Kondansatör Özellikleri

Kondansatörün özellikleri, sıcaklığını, voltaj derecesini ve kapasitans aralığını ve ayrıca belirli bir uygulamada kullanımını tanımlar.

Standart kondansatör ile ilişkili şaşırtıcı bir dizikondansatör özellikleri ve spesifikasyonları vardır ve bir kondansatörün gövdesine yazdırılan bilgileri okumak, özellikle renkler veya sayısal kodlar kullanıldığında bazen anlaşılması zor olabilir.

Her birkondansatör ailesi veya türü, bazı sistemlerin anlaşılması kolay ve diğerleri yanıltıcı harfler, renkler veya semboller kullanan kendi benzersizkondansatör özellikleri ve tanımlama sistemini kullanır.

Etikete bakarakkondansatör özelliklerini anlamanın en iyi yolu, ilk öncekondansatör seramik, film, plastik veya elektrolitik olup olmadığının ne tür bir aileye ait olduğunu bulmaktır ve bundan özelkondansatör özelliklerini tanımlamak daha kolay olabilir.

İkikondansatör tam olarak aynı kapasitans değerine sahip olsa da, farklı voltaj derecelerine sahip olabilirler. Daha yüksek bir nominal gerilimkondansatörünün yerine daha küçük bir nominal gerilim kondansatörü değiştirilirse, artan gerilim daha küçük değerli kondansatöre zarar verebilir.

Ayrıca, polarize elektrolitik kondansatör ile, pozitif ucun pozitif bağlantıya ve negatif ucun negatif bağlantıya gitmesi gerektiğini, aksi takdirde tekrar hasar görebileceğini son dersten hatırlıyoruz. Bu nedenle, eski veya hasarlı bir kondansatörü belirtilenle aynı tiple değiştirmek her zaman daha iyidir. Aşağıda kondansatör işaretlerine bir örnek verilmiştir.

Kondansatör Özellikleri
Kondansatör Özellikleri

Kondansatör, diğer elektronik bileşenlerde olduğu gibi, bir dizi özellik ile tanımlanır. Bu Kondansatör Özellikleri her zaman üreticisinin bize sağladığı veri sayfalarında bulunabilir, bu yüzden burada daha önemli olanlardan sadece birkaçını paylaşacağız.

Nominal Kapasite ( C )

Kapasitansın nominal değeri , C birkondansatörün tümkondansatör özelliklerinin en önemlisidir. Bu değer pico-Farads (pF), nano-Farads (nF) veya mikro-Farads (μF) cinsinden ölçülür vekondansatörün gövdesine sayılar, harfler veya renkli bantlar olarak işaretlenir.

Birkondansatörün kapasitansı, ortam sıcaklığı ile devre frekansı (Hz) ile değer değiştirebilir. Daha küçük seramikkondansatörler bir piko-Farad ( 1pF ) kadar düşük bir nominal değere sahip olabilirken, daha büyük elektrolitiklerin nominal kapasitans değeri bir Farad ( 1F ) kadar olabilir.

Tümkondansatörler, alüminyum elektrolitiklerin gerçek veya gerçek değerini etkilemesi için -%20’den +%80’e kadar değişebilen bir tolerans derecesine sahiptir. Kapasitans seçimi, devre konfigürasyonu tarafından belirlenir, ancak birkondansatörün yanında okunan değer, mutlaka gerçek değeri olmayabilir.

Çalışma Gerilimi, (WV)

Çalışma Voltajı önemli bir kondansatör özelliğidir. Genel olarak, bir kapasitör gövdesinin yan tarafına yazdırılan çalışma voltajı, DC çalışma voltajına (WVDC) karşılık gelir.

DC ve AC voltaj değerleri, birkondansatör için genellikle aynı değildir, çünkü AC voltaj değeri rms değerine atıfta bulunur ve 1.414 kat daha büyük olan maksimum veya tepe değeri DEĞİLDİR. Ayrıca belirtilen DC çalışma voltajı, normal olarak -30°C ila +70°C gibi belirli bir sıcaklık aralığında geçerlidir.

Çalışma voltajını aşan herhangi bir DC voltajı veya aşırı AC dalgalanma akımı arızaya neden olabilir. Bu nedenle, bir kondansatörün soğuk bir ortamda ve anma gerilimi dahilinde çalıştırılması durumunda daha uzun bir çalışma ömrüne sahip olacağı sonucu çıkar. Ortak çalışma DC voltajları 10V, 16V, 25V, 35V, 50V, 63V, 100V, 160V, 250V, 400V ve 1000V’dir ve kapasitörün gövdesine yazdırılır.

Tolerans, ( ±% )

Dirençlerde olduğu gibi,kondansatörler de genellikle 100pF’den düşük düşük değerlikondansatörler için picofarad’da (±pF) veya genellikle 100pF’den yüksek daha yüksek değerlikondansatörler için yüzde (±%) olarak artı veya eksi değeri olarak ifade edilen bir Tolerans derecesine sahiptir. .

Tolerans değeri, gerçek kapasitansın nominal değerinden farklı olmasına izin verilen ölçüdür ve -%20 ila +%80 arasında değişebilir. Bu nedenle, ±%20 toleransa sahip 100µF’lik birkondansatör genel olarak 80μF ila 120μF arasında değişebilir ve yine de tolerans dahilinde kalabilir.

Kondansatörler, gerçek toleranslarını belirtmek için kullanılan renkli bantlar veya harflerle nominal kapasitans ile karşılaştırıldıkları gerçek değerlerine ne kadar yakın olduklarına göre derecelendirilir. Kondansatörler için en yaygın tolerans varyasyonu %5 veya %10’dur ancak bazı plastik kapasitörler ±%1 kadar düşük olarak derecelendirilmiştir.

Kaçak Akım

Kondansatörün içinde iletken plakaları ayırmak için kullanılan dielektrik mükemmel bir yalıtkan değildir, bu da plakalara uygulandığında yükün oluşturduğu güçlü elektrik alanlarının etkisinden dolayı dielektrikten çok küçük bir akımın akmasına veya “sızmasına” neden olur.

Nano-amper ( nA ) bölgesindeki bu küçük DC akım akışına kondansatörlerin Kaçak Akımı denir. Kaçak akım, elektronların fiziksel olarak dielektrik ortamda, kenarlarında veya uçlarında yol almalarının bir sonucudur ve besleme voltajı kaldırılırsa zamanlakondansatörü tamamen boşaltacaktır.

Kondansatör Özellikleri

Film veya folyo tipikondansatörlerde olduğu gibi kaçak çok düşük olduğunda genellikle “yalıtım direnci” ( R p  ) olarak adlandırılır ve gösterildiği gibi kondansatöre paralel olarak yüksek değerli bir direnç olarak ifade edilebilir. Elektrolitikte olduğu gibi kaçak akım yüksek olduğunda, elektronlar doğrudan elektrolit içinden aktığı için “kaçak akım” olarak adlandırılır.

Kondansatör kaçak akımı, amplifikatör kuplaj devrelerinde veya güç kaynağı devrelerinde önemli bir parametredir, kuplaj ve/veya depolama uygulamaları için en iyi seçenekler teflon ve diğer plastikkondansatör türleridir (polipropilen, polistiren, vb.). Dielektrik sabiti ne kadar düşükse, yalıtım direnci o kadar yüksek olur.

Öte yandan elektrolitik tipkondansatörler (tantal ve alüminyum) çok yüksek kapasitanslara sahip olabilir, ancak aynı zamanda zayıf izolasyon dirençlerinden dolayı çok yüksek kaçak akımlara (tipik olarak yaklaşık 5-20 μA/μF mertebesinde) sahiptirler ve bu nedenle depolama veya birleştirme uygulamaları için uygun değildir. Ayrıca, alüminyum elektrolitik için kaçak akımın akışı sıcaklıkla artar.

