabul
eder ve kendine çeker.
2. Kondansatörün pilin (+) ucuna bağlı olan ucu, elektronlarını pile doğru
verir.[7]
Kondansatörün uçları arasında oluşan bu elektron sayıları farkı, uçlar arasında gerilim farkına
yol açar. Bu gerilim farkı, kondansatör uçlarına bağlanan DC kaynağın veya pilin gerilimine
eşittir. Kondansatör DC kaynağa bağlandığı zaman kapasitesini doldurana dek devreden bir
akım geçer. Bu akımın analizi, DC gerilime bağlanmış kondansatör ve lambadan oluşan bir
devre üzerinden yapılabilir.
DC bir kaynağa bağlı kondansatör devresinde elektronların hareketleri...
Son durumda kondansatör üzerinde oluşan gerilim farkı kaynağa eşit hale gelir ve elektron
akışı durur.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
İçinde yük barındırmayan bir kondansatörün başlangıç anı gerilimi
olur. Bu
kondansatörün ucuna
doğru gerilimi uygulandığı zaman devrede oluşan gerilim
farkı aşağıdaki gibi ifade edilir.
Bu gerilim farkının önündeki dirençler ise kondansatörün iç direnci ile lambanın direncidir.
Lamba direncine
, kondansatör iç direncine de
adı verilir.
Devre tamamlandığı ilk anda elektronlar akmaya başlar ve hızlıca kondansatörün
kutuplanmasını sağlarlar. Bağlanmanın gerçekleştirildiği ilk an olan
anında
elektronlar harekete geçerler, bu öyle kısa bir an sayılır ki kondansatörde o ana kadar hiç yük
birikmez. Yani gerilim farkı hala DC kaynağın gerilimine eşittir. Bu anda akımın değeri
aşağıdaki gibi elde edilir.
DC gerilime bağlı bir kondansatör ve lamba devresinin üzerinden geçen akımın alabileceği en
yüksek değer budur. Çünkü zaman ilerledikçe kondansatör dolmaya başlar ve kutuplandıkça
DC kaynağa ters bir DC kaynak gibi davranır. Zamanın sonsuza doğru gittiği varsayılırsa,
kondansatör kaynağın değerinde ve kaynağa ters bağlı bir DC kaynak haline gelir. Yeterli
zaman geçtikten sonra
haline gelir ve devrede oluşan gerilim farkı
olur.
DC gerilime bağlı kondansatörün akım grafiği.
Açıktır ki, gerilim farkının oluşmadığı bir devreden akım geçmez. Kondansatör başlangıç
anında boştur ve yük biriktirmeye başlar, devreden akım geçer; dolduktan sonra ise bir pil gibi
davranır ve devreyi tıkar, akım akmasını engeller. Bu iki zaman aralığında ise akım değişimi
şöyle incelenir. İlk anda
olan kondansatör gerilimi, hızlıca kutuplaşmanın
sağlanmasıyla birlikte, ulaşacağı değer olan
gerilimine doğru artış gösterir.
Elektronların hareketi olduğu sürece kondansatörün gerilimi artar, devrenin net gerilim farkı
zaman ilerledikçe düşer. Buna bağlı olarak da akım değeri
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
başlangıç değerinden sürekli bir azalma gösterir. Nitekim zaman yeteri kadar ilerledikten
sonra da akım
olur. Akımdaki bu düşüşün grafiği çıkarıldığı zaman azalmanın
doğal logaritmik bir şekilde gerçekleştiği görülmektedir. Kutuplanması sağlanmış bir
kondansatör devreden sökülüp kullanılabilir. Bu anda artık kondansatörün başlangıç gerilimi
olarak hesaplamaya katılır.
DC analizin pratik anlamı [değiştir]
Anahtar yardımıyla, kondansatör bir DC kaynakla bir lamba arasında periyodik olarak
bağlanırsa, kondansatör dolup boşalma hareketi yapar.
DC kaynak, bir adet lamba ve kondansatör devresinin pratik hayattaki incelemesi yandaki
animasyonda görülür. Kondansatör ilk anda yüksüzdür, bir DC kaynağı olan pile bağlanırsa
yük depolar, bu arada üzerinden zamanla doğal logaritmik azalan bir akım geçer. Tam dolu
haldeki kondansatör bir anahtar yardımıyla pilden ayrılır ve lambaya bağlanır. Kondansatör
bu haliyle bir DC kaynak gibi davranır ve lambaya bağlandığının ilk anında akım en yüksek
değerinden akmaya başlar. Yani lamba en parlak halindedir. Lamba yanmaya devam ettikçe
kondansatörün depoladığı yük düşer ve lamba parlaklığı azalır. Depolanan yük tükendiğinde
ise lamba tamamen söner. Lambanın yanma süresinin artırılması için, daha yüksek kapasiteli
bir kondansatöre ihtiyaç olur.
Örneğin 5 V ile çalışan bir lambanın saniyede kullanacağı elektrik yükünün değeri 1
nanoFarad kabul edilirse, bu lambanın ucuna 5 V çalışma gerilimine sahip 10 nanoFarad 'lık
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
yükü depolamış bir kondansatör bağlandığında, lambamız 10 saniye boyunca yanar. Bu süreyi
artırmak için kondansatörün kapasitesi artırılır, ancak kondansatörün boyutları ve maliyeti de
artar.
DC kaynak, kondansatör ve lamba eğer seri olarak bağlanırsa, empedans değerine göre
devreden bir akım akmaya başlar, bu akımın alabileceği en yüksek değerdir. Çünkü henüz
kondansatör kutuplanmaz ve gerilim biriktirmez. DC kaynağa bağlı bir kondansatörün
karakteristiğine göre kutuplanmaya başlayan kondansatör, ters bağlı bir DC kaynak gibi
davranır ve lambanın uçları arasındaki net gerilimin düşmesine neden olur. Lambanın
parlaklığı doğal logaritmik olarak azalır. Kondansatör kutuplanmasını tamamladığında ise,
devrenin net gerilimi sıfır olur ve lamba tamamen söner.
Kondansatörün çalışma gerilimine uygun değerde bir DC gerilime tabi tutulmasına dikkat
edilmelidir. Anma gerilimdeğerinin çok üstünde bir gerilime tabi tutulan plakalar arasındaki
yalıtkan malzeme deforme olur ve üzerinden akım kaçırmaya başlar. Bu kaçak akımı çok
büyürse kondansatörün kapasitesine göre büyüklüğü değişen bir patlama gerçekleşir. Çünkü
gerilim farkının önünde olan kondansatör direnci oldukça küçüktür, bu da akımın büyümesine
neden olur.
AC akım analizi [değiştir]
AC analizin matematiksel anlamı [değiştir]
Kondansatörün DC akıma göre davranışı, AC akımda değişiklik gösterir. AC akım, gerilim ve
akım yönünün belli bir frekansa göre yön değiştirdiği elektrik enerjisidir. Gerilimin yönü ve
genliği sürekli değiştiğinden kondansatörde depolanan elektrik yükü ve uçları arasındaki
gerilim de sürekli değişim içindedir. Kondansatör dolup boşalma hareketini frekans sıklığında
gerçekleştirir. Kondansatör bağlı bulunan bir AC devrede, akım bir süre sonra kesilmez.
Sonuç olarak: AC devredeki kondansatör, akım akışına karşı bir engel oluşturmaz, ancak bir
direnç gösterir denilebilir. Kondansatörün gösterdiği bu dirence Kapasitif Reaktans denir.
Kapasitif reaktans,
ile gösterilir, birimi dirençle aynı olup Ohm'dur.
Kapasitif Açısal
Frekans Kapasite
Reaktans Frekans
Bu ifadeden hareketle kondansatörün
kapasitif reaktansının; kapasitesi ve frekansı ile
ters orantılı olduğu söylenebilir. Kondansatörün kapasitesi ve çalışma frekansı arttıkça
kapasitif reaktansı, diğer bir deyimle direnci azalır.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Kondansatörün AC akıma karşı gösterdiği bu direnç, resistif (omik - saf direnç) dirençten
farklıdır. Saf dirençte gerilim farkı ile akım arasında direnç değeri kadar bir oran olmasına
rağmen, kondansatör ve endüktans gibi değişken ifadelere sahip elemanların dahil olduğu bir
devrede bu oran değişir. Kondansatör AC akımda dirence dolaylı yönden etki etmektedir.
Açıklamak için empedans kavramını tanımlanır.
Kapasitif bir yükün empedansında, sanal kısım ters yönde döner ve empedansın faz açısı
negatif çıkar.
Kapasitif yüklerde akım fazörü gerilim fazörünün faz farkı kadar önünden ilerler.
Empedans [değiştir]
Ana madde: Empedans
Empedans yukarıdaki gibi tanımlanırken saf direnç eşdeğerini,
reaktansın eşdeğerini
belirtir. Kondansatörün ve kapasitif bir sistemin reaktansı
'dir. Dolayısıyla empedansın
sanal kısmı frekans domeni ifadesine göre aşağıdaki gibi olur.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Bir direnç ve bir kondansatörün bağlı olduğu devre göz önüne alındığında empedans,
aşağıdaki gibi olur.
Empedansın sanal kısmında işaret 'ye dönüştü. Bu da yandaki empedans diyagramında
olduğu gibi kapasitif reaktansın ters yönde dönmesine neden olur. Dolayısıyla, kondansatör
empedansının faz açısı negatif yönde çıkar. Aşağıdaki grafikten de kapasitif bir yükün
empedansının fazör diyagramı görülür.
Bu ifadeden anlaşılan, gerilimin faz değerinin, akımla empedansın faz değerlerinin toplamı
olduğudur. Kapasitif devrede empedansın faz değeri negatif olduğundan aşağıdaki eşitlikler
çıkartılır.
Son ifade akımın faz açısının gerilimin faz açısından büyük olduğunu ifade etmektedir. Yani
akım fazörü, gerilim fazörüne göre önde ilerler. Kapasitif devrelerde akım gerilimden
ileridedir ve empedansın sanal kısmı negatif değer alır.
Faz farkı [değiştir]
Ana madde: Faz farkı
Daha fazla bilgi: Faz
AC devrelerinde reaktif güç devreye girer ve hesabı için faz farkına ihtiyaç vardır.
Kondansatör plakaları arasında depoladığı elektrik enerjisini kaynak kesildikten sonra devreye
verdiğinden faz kayması oluşturur. Kapasitif devrelerde empedansın sanal kısmı negatif
değer alır, bu da empedansın faz değerinin negatif
olması anlamına gelir.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Kapasitif yük bağlı devrede
akım - gerilim grafiği.
Akım - Gerilim
Akım - Gerilim - Empedans arasındaki ilişki kullanılır;
Bu ifadeler, gerilimin faz açısının, akımla empedansın faz açılarının toplamına eşit olduğunu
belirtir. Kapasitif devrede empedansın faz değeri negatif olduğundan, aşağıdaki eşitlikler
çıkarılır.
Grafikte akım ile gerilim grafiklerinin ekseni kestiği noktalar görülüyor ve akım grafiği x
eksenini daha önce keser. Yani akım faz olarak gerilimden daha ileridir. Bu da tanıma göre
kapasitif yüklerde faz farkı açısının negatif olduğunu ifade eder.
Faz farkı gözlem yoluyla da anlaşılabilir; kondansatör, üzerine gerilim uygulandığı anda
dolmaya başlar, frekans değerine göre üzerinden akım geçirme düzeyi artar. Kapasitif bir
devreye herhangi bir anda bakıldığında, bazı anlarda gerilim olmasına rağmen akımın hala
akmaya devam ettiği görülür. Çünkü kaynak kesildiğinde bile, kondansatör depoladığı
yüklerle devreden bir süre akım geçmesini sağlar. Bunlar faz farkının varlığına işarettir.
Reaktif güç [değiştir]
Ana madde: Reaktif güç
Daha fazla bilgi: Elektriksel güç
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Reaktif güç elektriksel güçte görünür gcün bir bileşeni olup iş yapabilme ve işe
dönüştürülebilme özelliği yoktur. Bu güç, kondansatörlerde plakalar arasında elektriksel alan
olarak saklanır. Kaynak kapandığında ise devreye geri verilir. Anlık gücün yukarıda bulunan
tanımında içinde
faktörünün bulunduğu kısım bize reaktif güç değerini verir. Reaktif
gücün frekansı da normal frekanstan farklıdır, iki katına çıkar.
Güç ifadesi, elemandan geçen akımla elemanın uçları arasındaki gerilimin çarpımından
oluşur. Empedans kavramının verdiği bilgiler eşiğinde aşağıdaki eşitlikler sağlanır. Akım
fazörünün üstündeki yıldız
, fazörün transpozesinin alındığını, daha basit anlamıyla
genliğinin sabit kalması şartıyla faz açısının terse dönüp işaret almasını anlatır. Ayrıca
fazörlerin altında bulunan
ifadesi de fazörlerin efektif yani etkin değerlerinin alındığını
gösterir. Sinüsoidal bir dalgada efektif değer, genliğin 2'nin kareköküne bölünmüş halidir.
Matematiksel olarak aşağıdaki ifadeler kullanılabilir.
Bu formüller ışığında kondansatörde depolanan reaktif güç aşağıdaki gibi bulunur.
AC analizin pratik anlamı [değiştir]
Kondansatör her ne kadar direnç gibi pasif, yani kontrolsüz elemanlardan da olsa dirence göre
farklılıklar taşır. Matematiksel ifadesi direnç gibi doğru orantılı değildir, türev ifadesi içerir.
Kondansatör akımının akması, zaman domeni ifadesinden anlaşıldığı gibi, kondansatörün
uçları arasındaki gerilimin değişmesine bağlıdır. Alternatif akımda kaynak gerilimi sürekli
değişir, kondansatöre uygulanan gerilim değeri de değişime uğrar. Bu da kondansatörden
sürekli akım geçmesini sağlar.
Kondansatör AC akımın geçmesini engellemez. Direnç elemanı gibi olmasa da akıma karşı
bir tepki gösterir, direnç uygular. Omik dirençten farklı olarak akımın hem değerini düşürür,
hem de fazının gerilime göre kaymasına neden olur. Kondansatörün AC gerilime karşı koyma
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
eşdeğerine kapasitif reaktans adı verilir. Kapasitif reaktans, kaynak frekansı ve kondansatör
kapasitesine bağlıdır. Frekans ve kapasite yükseldikçe reaktans düşer. Reaktansın düşmesi;

