Kondansatör Çeşitleri

Kondansatör çeşitleri, bir çok farklı alanda kullanım açısından oldukça detaylı ve geniş bir konudur. Piyasada çok çeşitli farklı kondansatör türleri mevcuttur ve her birinin kendi özellikleri ve uygulamaları vardır.

Mevcut kondansatör türleri, osilatör veya radyo devrelerinde kullanılan çok küçük hassas trimlemekondansatörlerinden, yüksek voltajlı güç düzeltme ve yumuşatma devrelerinde kullanılan büyük güç metal kutu tipikondansatörlere kadar değişir.

Farklı kondansatör türleri arasındaki karşılaştırmalar genellikle plakalar arasında kullanılan dielektrik ile ilgili olarak yapılır. Dirençler gibi, radyo veya “frekans ayarlama” tipi devrelerde kullanım için kapasitans değerlerini değiştirmemize izin veren değişken tiptekondansatör de vardır.

Ticari tipkondansatörler, dielektrik malzeme olarak ya parafin emdirilmiş kağıttan ya da Mylar’dan oluşan ince tabakalarla geçmeli metalik folyodan yapılır. Bazıkondansatörler tüp gibi görünür, bunun nedeni metal folyo plakaların, aralarına yalıtkan dielektrik malzeme sıkıştırılmış küçük bir paket oluşturmak üzere bir silindire sarılmasıdır.

Küçükkondansatörler genellikle seramik malzemelerden yapılır ve daha sonra bunları kapatmak için bir epoksi reçinesine daldırılır. Her iki durumda da,kondansatörler elektronik devrelerde önemli bir rol oynar, bu yüzden burada mevcut olan daha “yaygın”kondansatör türlerinden birkaçını sizlerle paylaşacağız.

Dielektrik Kondansatör

Dielektrikkondansatörler genellikle değişken tiptedir ve vericileri, alıcıları ve transistörlü radyoları ayarlamak için sürekli bir kapasitans varyasyonu gereklidir. Değişken dielektrik kondansatörler, bir dizi sabit plakaya (stator kanatları) ve sabit plakalar arasında hareket eden bir dizi hareketli plakaya (rotor kanatları) sahip çok plakalı hava boşluklu tiplerdir.

Hareketli plakaların sabit plakalara göre konumu toplam kapasitans değerini belirler. İki plaka seti tamamen birbirine geçtiğinde kapasitans genellikle maksimumdadır. Yüksek voltaj tipi ayarkondansatörleri, plakalar arasında nispeten büyük boşluklara veya binlerce volta ulaşan arıza voltajlarına sahip hava boşluklarına sahiptir.

Sürekli değişken tiplerin yanı sıra, Düzelticiler olarak adlandırılan önceden ayarlanmış tip değişken kondansatörler de mevcuttur. Bunlar genellikle küçük bir tornavida yardımıyla belirli bir kapasitans değerine ayarlanabilen veya “önceden ayarlanabilen” küçük cihazlardır ve 500pF veya daha düşük çok küçük kapasitanslarda mevcuttur ve polarize değildir.

Film Tipi Kondansatör

Filmkondansatörler, dielektrik özelliklerinde fark olan nispeten büyük bir kondansatör ailesinden oluşan tüm kondansatör türleri arasında en yaygın olarak bulunanlardır. Bunlara polyester (Mylar), polistiren, polipropilen, polikarbonat, metalize kağıt, Teflon vb. dahildir. Film tipikondansatörler, gerçekkondansatörün tipine ve voltaj derecesine bağlı olarak 5pF kadar küçük ila 100uF kadar büyük kapasitans aralıklarında mevcuttur. Filmkondansatörler ayrıca aşağıdakileri içeren çeşitli şekil ve kasa stillerine sahiptir:

• Sarma ve Doldurma (Oval ve Yuvarlak)   – kondansatör sıkı bir plastik bantla sarıldığı ve uçlarının sızdırmaz hale getirilmesi için epoksi ile doldurulduğu yerdir.
• Epoksi Kasa (Dikdörtgen ve Yuvarlak)   – kondansatör kalıplanmış plastik bir kabuk içine yerleştirildiği ve daha sonra epoksi ile doldurulduğu yer.
• Metal Hermetik Olarak Sızdırmaz (Dikdörtgen ve Yuvarlak)   – kondansatörün metal bir tüp veya kutu içine yerleştirildiği ve tekrar epoksi ile kapatıldığı yer.

