Kondansat”rler

™nbilgiler:

Kondansat”r, DC akm ge‡irmeyip, AC akm ge‡iren devre elemandr.

Kondansat”rn Yaps:

Kondansat”r Ÿekil 1.6 'da g”rld§ gibi, iki iletken plaka arasna yaltkan bir maddenin yerleŸtirilmesi veya hi‡ bir yaltkan kullanlmakszn hava aral§ braklmas ile oluŸturulur. Kondansat”rler yaltkan maddenin cinsine g”re adlandrlr. Kondansat”rn sembol: De§iŸik yapl kondansat”rlere g”re, kondansat”r sembollerinde baz k‡k de§iŸiklikler vardr. Kondansat”rn €alŸma Prensibi: Kondansat”rn bir DC kayna§na ba§lanmas ve Ÿarj edilmesi: žekil 1.17(a) 'da g”rld§ gibi kondansat”r bir DC kayna§na ba§lanrsa, devreden žekil 1.17(b) 'de g”rld§ gibi, ge‡ici olarak ve gittik‡e azalan IC gibi bir akm akar. IC akmnn de§iŸimini g”steren e§riye kondansat”r zaman diyagram denir. Akmn kesilmesinden sonra kondansat”rn plakalar arasnda, kayna§n Vk gerilimine eŸit bir VC gerilimi oluŸur. Bu olaya, kondansat”rn Ÿarj edilmesi, kondansat”re de Ÿarjl kondansat”r denir. "žarj" kelimesinin Trk‡e karŸl§ "ykleme" yada "doldurma" dr. Kondansat”r Devresinden Akm Nasl Akmaldr? žekil 1.17(a)' daki devrede, S anahtar kapatld§nda ayn anda kondansat”r plakasndaki elektronlar, kayna§n pozitif kutbu tarafndan ‡ekilir, kayna§n negatif kutbundan ‡kan elektronlar, kondansat”re do§ru akmaya baŸlar. Bu akma iŸlemi, kondnsat”rn plakas daha fazla elektron veremez hale gelinceye kadar devam eder. Bu elektron hareketinden dolay devreden bir IC akm ge‡er. IC akmnn y”n elektron hareketinin tersi y”nndedir. Devreden ge‡en IC akm, bir DC ampermetresi ile g”zlenebilir. S anahtar kapannca ampermetre ibresi ”nce byk bir sapma g”sterir. Sonra da, ibre yavaŸ yavaŸ sfra gelir. Bu durum devreden herhangi bir akm ge‡medi§ini g”sterir. IC akmna Ÿarj akm denir. Devre akmnn kesilmesinden sonra yukarda da belirtildi§i gibi kondansat”r plakalar arasnda VC=Vk oluŸur. VC gerilimine Ÿarj gerilimi denir. VC geriliminin kontrol bir DC voltmetre ile de yaplabilir. Voltmetrenin "+" ucu, kondansat”rn, kayna§n pozitif kutbuna ba§l olan plakasna, "-" ucu da di§er plakaya dokundurulursa VC de§erinin ka‡ volt oldu§u okunabilir. E§er voltmetrenin u‡lar yukarda anlatlann tersi y”nde ba§lanrsa voltmetrenin ibresi ters y”nde sapar. Kondansat”rde Yk, Enerji ve Kapasite; žarj iŸlemi sonunda kondansat”r, Q elektrik ykyle yklenmiŸ olur ve bir EC enerjisi kazanr. Kondansat”rn yklenebilme ”zelli§ine kapasite (s§a) denir. C ile g”sterilir. Q, EC, C ve uygulanan V gerilimi arsnda Ÿu ba§lant vardr. Q=C.V EC=CV2/2 Q: Coulomb (kulomb) V: Volt C: Farad (F) EC: Joule (Jul) Yukardaki ba§lantdan da anlaŸld§ gibi, C kapasitesi ve uygulanan V gerilimi ne kadar byk ise Q elektrik yk ve buna ba§l olarak devreden akan IC akm da o kadar byk olur. Kondansat”rn kapasite forml: C = 0.r.(A/d) 0: (Epsilon 0): BoŸlu§un dielektrik katsays (0=8.854.10-12) r: (Epsilon r): Plakalar arsnda kullanlan yaltkan maddenin ˜ZAF˜1 dielektrik (yaltkanlk) sabiti.