empedansta direnç etkisinin artması

fazör diyagramında sanal kısmın kısalıp empedansın dirence yani gerçel kısma
doğru yaklaşması

faz farkının düşmesi, akım ve gerilim fazörlerinin birbirine yaklaşması
anlamlarına gelir. Reaktansın yükselmesi ise bu sıralananlara ters yönde etki
yapar.
Empedans diyagramı incelendiğinde görülür ki, kapasitif yüklerde empedansın sanal kısmı
negatif, direncin yönü sürekli pozitif yönde olur. Reaktans negatif yönde olduğundan bu iki
fazörün bileşiminin açı değeri negatif çıkar. Empedansın açısı kapasitif yüklerde negatif değer
alır ve dolayısıyla akım fazörü gerilim fazörünün önünden ilerler. Kondansatör, çalışmaya
başladığında sürekli olarak dolup boşalma hareketi yapar, belli bir yerde kaynak akımı
kesilirse kondansatör depolamış olduğu yükleri devreye verir ve kısa süre de olsa akım
geçmesini sağlar. Yani akım fazörü gerilim fazöründen ilerdedir denir.
Kondansatör reaktif güç depolayan bir elemandır. Reaktif güç işe dönüştürülmemesine
rağmen motorlar endüktif ve bobin yapısında olduğundan çalışmaya başlamaları için bir
manyetik alana ve reaktif güce ihtiyaç duyarlar, endüktif devrelerin çalışması için gereken
reaktif güç de kondansatörlerden karşılanır. Ancak şebeke durumundan bakarsak reaktif
gücün ihtiyaçtan fazla bulunmasının istenmeyen bir durum olduğu unutulmamalıdır. Bunun
için kompanzasyon yapılır ve reaktif gücün düşürülmesi yoluna gidilir.
Kullanım ve uygulama alanları [değiştir]
Kondansatörün matematiksel ifadeleri ve pratik anlamda bu ifadelerin ne anlamlara geldiği
bilgilerinin ışığında, kondansatörler çeşitli amaçlarla bir çok kullanım alanı bulur. Bu
kullanım alanlarını belirleyen özellikler;

elektrik enerjisini plakaları arasındaki depolayabilmek,

kısa devre anında bu enerjiyi çok hızlı boşaltabilmek,

AC akımı geçirip DC akımı engellemek,

faz kayması oluşturmak ve reaktif gücü depolayabilmek olarak sıralanabilir.
Aşağıdaki liste hangi uygulamanın ne kadar kapasiteli kondansatörlerle gerçekleştirildiği ve
bu kondansatörlerin ne gibi özelliklere sahip olması gerektiği hakkında bilgi sunar.[8]
Uygulama
Kapasite Tolerans
aralığı gereksinimi
Kaçak
Kararlılık
Parazit
akım
gereksinimi tahammülü
tahammülü
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Filtreleme
1 - 100
pF
Yüksek
Düşük
Kesinlikle
Düşük
AC/DC
Doğrultma
1 - 10
nF
Yüksek
Düşük
Çok
Yüksek
Yüksek
Dekuplajlama
1 - 100
nF
Düşük
Yüksek
Düşük
Çok
Düşük
Enerji
Depolama
1 µF ve
üstü
Düşük
Yüksek
Düşük
Düşük
Fotoğraf makinesi flaşının ani patlaması kondansatör
sayesindedir.
Hoparlörlerin
kapandıktan sonra
bir süre daha ses
vermelerinin
sebebi
kondansatörlerdir.
Nokia 3510 daha
büyük kapasiteli bir kondansatöre sahip olsa 5 saniyeden
daha uzun süre saat hafızasını koruyabilir.
Enerji depolama [değiştir]
Ana madde: Enerji depolama
Kondansatöre bir DC kaynak bağlandığı zaman, kısa sürede yükü depolar ve dolar. Bu şekilde
devreden ayrılan bir kondansatör yüklüdür ve plakaları arasında bir gerilim değeri okunur. Bu
şekliyle kondansatörler bir pile benzetilebilir. İçindeki yükü ise kendisine bağlanan direnç
değerine göre belli bir sürede boşaltan kondansatörler, devreye bağlandığı zaman kısa süre
içinde yüklerini tüketirler, çünkü içlerindeki yük pile göre hem azdır hem de yeni yük üretimi
yapamaz. Kondansatöre kısa devre yapıldığında bu yükün kıvılcım çıkartacak derecede hızlı
aktığı görülür. Hem enerjiyi depolama hem de yükü aniden devreye sokma özelliklerinden
dolayı, kaynağın devre dışı kalacağı durumlarda ve ani yük akışına ihtiyaç olan alanlarda
kondansatörler kullanılabilir.
Fotoğraf makinesi flaşlarının çalışması için enerji depolayan araçlar kondansatörlerdir. Flaşa
bağlanmış olan kondansatör önce pil tarafından doldurulur ardından çekim anında devreye
sokulur ve depolanmış yüksek enerji bir anda boşaltılır, böylece anlık olarak yüksek aydınlık
elde edilmiş olur. Flaşın biriktirdiği yüksek enerjiyi bir anda harcaması kondansatör sayesinde
olmaktadır. Kondansatörün aniden boşalması flaş ışığının parlak olmasını sağlar.[9]
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Kondansatörler, elektronik alet herhangi bir sebeple kaynaktan ayrılırsa aletin bir süre daha
işlev görmesini de sağlar. Buna örnek olarak hoparlörler verilebilir. Hoparlörlerin besleme
devresinde bulunan kondansatörler kaynak gerilimi kesildiği zaman birkaç saniyeliğine de
olsa höparlörün çalışmasını ve ses kaybı olmamasını sağlarlar. Hoparlörün çalıştığı süre
boyunca depolanan kondansatör, kaynağın kesintiye uğramasının ardından depoladığı yükü
hoparlöre verir ve böylece ses bir süreliğine kesilmez. Fişten çekilen hoparlörden hala ses
gelmesinin nedeni budur. Bu kullanım şekli daha da genişletilebilir, farklı farklı kullanım
alanları bulunabilir.
Kondansatör, kendisini besleyen kaynak tükendiği zaman hafızasındaki bilgiyi kaybeden
elektronik aletler için geçici de olsa çözüm oluşturur. Dijital kol saatleri, bazı bilgisayar
parçaları, cep telefonları bu tür aletlere örnek olarak verilebilir. Dijital saatler ve cep
telefonlarında bulunan kondansatör, pil tükendiği zaman devreye girer ve özellikle saat ve
bazı önemli bilgilerin kaybolmaması için yüklerini harcarlar. Kondansatör belli bir süre sonra
yeniden depolanmadığından boşalacaktır ve bulunan çözüm geçici olacaktır. Bazı cep
telefonlarının pillerinin birkaç saniyeliğine çıkarılıp geri takıldığında açılışta saati hatırlaması,
daha uzun süreli pilsiz bırakmada ise açılışta saati yeniden sormasının sebebi de budur. Çünkü
kondansatör o hafızayı sadece birkaç saniyeliğine tutacak şekilde tasarlanmıştır.
Kondansatör ani yük boşalmaları yapabildiğinden laboratuvar ortamında deney ve yapay
yıldırım oluşturma amacıyla da kullanılır. Bir yapay yıldırımda aktarılan yük miktarı ve
oluşan gerilim o kadar büyüktür ki, bu yükü depolamak için metrelerce uzunlukta büyük
kondansatör blokları ve bu kondansatörleri doldurmak için dakikalar gerekmektedir.
Depolanan enerji bir anda kısa devre edilir ve bir noktaya hedeflendirilir, böylece yapay bir
yıldırım oluşturulabilir.
Reaktif güç depolama ve faz kaydırma [değiştir]
Anlık güç ifadesinde de anlatıldığı üzere kondansatörler aktif güç harcamazlar ve reaktif güç
depolayıcı olarak çalışırlar. Endüktif devreler ise çalışmalarının başlangıcı için reaktif güce
ihtiyaç duyarlar ve çalışırken reaktif güç oluştururlar. Kondansatörler reaktif güç depolarken
endüktanslar da çalışmak için reaktif güç harcıyorlar. Bu harcayacakları güç de
kondansatörler tarafından sağlanabilir. Ayrıca endüktif devrelerin faz kayması akımın geri
kalması yönündeyken, kapasitif devrelerin faz kayması akımın önde gitmesi yönündedir. Bu
da faz açısının ayarlanması için bize olanak sunar.
Motorlara yol verme [değiştir]
Elektrik motorları reaktif güç harcarlar.
Elektrik makineleri veya daha bilinen adıyla motorlar büyük
bobin sarımlarından oluştuğundan endüktif devrelere
sahiptirler. Endüktif devrelerin anlık güçlerinin ifadeleri
çıkarıldığında görülecektir ki endüktanslar harekete
geçmeleri için reaktif güç harcayıp çevrelerinde manyetik
alan oluştururlar. Bu reaktif güç şebekeden de çekilebilir. Ancak birçok fabrikanın, bir çok
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
motorun ve endüktif devrenin bulunduğu bir bölgede çekilen reaktif güç verimin oldukça
aşağı düşmesine neden olacaktır. Bunun için motorların devrelerine reaktif güç yüklü
kondansatörler bağlanır ve motora yol verilmesi yani motorun harekete geçirilebilmesi için
gereken reaktif güç bu kondansatörlerden sağlanır. Bu kondansatörler elektronik devrelerde
kullanılan kondansatörlere göre fiziksel olarak oldukça büyüktür. Çünkü motorlar 220 veya
380 Volt ile çalışırlar ve fazla miktarda reaktif güce ihtiyaçları vardır, bunu depolayacak
kondansatörler de tabii ki büyük olacaktır.
Kompanzasyon [değiştir]
3 fazlı kompanzasyon kondansatörleri, güç faktörü düzeltilmesi için kullanılır ve fiziksel
olarak büyüktürler.
Ana madde: Kompanzasyon
Reaktif güç ile aktif gücün bileşiminden oluşan görünür güçte, aktif gücün maksimum hale
getirilip, güç faktörünün düzeltilmesi ve verimin en büyük halini alması işlemine
kompanzasyon denir.
Uygulamada fabrikalar, elektrik makineleri, iş makineleri ve motorlar endüktif
çalıştıklarından bağlandıkları şebekeye reaktif güç verirler. Verilen reaktif güç aktif gücün
dolayısıyla verimin oldukça düşmesine neden olur. İki eş sistemin kompanze edilmiş ve