Dielektrik olarak polistiren, polikarbonat veya Teflon kullanan film Kondansatörler bazen “Plastik kapasitörler” olarak adlandırılır. Plastik film kondansatörlerin yapısı, kağıt filmkondansatörlerininkine benzer, ancak kağıt yerine plastik bir film kullanın. Emprenyeli kağıt türlerine kıyasla plastik filmkondansatörlerin ana avantajı, yüksek sıcaklık koşullarında iyi çalışması, daha küçük toleranslara sahip olması, çok uzun hizmet ömrü ve yüksek güvenilirliktir. Filmkondansatörlerinin örnekleri, aşağıda gösterildiği gibi dikdörtgen metalize film ve silindirik film ve folyo türleridir.

Radyal Uç Tipi

Eksenel Uç Tipi

Film ve folyo tipi kondansatörler, sıkı bir rulo halinde sarılmış ve daha sonra kağıt veya metal tüplerde kapatılmış dielektrik malzeme ile birlikte uzun ince ince metal folyo şeritlerinden yapılır.

Bu film türleri, filmde yırtılma veya delinme riskini azaltmak için çok daha kalın bir dielektrik film gerektirir ve bu nedenle daha düşük kapasitans değerlerine ve daha büyük kasa boyutlarına daha uygundur.

Metalize folyo kondansatörler, dielektrikin her iki tarafına doğrudan püskürtülen metalize iletken filme sahiptir, bu da kondansatöre kendi kendini iyileştirme özelliklerini verir ve bu nedenle çok daha ince dielektrik filmler kullanabilir. Bu, belirli bir kapasitans için daha yüksek kapasitans değerlerine ve daha küçük kasa boyutlarına izin verir. Film ve folyo kondansatörler genellikle daha yüksek güç ve daha hassas uygulamalar için kullanılır.

Seramik Kondansatörler

Seramik Kondansatörler veya DiskKondansatörler, bazen turuncu ve mercimek baklagiline benzeyen kondansatörler “Mercimek Kondansatör” olarak andlandırılır. Adlandırıldıkları gibi, küçük bir porselen veya seramik diskin iki tarafının gümüşle kaplanmasıyla yapılır ve daha sonra bir kondansatör oluşturmak için istiflenir. Çok düşük kapasitans değerleri için yaklaşık 3-6 mm’lik tek bir seramik disk kullanılır. Seramikkondansatörler yüksek bir dielektrik sabitine (Yüksek-K) sahiptir ve küçük bir fiziksel boyutta nispeten yüksek kapasitansların elde edilebilmesi için kullanılınır.

Sıcaklığa karşı kapasitansta büyük doğrusal olmayan değişiklikler sergilerler ve sonuç olarak polarize olmayan cihazlar oldukları için de-kuplaj veya baypas kondansatörleri olarak kullanılırlar. Seramikkondansatörler, birkaç pikofaraddan bir veya iki mikrofarad’a ( μF ) kadar değişen değerlere sahiptir, ancak voltaj değerleri genellikle oldukça düşüktür.

Seramikkondansatör türleri, kapasitans değerlerini piko-farad cinsinden tanımlamak için genellikle gövdelerinde 3 haneli bir koda sahiptir. Genellikle ilk iki hanekondansatör değerini, üçüncü hane eklenecek sıfır sayısını gösterir. Örneğin, 103 işaretli bir seramik diskkondansatör, 10.000 pF veya 10nF’ye eşdeğer olan piko-faradlarda 10 ve 3 sıfır gösterecektir .

Benzer şekilde, 104 rakamları , 100.000 pF veya 100nF’ye eşdeğer olan piko-faradlarda 10 ve 4 sıfırı gösterir ve bu böyle devam eder. Bu nedenle, seramik kondansatörün üzerindeki resimde 154 sayıları , 150.000 pF veya 150nF veya 0.15μF’ye eşdeğer olan piko- faradlarda 15 ve 4 sıfırı gösterir. Harf kodları bazen tolerans değerlerini belirtmek için kullanılır: J = %5 , K = %10 veya M = %20 vb.

ElektrolitikKondansatörler

Elektrolitik kondansatörler genellikle çok büyük kapasitans değerleri gerektiğinde kullanılır. Burada elektrotlardan biri için çok ince bir metalik film tabakası kullanmak yerine, ikinci elektrot (genellikle katot) olarak görev yapan jöle veya macun şeklinde yarı sıvı bir elektrolit çözeltisi kullanılır.

Dielektrik, film kalınlığı on mikrondan az olan üretimde elektro-kimyasal olarak büyütülen çok ince bir oksit tabakasıdır. Bu yalıtkan tabaka o kadar incedir ki, küçük bir fiziksel boyut için büyük bir kapasitans değerine sahip kapasitörler yapmak mümkündür, çünkü plakalar arasındaki mesafe d çok küçüktür.

Elektrolitik kondansatör türlerinin çoğu polarizedir, yani kondansatör terminallerine uygulanan DC voltajı doğru polaritede olmalıdır, yani pozitif terminale pozitif ve negatif terminale negatif, çünkü yanlış bir polarizasyon yalıtkan oksit tabakasını bozacaktır.

Tüm polarize elektrolitikkondansatörlerin polariteleri, negatif terminali belirtmek için negatif bir işaretle açıkça işaretlenmiştir ve bu polariteye uyulmalıdır.

Elektrolitik kondansatörler, büyük kapasitansları ve küçük boyutları nedeniyle genellikle DC güç kaynağı devrelerinde dalgalanma voltajını azaltmaya yardımcı olmak veya kuplaj ve dekuplaj uygulamaları için kullanılır. Elektrolitikkondansatörlerin bir ana dezavantajı, nispeten düşük voltaj değerleridir ve elektrolitikkondansatörlerin polarizasyonu nedeniyle, AC kaynaklarında kullanılmamaları gerekir. Elektrolitikler genellikle iki temel biçimde gelir; Alüminyum Elektrolitik Kondansatörler ve Tantal Elektrolitik Kondansatörler .

Alüminyum Elektrolitik Kondansatörler

Temel olarak iki tip Alüminyum Elektrolitik Kondansatör vardır, düz folyo tipi ve kazınmış folyo tipi. Alüminyum oksit filmin kalınlığı ve yüksek kırılma gerilimi, bu kondansatör boyutlarına göre çok yüksek kapasitans değerleri verir.

Kondansatörün folyo plakaları bir DC akımı ile anodize edilir. Bu anotlama işlemi, plaka malzemesinin polaritesini ayarlar ve plakanın hangi tarafının pozitif, hangi tarafının negatif olduğunu belirler.

Kazınmış folyo türü, anot ve katot folyoları üzerindeki alüminyum oksidin yüzey alanını ve geçirgenliğini artırmak için kimyasal olarak dağlanmış olmasıyla düz folyo türünden farklıdır. Bu, düz folyo tipi eşdeğer değerden daha küçük boyutlu birkondansatör verir, ancak düz tipe kıyasla yüksek DC akımlarına dayanamama dezavantajına sahiptir. Ayrıca tolerans aralıkları %20’ye kadar oldukça geniştir. Bir alüminyum elektrolitikkondansatör için tipik kapasitans değerleri, 1uF’den 47.000uF’ye kadardır.

Kazınmış folyo elektrolitikler en iyi kuplaj, DC engelleme ve baypas devrelerinde kullanılırken, düz folyo türleri güç kaynaklarında yumuşatmakondansatörleri olarak daha uygundur. Ancak alüminyum elektrolitikler “polarize” cihazlardır, bu nedenle uçlara uygulanan voltajın tersine çevrilmesi,kondansatör içindeki yalıtım katmanınınkondansatörle birlikte tahrip olmasına neden olur. Bununla birlikte,kondansatör içinde kullanılan elektrolit, hasar küçükse hasarlı bir plakanın iyileşmesine yardımcı olur.

Elektrolit, hasarlı bir plakayı kendi kendini iyileştirme özelliklerine sahip olduğundan, folyo plakayı yeniden anotlama özelliğine de sahiptir. Eloksal işlemi tersine çevrilebildiğinden, elektrolit,kondansatör ters polarite ile bağlanmışsa olacağı gibi, folyodan oksit kaplamayı çıkarma yeteneğine sahiptir. Elektrolit elektriği iletme kabiliyetine sahip olduğundan, alüminyum oksit tabakası kaldırılırsa veya yok edilirse,kondansatör akımın bir plakadan diğerine geçmesine izin vererekkondansatörü düz tel şeklinde yansıtır.

Tantal Elektrolitik Kondansatörler

Tantal elektrolitik kondansatör veya tantal boncuklar, en yaygın kuru veya katı tantal olmak üzere hem ıslak (folyo) hem de kuru (katı) elektrolitik tiplerde mevcuttur. Katı tantal kondansatörler, ikinci terminalleri olarak manganez dioksit kullanır ve eşdeğer alüminyumkondansatörlerden fiziksel olarak daha küçüktür.

Tantal oksidin dielektrik özellikleri, daha düşük kaçak akımlar ve daha iyi kapasitans kararlılığı sağlayan alüminyum oksidinkinden çok daha iyidir; bu da onları bloke etme, baypas etme, ayırma, filtreleme ve zamanlama uygulamalarında kullanıma uygun hale getirir.

Ayrıca, tantal kondansatörler polarize olmasına rağmen, alüminyum tiplerinden çok daha kolay bir ters voltaja bağlanmayı tolere edebilir, ancak çok daha düşük çalışma voltajlarında derecelendirilir. Katı tantal kapasitörler genellikle AC voltajının DC voltajına kıyasla küçük olduğu devrelerde kullanılır.

Bununla birlikte, bazı tantal kapasitör türleri, polarize olmayan bir cihaz olarak düşük voltajlı AC devrelerinde kullanım için “polarize olmayan” bir kapasitör oluşturmak üzere negatiften negatife bağlanan iki kapasitör bir arada içerir. Genel olarak, pozitif uç, kondansatör gövdesi üzerinde bir polarite işareti ile tanımlanır, tantal boncuk kapasitörün gövdesi oval bir geometrik şekle sahiptir. Tipik kapasitans değerleri 47nF ila 470uF arasındadır.

Elektrolitik kondansatörler, düşük maliyetleri ve küçük boyutları nedeniyle yaygın olarak kullanılankondansatörlerdir ancak elektrolitikkondansatörleri yok etmenin üç kolay yolu vardır:

• Aşırı voltaj  – aşırı voltaj, akımın dielektrikten sızmasına neden olarak kısa devre durumuna neden olur.
• Ters Polarite  – ters voltaj, oksit tabakasının kendi kendini yok etmesine ve arızaya neden olur.
• Aşırı Sıcaklık  – aşırı ısı elektroliti kurutur ve elektrolitik kapasitörün ömrünü kısaltır.

Kondansatörler hakkında bir sonraki derste, kondansatörde sadece voltaj ve kapasitanstan daha fazlasının olduğunu göstermek için bazı ana özelliklere bakacağız.