Çalışma Sıcaklığı ( T )

Kondansatörün etrafındaki sıcaklıktaki değişiklikler, dielektrik özelliklerdeki değişiklikler nedeniyle kapasitansın değerini etkiler. Hava veya ortam sıcaklığı aşırı ısınırsa veya soğursa,kondansatörün kapasitans değeri devrenin doğru çalışmasını etkileyecek kadar değişebilir. Çoğukondansatör için normal çalışma aralığı, özellikle plastikkondansatör tipleri için +70 o C’den fazla olmayan bir Çalışma Sıcaklığı için verilen nominal voltaj değerleriyle -30 o C ila +125 o C’dir .

Genel olarak elektrolitikkondansatörler ve özellikle alüminyum elektrolitik kondansatör için yüksek sıcaklıklarda +85oC’nin üzerinde elektrolit içindeki sıvılar buharlaşarak kaybolabilir ve kapasitörün gövdesi özellikle küçük boyutlar iç basınçtan dolayı deforme olabilir. Ayrıca elektrolit jöle donduğu için elektrolitik kapasitörler, yaklaşık -10 o C’nin altındaki düşük sıcaklıklarda kullanılamaz .

Sıcaklık Katsayısı ( TC )

Sıcaklık Katsayısı kondansatörün belirli bir sıcaklık aralığı üzerinde kapasitans en değişikliktir. Birkondansatörün sıcaklık katsayısı genellikle lineer olarak santigrat derece başına milyonda parça (PPM/ o C) veya belirli bir sıcaklık aralığında yüzde değişim olarak ifade edilir. Bazıkondansatörler lineer değildir (Sınıf 2 kapasitörler) ve sıcaklık yükseldikçe değerlerini yükselterek onlara pozitif “P” olarak ifade edilen bir sıcaklık katsayısı verir.

Bazıkondansatörler, sıcaklık arttıkça değerlerini düşürür ve onlara negatif “N” olarak ifade edilen bir sıcaklık katsayısı verilir. Örneğin “P100” +100 ppm/ o C veya “N200”, yani -200 ppm/ o C vb. Ancak bazıkondansatörler değerlerini değiştirmez ve belirli bir sıcaklık aralığında sabit kalır, bu türkondansatörlerin sıfır değeri vardır. sıcaklık katsayısı veya “NPO”. Mika veya Polyester gibi bu tipkondansatörlere genellikle Sınıf 1kondansatörler denir.

Çoğukondansatör, özellikle elektrolitikler ısındıklarında kapasitanslarını kaybederler, ancak sıcaklık dengeleyici kapasitörler en az P1000 ila N5000 (+1000 ppm/ o C ila -5000 ppm/ o C) aralığında mevcuttur. Pozitif sıcaklık katsayısına sahip bir kondansatörü negatif sıcaklık katsayısına sahip bir kondansatöre seri veya paralel olarak bağlamak da mümkündür, net sonuç iki zıt etkinin belirli bir sıcaklık aralığında birbirini iptal etmesidir. Sıcaklık katsayılıkondansatörlerin bir başka yararlı uygulaması, indüktörler veya dirençler gibi bir devre içindeki diğer bileşenler üzerindeki sıcaklığın etkisini ortadan kaldırmak için bunları kullanmaktır.

Polarizasyon

Kondansatör polarizasyonu, genel olarak elektrolitik tipkondansatörleri ifade eder, ancak elektriksel bağlantılarıyla ilgili olarak esas olarak Alüminyum Elektrolitik’leri ifade eder. Elektrolitikkondansatörler doğru polaritede olmalıdır kondansatör terminallerine bağlı gerilim olduğundan, pozitif için pozitif ve negatif için negatif kutuplar bağlanmalıdır.

Kondansatör Özellikleri

Yanlış polarizasyon,kondansatörün içindeki oksit tabakasının bozulmasına neden olarak, cihazdan çok büyük akımların akmasına ve daha önce bahsettiğimiz gibi bozulmaya neden olabilir.

Elektrolitikkondansatörlerin çoğunda , DC kaynağına herhangi bir yanlış bağlantıyı önlemek için, gösterildiği gibi gövdelerinin bir tarafında siyah bir şerit, bant, oklar veya köşeli çift ayraçlarla açıkça işaretlenmiş negatif, -ve terminalleri bulunur.

Bazı daha büyük elektrolitiklerin metal kutuları veya gövdeleri negatif terminale bağlanır, ancak yüksek voltajlı tiplerin metal kutuları, güvenlik için ayrı metal veya vidalı terminallere getirilen elektrotlarla yalıtılır.

Ayrıca, güç kaynağı yumuşatma devrelerinde alüminyum elektrolitik kullanırken, tepe DC voltajının ve AC dalgalanma voltajının toplamının “ters voltaj” olmasını önlemek için özen gösterilmelidir.

8. Eşdeğer Seri Direnç, (ESR)

Eşdeğer Seri Direnç ya da ESR yüksek frekanslarda kullanıldığında kondansatörün AC empedansı ve dielektrik malzemeden, birleştirme hatları DC direnci direncini içeren bir kondansatör, dielektrik ve bağlantıların DC direncikondansatör plakası direncinin tümü belirli bir frekans ve sıcaklıkta ölçülür.

Kondansatör Özellikleri

Bazı yönlerden ESR,kondansatöre paralel olarak saf bir direnç (kapasitif veya endüktif reaktans yok) olarak sunulan yalıtım direncinin tersidir. İdeal birkondansatör yalnızca kapasitansa sahip olacaktır, ancak ESR,kondansatörle seri olarak (bu nedenle Eşdeğer Seri Direnç adı) ve frekansa bağlı olan ve onu “DİNAMİK” bir miktar yapan saf bir direnç (0,1Ω’den az) olarak sunulur.

ESR, bir kapasitörün “eşdeğer” seri direncinin enerji kayıplarını tanımladığı için, özellikle güç ve anahtarlama devrelerinde kullanıldığında kondansatör toplam I2R ısıtma kayıplarını belirlemelidir .

Nispeten yüksek bir ESR’ye sahipkondansatörler, daha uzun şarj ve deşarj RC zaman sabiti nedeniyle plakalarına ve plakalarından harici devreye akım geçirme kabiliyetine sahiptir. Elektrolitikkondansatörlerin ESR’si, elektrolitleri kurudukça zamanla artar. Çok düşük ESR değerlerine sahipkondansatörler mevcuttur vekondansatör bir filtre olarak kullanıldığında en uygunudur.

Son bir not olarak, küçük kapasitanslı (0.01μF’den az)kondansatörler genellikle insanlar için fazla tehlike oluşturmaz. Bununla birlikte, kapasitansları 0.1μF’yi aşmaya başladığında,kondansatör uçlarına dokunmak şok edici bir deneyim olabilir.

Kondansatörler, devre akımı olmadığında bile kendi aralarında voltaj şeklinde bir elektrik yükünü depolayabilme yeteneğine sahiptirler, bu da onlara televizyon setlerinde bulunan büyük elektrolitik tip rezervuarkondansatörleri, fotoğraf flaşları ve potansiyel olarak depolayankondansatör bankaları ile bir tür depolama verir.

Genel bir kural olarak, güç kaynağı çıkarıldıktan sonra büyük değerlikondansatörlerin uçlarına asla dokunmayın. Böyle durumlarda bu kondansatörleri deşarj ederek, istediğiniz işlemi yapabilirsiniz.

Burada, çalışma koşullarını tanımlamak için mevcut olan birçokkondansatör özelliğinden sadece birkaçını listeledik ve kondansatörler hakkındaki bir sonraki öğreticide,kondansatörlerin elektrik yükünü plakalarında nasıl depoladığına ve kapasitansını nasıl hesaplandığına bakacağız.