(Tablo 1.6) A: Plaka alan d: Plakalar aras uzaklk A ve d de§erleri METR˜K sistemde (MKS) ifade edilirse, yani, "A" alan (m) ve "d" uzakl§, metre (m2) cinsinden yazlrsa, C' nin de§eri FARAD olarak ‡kar. ™rne§in: Kare Ÿeklindeki plakasnn her bir kenar 3 cm ve plakalar aras 2 mm olan, hava aralkl kondansat”rn kapasitesini hesaplayalm. A ve d de§erleri MKS' de Ÿ”yle yazlacaktr: A=0,03*0,03=0,0009m2 = 9.10-4 m2 d=2mm=2.10-3m 0 = 8,854.10-12 Hava i‡in r=1 olup, de§erler yerlerine konulursa: C=8,854.10-12.4,5.10-1=39,843.10-13 F=3,9PF (Piko Farad)1 olur. NOT: 1 ˜ZAF˜ kelimesi, yaltkan maddenin yaltkanlk ”zelli§inin boŸlu§unkinden olan farkn g”stermesi nedeniyle kullanlmaktadr. ˜zafinin, ”z trk‡esi, "g”receli" dir. Tablo 1.6. Baz yaltkan maddelerin r sabitleri AC Devrede Kondansat”r: Yukarda DC devrede a‡klanan akm olay, AC devrede iki y”nl olarak tekrarlanr. Dolaysyla da, AC devredeki kondansat”r, akm akŸna karŸ bir engel teŸkil etmemektedir. Ancak bir diren‡ g”sterir. Kondansat”rn g”sterdi§i dirence kapasitif reaktans denir. Kapasitif reaktans, XC ile g”sterilir. Birimi Ohm() dur. XC = (1/C) = (1/2fC) 'Ohm olarak hesaplanr. XC = Kapasitif reaktans () = A‡sal hz (Omega) f = Frekans (Hz) C = Kapasite (Farad) Yukardaki ba§lantdan da anlaŸld§ gibi, kondansat”rn XC kapasitif reaktans; C kapasitesi ve f frekans ile ters orantldr. Yani kondansat”rn kapasitesi ve ‡alŸma frekans arttk‡a kapasitif reaktans, di§er bir deyimle direnci azalr. Sabit Kondansat”rler Sabit kondansat”rler kapasitif de§eri de§iŸmeyen kondansat”rlerdir. Yaps ve €eŸitleri: Kondansat”rler, yaltkan maddesine g”re adlandrlmaktadrlar. Sabit kondansat”rler aŸa§daki gibi gruplandrlr: Ka§tl Kondansat”r Plastik Film Kondansat”r Mikal Kondansat”r Seramik Kondansat”r Elektrolitik Kondansat”r Ka§tl Kondansat”r Kondansat”rlerin kapasitesini arttrmak i‡in levha yzeylerinin byk ve levhalar arasnda bulunan yaltkan madde kalnl§nn az olmas gerekir. Bu Ÿartlar ger‡ekleŸtirirken de kondansat”rn boyutunun mmkn oldu§unca k‡k olmas istenir. Bu bakmdan en uygun kondansat”rler ka§tl kondansat”rlerdir. €ok yaygn bir kullanm alan vardr. žekil 1.18 'de g”rld§ gibi bir ka§t, bir folyo ve yine bir ka§t bir folyo gelecek Ÿekilde st ste konur. Sonra da bu Ÿerit grubu silindir Ÿeklinde sarlr. Ba§lant u‡lar (elektrotlar) yine Ÿekil 1.18 'de g”rld§ gibi, aliminyum folyolara lehimlenir. OluŸturulan silindir, izole edilmiŸ olan metal bir g”vdeye konarak a§z mumla kapatlr. Yada zeri re‡ine veya lak ile kaplanr. žekil 1.22 'de ka§tl kondansat”rlerin dŸ g”rntleri verilmiŸtir. Plastik Film Kondansat”r Plastik film kondansat”rlerde ka§t yerine plastik bir madde kullanlmaktadr. Bu plastik maddeler: Polistren, poliyester, polipropilen olabilmektedir. Hassas kapasiteli olarak retimi yaplabilmektedir. Yaygn