Kondansatör Özet

Kondansatör özet içeriğimizde, bu ana kadar sizlere aktardığımız genel kondansatör bilgilerinin kısmi bir özetidir. Kondansatörler, bir dielektrik ile ayrılmış iki metal plakadan oluşur.

Kondansatör, elektrik enerjisini elektrik alanı şeklinde depolayan elektronik bir devre elemanıdır. Tarihi, statik elektrik deneylerinin yoğun olduğu 18. yüzyıla kadar uzanır.

İlk keşif – Leyden Şişesi (1745–1746)

Kondansatörün ilk örneği Leyden Jar (Leyden şişesi) olarak bilinir.
Bu cihaz, bağımsız olarak iki bilim insanı tarafından keşfedildi:

• Ewald Georg von Kleist (1745)
• Pieter van Musschenbroek (1746)

Leyden şişesi; içi ve dışı metal kaplı bir cam şişeden oluşuyordu. Cam dielektrik, metal kaplamalar ise plaka görevi görüyordu. Böylece elektrik yükü depolanabiliyordu.

Kapasitans kavramının ortaya çıkması (19. yüzyıl)

1830’larda İngiliz bilim insanı Michael Faraday, elektrik yükü depolama yeteneğini tanımladı ve kapasitans kavramını geliştirdi. Günümüzde kapasitans birimi Farad (F) olarak onun adına verilmiştir.

Modern kondansatörler (20. yüzyıl)

Elektroniğin gelişmesiyle birlikte farklı kondansatör türleri ortaya çıktı:

• Kağıt kondansatörler
• Seramik kondansatörler
• Elektrolitik kondansatörler
• Tantalum ve film kondansatörler

Bu gelişmeler özellikle radyo, televizyon ve bilgisayar elektroniğinde kondansatörleri temel devre elemanlarından biri haline getirdi.

Kondansatörler, plakaları boyunca elektrik yükünü depolayabilen enerji depolama cihazlarıdır. Böylecekondansatörler, yük depolama yetenekleri nedeniyle enerji depolar ve ideal birkondansatör, depoladığı enerjiyi kaybetmez.

Bir kondansatörün en basit yapısı, aşağıda özetlendiği gibi dielektrik olarak adlandırılan bir yalıtım malzemesiyle belirli bir mesafede ayrılmış iki paralel iletken metal plaka kullanmaktır.

• Bir kondansatör, bir dielektrik ile ayrılmış iki metal plakadan oluşur.
• Dielektrik, hava, cam, kağıt, plastik vb. gibi birçok yalıtkan malzemeden yapılabilir.
• Bir kondansatör, elektrik yükünü ve enerjiyi depolayabilir.
• Kapasitans değeri ne kadar yüksek olursa, kondansatör o kadar fazla yük depolayabilir.
• Plakaların alanı ne kadar büyükse veya aralıkları ne kadar küçükse, kondansatör o kadar fazla yük depolayabilir.
• Plakalarındaki voltaj besleme voltajına eşit olduğunda bir kondansatörün “Tam Şarjlı” olduğu söylenir.
• Elektrik yükünün simgesi Q’dur ve birimi Coulomb’dur.
• Elektrolitik kondansatörler polarizedir. + ve – kutupları vardır ve bağlantı mutlaka aynı kutuplar arasında yapılmalıdır.
• Kapasitans ölçü birimi olan farad çok büyük bir birimdir bu yüzden, mikro Farad (  uF  ), nano Farad (  nF  ) ve piko-Farad (  pF  ) genel olarak kullanılmaktadır.
• Bir hat üzerinde birbirine zincirleme bağlanan kondansatörlere seri bağlı olduğu söylenir .
• Her iki terminali de başka bir kondansatörün aynı terminaline bağlı olan kondansatörlere paralel bağlı denir .
• Paralel bağlı kondansatörler, aralarında ortak bir besleme voltajına sahiptir.
• Seri bağlı kondansatörlerin içinden geçen ortak bir akım vardır.
• Kapasitif reaktans, X_C , AC devrelerinde akım akışına karşıtlıktır.
• AC kapasitif devrelerde voltaj, akımı 90^o “geride bırakır”.

Paralel plakalı bir kondansatörün temel yapısı ve sembolü şu şekilde verilir:

Kondansatör Özeti: Pratik Kullanım Alanları

Kondansatörler, elektronik devrelerde pek çok kritik işlev üstlenir. Başlıca kullanım alanları şu şekilde sıralanabilir:

• Güç kaynakları ve doğrultucular: DC güç kaynaklarında ripple (dalgalanma) filtrelemede, DC voltajın düzgünleştirilmesinde filtre kondansatörü olarak kullanılır.
• Zamanlama devreleri: RC (direnç-kondansatör) devreleri, zaman gecikmesi ve osilatör tasarımlarında temel bileşen olarak yer alır.
• Sinyal kuplajı ve bloklama: AC sinyali aktarırken DC bileşeni izole etmek için iki aşama arasına kuplaj kondansatörü yerleştirilir.
• Motor start kondansatörleri: AC asenkron motorlarda başlatma momenti oluşturmak için kullanılır.
• Enerji depolama (Süper kapasitörler): Kısa süreli yüksek güç gerektiren uygulamalarda (UPS, elektrikli araçlar) anlık enerji sağlar.
• RF devreleri: İndüktörlerle birlikte LC rezonans devresi oluşturarak frekans seçici filtreler yapılır.

Kondansatör Seçerken Dikkat Edilmesi Gerekenler

• Çalışma gerilimi (V_max): Seçilen kondansatörün anma gerilimi, devredeki tepe geriliminin en az %20 üzerinde olmalıdır.
• Polarite: Elektrolitik kondansatörler polariteli olduğundan (+) kutbun yüksek gerilim tarafına bağlandığından emin olun; ters bağlantı kondansatörü bozar.
• ESR (Eşdeğer Seri Direnç): Yüksek frekanslı ve anahtarlamalı güç kaynaklarında düşük ESR’li kondansatörler tercih edilmelidir.
• Sıcaklık katsayısı: Hassas uygulamalarda C0G/NP0 tipi seramik kondansatörler; genel filtrelemede X5R/X7R tipler tercih edilir.
• Tolerans: Zamanlama ve rezonans devrelerinde %5 ve altında toleranslı kondansatörler kullanılması önerilir.

IEEE tarafından AC sistemler için yayınlanan kapasitör standartına buradan bakabilirsiniz.