edilmemiş halleri karşılaştırıldığında çekilen akımın değişmediği, ancak aktif gücün arttığı
görülür. İşte verimin artması ve şebekenin reaktif güçten kötü etkilenmemesi için endüktif
sistemin girişine bir kompanzasyon kondansatörü bağlanır ve devrede üretilen rekatif güç
şebekeye verilmeden kondansatörlerde depolanır. Motor devreye girerken de bu
kondansatörler depoladıkları reaktif gücü motorlara geri verirler. Dolayısıyla şebeke sistemi
saf resistif bir sisteme yakın olarak görür ve şebekeyle sistem arasında reaktif güç alışverişi
olmaz.
Havai hatlarda kapasite [değiştir]
Enerji nakil hatları büyük bir kondansatör olarak
düşünülebilir.
Havai nakil kablolarının her biri farklı bir fazı taşır, her bir
kablonun sahip olduğu gerilim değeri anlık olarak
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
değişmektedir ve kablolar arasında gerilim farkları oluşur. Kablolar kondansatör plakaları,
aralarındaki mesafe yalıtkan kalınlığı ve aradaki yalıtkan da hava olarak hayal edilirse, havai
nakil hatlarının oldukça büyük ve uzun bir kondansatör olduğu varsayalabilir. Her ne kadar
kablolar arası mesafenin çok açık olması kapasite değerinde düşmeye yol açsa da bu
kabloların kilometrelerce ilerlerdiği düşünüldüğünde, toplamdaki kapasite değeri hattın varış
noktasında çıkış noktasına göre faz farkının oluşmasına neden olacaktır. Yani havai nakil
hatlarının da bir kapasitesi vardır ve hesaba katılır.
Havai hatların kapasite değerleri kablonun cinsine, kablo aralığına göre değişir. Havai hatlar
çekilirken kullanılacak kablonun kilometre başına kapasite (F/km) değeri kataloğundan
okunur. Buna göre hesaplama yapılır.
Doğrultma [değiştir]
Filtre kondansatörü doğrultucularda DC gerilime yakınlaşma sağlamaktadır.
Filtre kondansatörlerinin kapasitesi arttıkça dalgacık genliği düşer ve çıkış gerilimi DC
gerilime yaklaşır.
Daha fazla bilgi: Doğrultucu
Kondansatörler içlerinde biriktirdikleri enerjiyi yüke boşaltmak suretiyle doğrultucu
devrelerinde de kullanılabilirler. En basit doğrultuculardan olan yarım dalga doğrultucuda
yüke ulaşan gerilimin grafiği alttaki resimde görülür. Ancak DC gerilimle çalışan bir alet için
elde edilen bu gerilim grafiği uygun değildir. Çünkü aletin istediği, bir pilden elde
edilebilecek kadar düz ve pürüzsüz bir gerilimdir.
Yandaki şemada yarım dalga doğrultucuya bağlı bir yüke paralel kondansatör bağlanması
örneği görülür. Gerilim artarken yük depolayan kondansatör, gerilimin düşmeye başlayınca,
yani ifadesinde bulunan gerilimin türevi negatif değer alınca içindeki elektrik yükünü, yüke
iletmeye başlar. Bu noktadan itibaren AC gerilim azalırken, kondansatör bir kaynak gibi
davranır ve içindeki yükü önündeki empedans değerine göre boşaltır. Yüke iletilen gerilimin
grafiği yandaki resimde üstteki gerilim grafiği haline gelir. İlk duruma göre bu grafik DC
gerilime daha yakındır. Bu da DC gerilimle çalışan bir aletin düzgün şekilde çalışması için
daha uygundur.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Kararlılığa ulaşmış bir kondansatörlü doğrultma devresi göz önüne alındığında, üstteki
grafikte gerilimin bir maksimum ve bir minimum değerleri olduğunu görürüz. Bu iki değer
arasındaki fark dalgacık (ripple) olarak adlandırılır. Bu dalgacıkların genliği ne kadar düşük
olursa o kadar doğru gerilim değerini yakalanmış olur.
Doğrultucuda kullanılan kondansatörlerin kapasite değerleri de elde edilen gerilim grafiğini
etkiler. Kapasiteleri farklı 3 kondansatör
aynı
doğrultucu devresine bağlandığında grafikte olduğu gibi kapasite değeri arttıkça yük
geriliminin DC gerilime yaklaştığı görülür. Bunun nedeni ise kondansatörün kapasitesinin
arttıkça depoladığı yük miktarının artması ve bu elektrik yükünün daha uzun süre yükü
beslemesidir. Yani kısaca, doğrultucu kondansatörlerinin kapasite değerleri arttıkça, DC
gerilime yaklaşım sağlanır ve dalgacık genliği düşer.
RC filtreleme ve matematiksel işlemler [değiştir]
RC filtreler bir direnç ve bir kondansatörün bağlanmasıyla oluşturulur. Bu filtrelerin görevleri
adlarında belirtilir. Görevleri belli frekansların geçmesini belli frekansların ise söndürülmesini
sağlamaktır. Aynı şekilde bu devrelerin matematiksel analizi yapıldığında bir matematiksel
operatörün ifadesi elde edilir. Yani RC devreleri frekans geçirme görevlerinin yanında
matematiksel işlev operatör elde edilmesi için de kullanılan devrelerdir.
AG - RC filtresi, referans frekans değerinden düşük frekansları geçirir, yüksek frekansları
söndürür. Ayrıca İntegral işlevi de görmektedir.
Alçak geçiren (AG) filtre - İntegral alıcı [değiştir]
Bu RC devresinin görevi isminden de belli olduğu üzere alçak frekansları geçirmektir.
Yandaki devre şemasında da görüldüğü gibi bir direnç ile bir kondansatör birbirine seri halde
bağlanıp, AC kaynak altında kondansatörün uçları arasındaki gerilim değeri okunur ve toplam
gerilim ile çıkış gerilimi arasında frekans analizi yapılırsa bu sistemin belli bir frekans
değerinden düşük frekansları aynen geçireceği, bu frekans değerinin üzerindeki frekansları ise
hızlı bir şekilde söndüreceği görülür.
Ayrıca aynı sistemin gerilim analizi zaman domenine göre yapıldığında görülecektir ki
kondansatörün uçları arasındaki gerilim, giriş geriliminin integrali alınmış ve bir sabitle
çarpılmış haline eşittir. Dolayısıyla bu devre aynı zamanda integral alıcı devre olarak da
anılır. İntegral ifadesinin önündeki sabit de bağlanan elemanların direnç ve kapasite
değerlerine bağlıdır.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
YG - RC filtresi, referans frekans değerinden yüksek frekansları geçirir, düşük frekansları
söndürür. Ayrıca Türev işlevi de görmektedir.
Yüksek geçiren (YG) filtre - Türev alıcı [değiştir]
Yine aynı şekilde bu RC filtresinin görevi de isminden bellidir. Yanda şeması gösterilen
devreden de anlaşıldığı gibi bir direnç ve bir kondansatör seri bağlanır ancak bu sefer direncin
uçları arasındaki gerilim değeri okunur. Ardından yapılan frekans analizinde görülür ki bu
devre bir frekans değerinden düşükte kalan frekansları geçirmeyip söndürmekte, o frekans
değerinden yüksek frekansları ise aynen geçirmektedir.
Gerilim analizi zaman domeninde yapıldığı zaman ise direncin uçları arasındaki gerilimin
giriş gerilimin türevi alınmış ve bir sabitle çarpılmış haline eşit olduğu görülür. Bu sabit yine
direnç ve kapasite değerlerine bağlıdır. Bu sebeple bu devreye türev alıcı devre adı da
verilebilir.
Tasarım [değiştir]
Yalıtkan malzeme [değiştir]
Dielektrik (yalıtkanlık) sabiti [değiştir]
Daha fazla bilgi: Yalıtkanlık sabiti
Yalıtkan bir malzemenin içinde depolayabileceği yük miktarı o malzemenin bir
karakteristiğidir, yani farklı malzemelerin aynı koşullarda depolayabilecekleri yük miktarı da
farklı olur. Bir malzemenin üzerinde yük depolayabilme yeteneği yalıtkanlık (dielektrik)
sabiti adı verilen katsayı ile ölçülür ve bu katsayı her malzemede farklı değer alır.
Hesaplama kolaylığı açısından her malzemenin dielektrik katsayısı, boşluğun dielektrik
katsayısına göre oranlanır ve ortaya çıkan yeni katsayıya bağıl dielektrik (yalıtkanlık) sabiti
adı verilir, kısaca vakumun yalıtkanlığı temel alınarak diğer malzemelerin yalıtkanlığı buna
göre kıyaslanır. [10] Bir yalıtkan malzeme bağıl dielektrik sabiti oranında, vakuma göre daha
fazla yük depolar. Alttaki kutuda vakumun dielektrik sabiti verilmiştir.
Hakkında Bilgi
Vakumun dielektrik sabiti
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Malzemeye özgü bağıl dielektrik sabiti
Delinme gerilimi [değiştir]
Daha fazla bilgi: Delinme gerilimi
Yalıtkan malzemelerin karakteristikleri arasında gerilime dayanıklılık da sayılmalıdır. Bir
malzemenin yalıtkanlığını yitirip deforme olduğu gerilim değerine bozulma - delinme gerilimi
adı verilir ve yalıtkanlar için önemli bir göstergedir. Kondansatörlere delinme gerilimlerinden
büyük bir gerilim kesinlikle uygulanmamalıdır, çünkü bu şekilde kondansatör iletken haline
gelir ve işlevsiz kalır.[10]
Bazı yalıtkanların bağıl dielektrik sabitleri ve delinme gerilimleri[11]
Yalıtkanın
İsmi
Bağıl
Dielektrik
Sabiti
Delinme
Gerilimi
Hava
1
30,000 V/cm
Teflon
2.1
600,000
V/cm
Polistren
2.4 - 2.7
240,000
V/cm
Kağıt
3.5
160,000
V/cm
Pireks (Cam)
4.7 (3.7 10)
140,000
V/cm
Silikon
11.68
150,000
V/cm
Bakalit
3.7
240,000
V/cm
Kuvartz
Mika
3.7 - 4.5 80,000 V/cm
4-8
800,000
V/cm
Fiziksel yapı [değiştir]
Çeşitli fiziksel yapılarda kondansatörler temin edilebilir. Elektronik ve metalürji bilimlerinin
gelişmesi, oldukça küçük ve farklı yapılarda kondansatör üretimini mümkün kılmıştır.
Örneğin entegre devrelerin üzerinde mercimek ve pil şeklinde görülebilirler. Farklı yapıdaki
kondansatörlerin kapasite değerleri belli başlı formülasyonlara göre hesap edilir. İki düz metal
tabakadan üretilen kondansatör ile silindir veya daire şeklinde olan kondansatörün kapasiteleri
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
farklı şekilde hesap edilir. Her ne kadar düzlemsel kondansatörün hesabı kolay olsa da 3
boyutluluk, silindiriklik ve küresellik devreye girdiğinde formulasyonlar oldukça karışık hale
gelir.
Düzlemsel kondansatörler [değiştir]
Ana madde: Düzlemsel kondansatör
Düzlemsel kondansatör
Uygulamada oldukça fazla karşılaşılan bir kondansatör tipidir. Düzlemsel iki metal tabaka
arasında belli bir dielektrik katsayısına sahip olan bir yalıtkanın yerleştirilmesiyle elde edilir.
Düzlemsel koordinatlarda gerilim değişimi bir boyutta gerçekleşir. Değişimin sadece x
ekseninde olduğu yandaki şekilden görülür. İki kalın çizgi metal tabakaları belirtirken, aradaki
kadar uzaklık içerisine yalıtkan bir malzeme yerleştirilir. Metal tabakaların alanları olup,
birinin gerilimi iken diğer tabakaya gerilimi uygulandığında elektrik alanı , yüksek
gerilimden düşük gerilime doğru olur.
Tabaka üzerinde herhangi bir noktada gerilim yani ve ekseni üzerinde gerilim değişmez.
Yalıtkan malzeme gerilime karşı bir direnç gösterir ve bu sebeple gerilim düşümü ekseni
üzerinde olur, bir tabakadan diğerine geçerken gerilim değerinden değerine düşer.
Kondansatörün gerilim uygulanmayan plakasının
, gerilim uygulanan plakasının
konumlarında bulunduğu göz önüne alınır ve hesaplamalar sonucunda düzlemsel
kondansatörün kapasite değerinin nelere bağlı olduğu bulunur.
[12]
Bu ifadeye göre düzlemsel kondansatörlerde kapasiteyi değiştiren etmenler, aradaki
malzemenin dielektrik katsayısı, malzemenin kalınlığı ve metal plakaların yüzey alanıdır.
Yüzey alanı, dielektrik katsayısı arttıkça ve aradaki mesafe azaldıkça kapasite artar.
Küresel kondansatörler [değiştir]
Ana madde: Küresel kondansatör
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Profilden Küresel Kondansatör
İç yarıçap = r1
Dış yarıçap = r2
Küresel kondansatörler iki metal kürenin içiçe konulup aralarına bir yalıtkanın
yerleştirilmesiyle oluşturulur. Gündelik hayatta fazla kullanım alanı yoktur, genellikle yüksek
gerilim tekniğinde benzetim yapmak için kullanılır ve kolaylık sağlar. Farklı çeşitleri
mevcuttur, kürelerin merkezleri birbirindek ayrık, küreler birbiriyle ilişkisiz olabilir. Ancak
hesaplamada kolaylık olması açısından eşmerkezli küresel kondansatörler kullanılacaktır.
İç küre yarıçapının , dış küre yarıçapının olduğu kabul edilir. Kondansatör ekseninde
ise yine ve uzaklıkları arasında yer alır. İç küreye gerilim uygulanıp, dış küreye gerilim
uygulanmadığında, sistem belli bir değerde yük depolama özelliğine sahip olur. Eşmerkezli
küresel kondansatörlerde kapasite değerinin ifadesi aşağıdaki gibi yazılabilir.
[12]
Bu ifadede kesin olan tek şey, aradaki malzemenin dielektrik katsayısının kapasite değerini
doğru orantılı etkilediğidir. ve yarıçapları ise alacakları değerlere göre kapasite değerini
etkilerler, bu oran tasarım açısından çeşitlilik olanağı sunar.
Silindirsel kondansatörler [değiştir]
Ana madde: Silindirsel kondansatör
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com info[email protected]
Silindirsel kondansatör
İç yarıçap = r1
Dış yarıçap = r2
Silindir uzunluğu = l
Silindirsel kondansatörler iki metal silindir tabakanın birbirinin içine yerleştirilmesi ve
aralarına yalıtkan bir malzemenin koyulmasıyla tasarlanır. Bu tip kondansatörlerin günlük
hayatta kullanımı çoktur. Kablolar, yüksek gerilim havai hatları veya geçit izolatörleri bu
kullanım alanlarına örnek olarak verilebilir.[12] Benzetim açısından da kolaylık sağlayan
silindirsel kondansatörlerin incelenmesinde eşeksenli olanları kullanılır.
İç silindir yarıçapı , dış silindir yarıçapı iken, silindir uzunlukları olarak alınır. Gerilim
iç silindire uygulanır, dış silindir ise gerilimsiz bırakılır. Bu durumda sistem yalıtkan malzeme
üzerinde yük depolar. Kapasite değeri ise aşağıdaki gibi bulunur.
[12]
Eşeksenli silindirsel kondansatörlerde kapasite değeri, yalıtkan malzemenin dielektrik
sabitinden ve silindir uzunluğundan doğru orantılı olarak etkilenir, bu ikisinin artması
kapasiteyi artırmaktadır. Doğal logaritmik ifadenin içerisinde gelen yarıçaplar oranı
ise ters orantılı bir etki yapar. Yarıçaplar arasındaki oranda oynama yapılarak çeşitli
değerlerde silindirsel kondanstörler elde edilebilir.
İmalat [değiştir]
Kondansatörlerde elektrotların birbirlerine göre konumları düzlemsel, küresel ve silindirsel
olmaları hakkında bilgi verir, farklı fiziksel yapılar farklı ihtiyaçlar için geliştirilmiştir ve
seçenekleri artırıp uygulama çeşitliliğine uyum sağlarlar. Kondansatör imalatında asıl önemli
olan, kullanıcıların isteklerini karşılayacak şekilde, farklı uygulamalar için farklı ürünler imal
etmek, bunları imal ederken de kapasite değeri ve çalışma gerilimi üzerinde ayarlamasında
farklı yalıtkan malzemelerin farklı yalıtkanlık özelliklerinden faydalanılır.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Kapasite değeri, yalıtkan malzemenin incelmesi (elektrotların birbirine yaklaşması) ve
elektrot alanının artmasıyla artar fakat yalıtkanların incelmesi malzeme açısından üretimde
zorluk yarattığı gibi çalışma geriliminin azalmasına yol açtığından çok da avantajlı değildir.
Ayrıca elektrot alanının artması da kondansatör büyüklüğünün artmasına neden olacağından
bir yerden sonra kullanışsızlığı peşinden getirmektedir. Dolayısıyla imalat ve tasarım
aşamasında bir optimizasyona gidilmelidir. İstenen kapasite ve çalışma değerleri en küçük ve
kullanışlı boyuta nasıl getirilebilir tasarlanmalıdır. Bu tasarlama çalışmaları farklı
yalıtkanların kullanıldığı farklı kondansatörlerde yalıtkanların özellikleri göz önüne alınarak
yapılır.
Kondansatörlerde alüminyum, gümüş veya kurşun elektrotlar kullanılır ancak alüminyum
elektrot kullanımı en yaygın olanıdır. Yalıtkan farklılıkları ise kondansatörler arasındaki temel
farkı oluşturur. Yalıtkan ile alüminyum film iletkenlerinin oluşturduğu kondansatöler ise bir
kabın içerisine yerleştirilir ve enerjili kısım yalıtılmış olur.
Sargı yöntemi [değiştir]
Sargı yöntemiyle düzlemsel kondansatörler daha küçük boyutlarda elde edilebilirler.
Aksiyal veya radyal kondansatörlerin farklılıkları da terminallerin (uçların) yerleşim
farkından kaynaklanmaktadır. Üstteki resimde iki farklı uygulama da görülebilir.
Kondansatörlerde küçük boyutta istenen kapasite değerini elde etmenin yollarından bir tanesi
elektrot alanında artırım yapmaktır, ancak elektrotlar düzlemsel olarak kullanıldığında alan
arttıkça kondansatör boyutu de artmaktadır. Kondansatörlerde sargı yöntemi, elektrot alanında
artma elde ederken boyutlardaki artmanın daha kabul edilebilir seviyede kalması için
uygulanan bir yöntemdir.
Sargı yöntemi düzlemsel kondansatörlerin küçük boyuta sığdırılması amacını taşıyan bir
yöntemdir. Uygulanması için (yandaki resimden takip edilebilir) boy olarak makul ancak en
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
olarak uzun elektrot ve yalıtkan malzeme seçilir. Elektrot ve yalıtkan malzemelerin kolayca
bükülebilir olması sargı yöntemi için şarttır. Dıştan içe doğru sırayla yalıtkan - elektrot yalıtkan - elektrot dizilimi sağlanacak şekilde malzemeler üstüste yerleştirilir. Ardından bir
rulonun etrafına, oluşturulan bu kondansatör sarılmaya başlanır. Tamamen sargı haline gelmiş
kondansatör yalıtkan bir kabın içerisine yerleştirilerek dış ortamdan izole edilir. Görünüş
olarak silindirsel kondansatöre benzese de temelde tasarlanan düzlemsel bir kondansatörün
sarılmış halidir. Yandaki resimde görülen kondansatör, içteki alüminyum elektrot yani anota
artı (pozitif) kutup bağlandığında çalışmaya başlayacaktır.
Kondansatörün kullanım alanına göre terminallerinin yani uçlarının yerleri tasarlanmalıdır.
Radyal bir kondansatörde uçlar aynı kenardan aynı yöne doğru çıkarlar. Aksiyal
kondansatörlerde ise bir uç tavandayken diğer uç taban kısmında olur ve ters yönlere doğru
çıkarlar. Sargı işlemi gerçekleştirilmeden önce düzlemsel elektrotların aynı yöne bakan
kenarlardan uzatılan uçlar radyal kondansatör, ters yöne bakan kenarlardan çıkarılan uçlar ise
aksiyal kondansatör elde edilmesini sağlar.
Sargı yöntemiyle, düzlemsel kondansatör halinde bırakılsa kullanışsız olacak derecede büyük
boyutlara ulaşabilecek kondansatör, çok küçük bir boyutta aynı işlevi görmüş olur. Kağıtlı
(yağ emdirilmiş), alüminyum film gibi çeşitli kondansatörler bu şekilde elde edilirler.
Çok katlı elektrot yöntemi [değiştir]
Esnek olmayan yalıtkan malzemeler için geliştirilmiş çok katlı elektrota sahip kondansatör
imalatı...
Toplam elektrot sayısının yarısı kadar kondansatör paralel bağlı olarak düşünülebilir.
Kondansatörlerde kullanılan yalıtkan malzemenin bükülmez olması durumunda sargı yöntemi
gerçekleştirilemez. Elektrot alanının artırılması birçok elektrotun birbiri içine geçirilip,
elektrotlar arasına esnek olmayan yalıtkan malzemeden yerleştirilmesiyle çok katlı elektrot
yöntemi uygulanmış olur.
Birçok elektrot - yandaki resimden de takip edilebildiği gibi - ardışık olarak (bir tarak gibi)
birbirlerinin içine geçirildiğinde, toplam elektrot sayısının bir eksiği kadar kondansatör paralel
bağlanmış olarak elde edilir. Kondansatörün iki elektrot arasındaki mesafesi , malzemenin
yalıtkanlık katsayısı
, elektrotların birbirine bakan alanları ve toplam elektrot sayısı
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
olduğu düşünülürse çok katlı elektrota sahip bir kondansatörün kapasite değeri aşağıdaki
gibi bulunur.
Mika ve seramik, esnek olmayan ancak elektriği iyi yalıtan ve kolayca inceltilebilir
malzemeler olduklarından, seramik ve eski tip mikalı kondansatörler bu yöntemle imal
edilirler.
Kazalar, tehlike ve güvenlik [değiştir]
Kondansatörler enerji depolayan elemanlardır ve içlerindeki elektriksel yükü uzunca bir süre
saklayabilirler. Güç girişi kesilmiş bir devrede bulunan kondansatör bile depo ettiği yükü
boşaltarak devrenin diğer elemanlarının zarar görmesine yol açabilir. Devreden ayrılmasına
rağmen uçları arasına herhangi bir yük bağlanmayan kondansatör depoladığı yükü uçları kısa
devre edildiği an hızla boşaltır ve bazen öldürücü olabilen şoklara, elektrik yanıklarına neden
olabilir. Örneğin görünüşte zararsız olan ve 1.5 Volt ile çalışan fotoğraf flaşları içlerinde 300
Volt'a kadar yük depolayabilen kondansatörlere sahiptirler, bu kondansatörlerde depolanan
enerji bir insanı kolayca çarpabilir ve şoklara yol açabilir.
Yüksek kapasite değerine sahip veya yüksek gerilimde çalışan kondansatörlerle çalışılırken
dikkatle davranılır, kondansatörün tamamen boşaldığından emin olduktan sonra temas etmek
sağlık açısından faydalıdır. Kondansatörler devreden söküldükleri anda yük depolamış halde
bulunurlar, bu sebeple içlerindeki elektriksel yükünü boşaltmak için sönümlendirici direnç adı
verilen, değeri akımı zararsız hale getirecek kadar yüksek ancak çok uzun olmayan bir sürede
kondansatörü boşaltacak kadar da düşük olan bir direnç, kondansatörün uçları arasına temas
ettirilir ve tam boşalmanın sağlandığından emin oluncaya kadar beklenir. Yüksek gerilim
kondansatörleri istiflenirken uçları arasına bir yalıtkanla kesinlikle kısa devre yapılır, çünkü
bu tip kondansatörler cidden büyük zararlara yol açabilecek yükleri içlerinde depolayabilirler.
Eski yağ emdirilmiş büyük kondansatörler poliklorlanmış bifenil (PCB) içerirler. PCB
bileşikleri artıkları topraktan yeraltı sularına karışabilmektedir. PCB'ler içme suyuyla çok az
bir miktarda tüketilse bile kanserojen etki göstermektedir. PCBlerin insan vücuduna karışması
aşağıdki yollarla olabilmektedir;

Yiyecek veya içeceğe karışması,

deri yoluyla emilmesi,

buharının solunması yoluyla. (Oda sıcaklığındaki PCB buharı herhangi bir
sağlık riski yaratmaz.)
Bu nedenlerden dolayı eski büyük tip yağ emdirilmiş kondansatörler için çeşitli önlemler
alınmalı, akıntı yapmış kondansatörler kesinlikle güvenli bir şekilde yok edilmelidirler. Bu
sağlık risklerinden dolayı artık PCB içeren kondansatörler üretilmemekte ve kullanımda
olanlar tedavülden kaldırılmaktadır.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Kondansatör sanayisi [değiştir]
Genel bakış [değiştir]
İnsanlığın iki metal tabaka arasına bir yalıtkan malzeme yerleştirmek suretiyle icat ettiği
kondansatörler, büyük bir sanayi alanı oluşturmuş ve günümüzde milyonlarca doların
döndüğü bir pazar haline gelmiştir. Öyle ki farklı uygulamalar için farklı büyük alt kollara
ayrılmış, pazar içinde birçok pazar oluşturmuştur. Kondansatör sanayisi, diğer teknolojik
gelişmelerden fazla etkilenmemiş, yapımında kullanılan malzemelerin çeşitliliğinden ziyade
yapı ve fiziksel boyutunda gelişmeler görülmüştür.
Kondansatör piyasasının 1960 - 1977 yılları arasındaki değişimi...[13]
Alüminyum hala elektrotlarda kullanılan yegane malzemedir. Yağ emdirilmiş kâğıtların
yalıtkan malzeme olmaktan çıkması ise 1960'lı yıllara rastlar. Plastik filmlerin yalıtkan olarak
kullanılmasıyla beraber kondansatör teknolojisinde en büyük ilerleme kaydedilmiş, kâğıtlı
kondansatörler tedavülden kalkmaya başlamış ve kuru yalıtkanlı kondansatörler ortaya
çıkmıştır. Yine bu ilerlemeyle birlikte kondansatör imalatında devrim niteliğinde gelişmeler
olmuş, çok küçük boyutlu ve ucuz kondansatörlerin üretimi mümkün olmuştur.
Modern kondansatör sanayisindeki büyüme, II. Dünya Savaşı'nda elektronik bilimindeki
gelişmelerle tetiklenmiştir. Barışın sağlanmasının ve elektronik bilimine yeni alt dalların
eklenmesinin ardından dünya genelinde kondansatör ihtiyacı inanılmaz bir şekilde artış
göstermiştir. Ancak yandaki grafikte de görüldüğü gibi, üreticiler açısından şanssız bir durum
olarak, kondansatör sanayisi dünya ticaretindeki ihtiyaç artış ve azalmalarından oldukça fazla
etkilenmiştir, bu da tüketicilerin kondansatör ihtiyacında büyük değişikliklere yol açmıştır. Bu
sebeple de kondansatör üreticileri öngörü yapmakta zorlanmış ve ağzı sıkılığı tercih etmiştir.
Farklı kollardaki gelişmeler [değiştir]

Plastik film kondansatörler: Yalıtkan malzeme olarak kağıdın yerini plastik
türevlerinin almasıyla birlikte kondansatör sanayisinde büyük bir gelişme
gözlenmiştir. Öncülüğü polyesterin yapmasıyla birlikte polikarbonat, polistren ve
poliprolen gibi malzemeler, farklı yalıtkanlık özelliklerinden faydalanılarak
kullanılmışlardır. Özellikle geçmişte AC akımda kullanılan ve yalıtkan olarak P.C.B
(poliklorlu bileşikler) taşıyan kondansatörlerin çevre kirliliğine neden olduğunun
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
belirlenmesinin ardından, poliprolen yalıtkanlı kondansatörler AC devrelerde
yaygınlaşmaya başlamıştır. Yağ emdirilmemiş kuru yalıtkanlı kondansatörlerin AC
motorlarında ve floresan lambalarda kullanımının yaygınlaşmasının ardından kısa süre
içerisinde hem çevreye zararsız hem de devreler için uygun büyüklüklerde
kondansatörler imal edilmesi olanaklı hale gelmişti. DC akım için kullanılan
kondansatörlerde de durum hemen hemen aynıydı ancak kâğıtlı kondansatörler bir
süre daha yaşamaya devam ettiler. Sadece modası geçmiş devrelerde kullanım alanı
bulabiliyorlardı ancak bu alan da zamanla plastik film kondansatörleri tarafından ele
geçirildi. Bu gelişmelerin ardından kâğıtlı kondansatörler piyasadan silindi, yerlerini
plastik filmli kondansatörler aldı ve 1980 yılında plastik film yalıtkanlı kondansatörler
piyasanın % 20'lik bir kısmını kapsamaktaydılar.

Seramik kondansatörler: Kondansatör sanayisinin gelişiminde plastik film gibi
seramik yalıtkanlı kondansatörlerin de büyük etkisi vardır. Transistor gibi elektronik
elemanların yaygınlaşmasıyla birlikte düşük gerilim değerlerinde çalışabilen
kondansatörlere ihtiyaç duyuldu. Toleranlarının kararlı olmaması ve sınırlı yüksek
gerilimde çalışabilmeleri dezavantajlarına rağmen düşük gerilimde çalışan devreler
için disk seramik kondansatörler oldukça makuldü. Baskı devre üretiminin artmasıyla
birlikte Amerika, Japonya ve Avrupa'da üreticiler haftada ortalama 1 milyon disk
seramik kondansatör imal etmeye başladılar.

Elektrolitik kondansatörler: Vakum tüplerinin tedavülden kalkıp yerine daha kararlı
elektronik elemanlarının gelmesiyle birlikte elektrolitik kondansatör ihtiyacında büyük
bir artış görüldü. Tüketici taleplerinde meydana gelen değişimler, üreticilerin
kondansatörler için kapasite ve gerilim taleplerinde değişmeye yol açmıştır. Çünkü
artık küçük devreler için yüksek kalitede ve uzun ömürlü kondansatörler gerekiyordu,
bu gelişmeler sonucunda elektrolitik kondansatör piyasası gelişti. 1980'li yıllarda bu
tip kondansatörler piyasanın % 37'sini elinde tutmaktaydı.
Günümüzde kondansatör sanayisi [değiştir]
Kondansatör pazarında 2000 yılında rekor kırılmasının ardından 2001 - 2002 yıllarında piyasa
düşüşe geçmişti ve piyasanın yeniden hayat belirtisi göstermesi için 2003 yılının ikinci
yarısına kadar beklenmesi gerekiyordu. Bu canlanış 2004'ün ilk yarısında gelen yüksek talep
ve sabit fiyat sayesinde ivme kazandı. Ancak bazı ekonomik sebepler yüzünden 2005 yılında
başlayan düşüş 2006 yılına kadar devam etti. Günümüzdeki ekonomi çevrelerindeki
beklentiler kondansatör piyasasının 2009 yılına kadar büyük bir büyüme içerisine gireceği
yönündedir.
2000 yılının sonunda haberleşme ve telekom teknolojileri piyasasında meydana gelen
çöküşün ardından kondansatör sanayisi yeni bir yapılanmanın içine girdi ve farklı alanlarda
mücadele etmek zorunda kaldı. Günümüzde kondansatör piyasası fiyatlandırma, malzeme
fiyatlandırması ve ulaşılabilirlik, kondansatör teknolojileri arasındaki yarış, kapasite değerleri,
Çin ve Tayvan gibi ucuz üretim yapan ülkeler hakkında acil önlemler, üretimin yıllar geçtikçe
bu ülkelere kayması, kondansatörlerden kurşun gibi zararlı malzemelerin temizlenmesi ve
daha zararsız malzemelerin kullanılması gibi alanlarda mücadele vermektedir.
www.gamateknik.com [email protected]
www.gamateknik.com [email protected]
Pasif elektronik elemanlar piyasasında Avrupa'da birinci, dünya genelinde ikinci büyük firma
olan EPCOS'un kondansatör piyasası ile ilgili verileri kullanılarak piyasanın bugünü ve
geleceği daha iyi takip edilebilir. Merkezi Almanya'da bulunan firma kondansatörler, seramik
elemanlar (seramik kondansatörler dahil), ferrit ve endüktanslar gibi alanlarda söz sahibidir.
EPCOS kondansatör fabrikası alüminyum, tantalum, film, güç kondansatörü ve
ultrakondansatör üretimi yapmaktadır.
Firmanın kondansatör satışlarında 2004 yılında bir önceki yılın aynı dönemine göre % 1.1
artış gözlenmiştir ve satış 350 milyon €'dan 354 milyon €'ya çıkmıştır. Yılın son çeyreğinde
ise yine geçen yılın son çeyreğine göre % 7'lik bir satış artışı görülmüş ve satış 83 milyon €
olmuştur. Bu artışı otomotiv ve endüstriyel elektronik alanında ortaya çıkan alüminyum
kondansatör ihtiyacı sağlamıştır. Tüketicilerin film kondansatör ihtiyacındaki artış yine
satışı artırmıştır ancak tantalum kondansatörlerin bu artışta payı yok denebilecek
düzeydedir.
www.gamateknik.com [email protected]

Benzer belgeler

Kondansator Degerlerinin Okunmasi

Kondansator Degerlerinin Okunmasi → Mavi: 400 Volt - 2.2 mikroFarad = 2.2 µF → Sarı: 222J = 2200 pikoFarad ± % 5 = 2.09 nF < C < 2.31 nF Rakam kodlarının standartları bir liste şeklinde verilebilir.

Detaylı

kondansatör2

kondansatör2 kondansatörler, iki parçadan oluşurlar (sabit parça stator, hareketli parça rotor). Rotora bağlı olan mil sayesinde plakalar birbiri içine doğru hareket eder veya uzaklaşır. Bu şekilde plakalar ara...

Detaylı