olarak filtre devrelerin de kullanlr. šretim Ÿekli ka§t kondansat”rlerin aynsdr. Mikal Kondansat”r Mika, "r" yaltkanlk sabiti ‡ok yksek olan ve ‡ok az kaypl bir elemandr. Bu ”zelliklerinden dolay da, yksek frekans devrelerinde kullanlmaya uygundur. Mika tabiatta 0.025 mm 'ye kadar ince tabakalar halinde bulunur. Kondansat”r retiminde de bu mikalardan yararlanlr. ˜ki tr mikal kondansat”r vardr: GmŸ kapalnmŸ mikal kondansat”r. Aliminyum folyolu kaplanmŸ mikal kondansat”r. GmŸ KaplanmŸ Mikal Kondansat”r: Bu tr kondansat”rlerde mikann iki yzne gmŸ skrtlmektedir. OluŸturulan kondansat”re dŸ ba§lant elektrotlar lehimlenerek mum veya re‡ine g”vde i‡erisine yerleŸtirilir. žekil.1.20 'de de§iŸik boydaki mikal kondansat”rler g”sterilmektedir. Alminyum Folyo KaplanmŸ Mikal Kondansat”r: GmŸ kaplama ‡ok ince oldu§undan, bu Ÿekilde retilen kondansat”r byk akmlara dayanamamaktadr. Byk akml devreler i‡in, mika zerine alminyum folyo kaplanan kondansat”rler retilmektedir. Mikal kondansat”r ayarl (trimmer) olarak ta retilmektedir. Seramik Kondansat”r Serami§in yaltkanlk sabiti ‡ok byktr. Bu nedenle, k‡k hacimli byk kapasiteli seramik kodansat”rler retilebilmektedir. Ancak, seramik kondansat”rlerin kapasitesi, scaklk, frekans ve gerilim ile %20 'ye kadar de§iŸti§inden, sabit kapasite gerektiren ‡alŸmalarda kullanlamaz. Fakat, frekens hassasiyetinin ”nemli olmad§ kuplaj, dekuplaj (by-pass) kondansat”r olarak ve scak ortamlarda kullanlmaya uygundur. Elektrolitik Kondansat”rler Elektrolitik kondansat”rler byk kapasiteli kondansat”rlerdir. Yaygn bir kullanm alanan vardr. ™zellikle, do§rultucu filtre devrelerinde, gerilim ‡oklayclarda, ses, frekens ykselte‡lerinde, kuplaj ve dekuplaj devrelerinde, zamanlama devrelerinde yararlanlmaktadr. ˜ki tr elektrolitik kondansat”r vardr: Aliminyum plakal Tantalyum (tantalum) plakal Alminyum Plakal Elektrolitik Kondansat”r Aliminyum plakal elektrolitik kondansat”rn yaps Ÿekil 1.21 'de verilmiŸtir. žekilde g”rld§ gibi kondansat”r yaps Ÿ”yledir: Birinin yz okside edilmiŸ ve iki elektrot ba§lanmŸ olan Ÿerit Ÿeklindekiiki aliminyum plaka Plakalarn arasnda elektrolitik emdirilmiŸ ka§t Bunlar silindir Ÿeklinde sarlarak kondansat”r oluŸturulmaktadr. Oksit tabakas yaltkan oldu§undan plakalar aras yaltkanl§ sa§lamaktadr. Tantalyumlu Elektrolitik Kondansat”r Bu tr kondansat”rde de anot, oksit kapl tantalyum Ÿerit ve katot da yalnzca tantalyumdur. Yapm Aliminyum elektrotlu kondansat”r ile ayndr. Fark: Tantalyum oksidin yaltkanlk sabiti daha byktr. Elektrolitik kondansat”rlerin avantajlar ve dezavantajlar: Avantajlar: Hacmi k‡k, kapasitesi byktr. Maliyeti dŸktr. Dezavantajlar: Ka‡ak akm byktr.Ters ba§lant halinde bozulur. Ayarl Kondansat”rler Ayarl Kondansat”rler, kapasitif de§erleri de§iŸik y”ntemler ile de§iŸtirilebilen kondansat”rlerdir.Kullanlma yerine g”re de§iŸik yapda ve ‡eŸitli boyutlarda retilmektedirler. žekil 1.24 'te g”rlen ‡ Ÿekilde de sembolize edilebilir. Ayarl kondansat”rler ‡ gruba ayrlr: Byk boy de§iŸken kondansat”rler (Varyabl kondansat”r) K‡k boyutlu de§iŸken kondansat”rler (Trimer) De§iŸken kapasiteli diyotlar (Varakt”r) Byk Boy Ayarl (Varyabl) Kondansat”rler Bu gruba giren kondansat”rler, ˜ngilizce ad ile varyabl (variable) olarakta anlmaktadr. "Varyabl" kelimesinin Trk‡e karŸl§ "de§iŸken" kelimesidir. Varyabl kondansat”rler paralel ba§l ‡oklu kondansat”rden oluŸmaktadr. Bu kondansat”rlerin birer plakas sabit olup, di§er plakalar Ÿekil 1.22(a) ve Ÿekil 1.25 'te g”rld§ gibi bir mil ile d”ndrlebilmektedir. B”ylece kondansat”rlerin kapasiteleri istenildi§i gibi de§iŸtirilebilmektedir. Hareketli plakalar sabit plakalardan uzaklaŸtk‡a, karŸlkl gelen yzeyler azalaca§ndan kapasitede k‡lecektir. Hareketli plakalara rotor, sabit plakalara stator denmektedir. Plakalar genelde alminyum (Al) veya ”zel ama‡lar i‡in gmŸ kapl bakrdr. Plakalar arasnda yaltkan madde olarak genellikle hava vardr. Baz ”zel hallerde, mika plastik ve seramikte kullanlmaktaradr. Veya vakumlu (havasz) yaplmaktadr. Haval ve yaltkanl kondansat”rlerde bir miktar ka‡ak (leakage) akm vardr. Vakumlu olanlarda hi‡ ka‡ak yoktur. Vakumlu kondansat”rlerde; ‡alŸma gerilimi 50 KV 'a ve frekens 1000 MHz 'e kadar ‡kabilmektedir. Kapasitif de§eri ise 50-250 pF arasnda de§iŸir. Havallarda ise kapasite 400pF 'a kadar ‡kabilmektedir. Varyabl kondansat”rler ile byk kapasitelere ulaŸlamamakla beraber, yukarda belirtildi§i gibi ‡ok byk gerilimlerle ve frekenslar da ‡alŸlabilmektedir. Baz uygulamalarda, žekil 1.25 'te g”rld§ gibi ayn g”vdede iki varyabl kondansat”r kullanlr. Bunlardan birinin rotoru, statordan uzaklaŸtrlrken di§erinin rotoru ters bir ‡alŸma Ÿekli ile statoruna yaklaŸr. K‡k Boy Ayarl Kondansat”rler (Trimerler) K‡k boy ayarl kondansat”rler, trimer (Trimmer), peddir (Padder) gibi de§iŸik isimlerle anlmaktadr. Hassas kapasite ayar i‡in kullanlrlar ve bu ayar tornavida ile yaplr. Bu nedenle, bunlara ayarl kondansat”r de denilir. De§iŸik tipleri vardr. En yaygn tipi Ÿekil 1.22 (b) 'de g”rld§ gibi, yan yznde vida bulunan karesel yapda olanlardr. Bu trde kare Ÿeklindeki iki alminyum plaka arasnda mika veya plastik yaltkan vardr. Vida bir tornavida yardm ile sklnca plakalar birbirine do§ru yaklaŸr ve C:eo.er.A/d ba§nts gere§ince "d" aral§ ksald§ i‡in kapasite (C) byr. Ayrca Ÿekil 1.26 'da g”rld§ gibi silindirik veya varyabl tipinde olanlar da vardr. Silindiriklerde ortadaki iletken vida bir yaltkan i‡erisinde hareket etmekte ve bir plaka g”revi yapmaktadr. ˜‡e do§ru vidalama yapldk‡a kapasitif de§er bymektedir. Trimerler, 100-600 V gerilimde ‡alŸabilmekte ve kapasiteleri ‡ok k‡k de§erler ile 1000 pF arasda de§iŸmektedir.

Kondansat”rler

™nbilgiler:

Kondansat”rn Yaps:

Kondansat”rn Yaps: