Skip to main content

Kondansatörler -2

KONDANSATÖR NEDİR -2

Kondansatör nedir ? Kondansatör nasıl şarj edilir ya da boşaltılır ? Kondansatör nasıl ölçülür ? Kondansatör kalite faktörü nedir ? Kondansatör geçici davranışı nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Kondansatörler -2 adlı yazımızla karşınızdayız.

Geniş bir inceleme yaptığımız bu yazı içerisinde umuyorum çok faydalı bilgiler edineceğiz.

Başlayalım.

KONDANSATÖRLER

Bir Kondansatörün Şarj Edilmesi

Yüksüz bir kondansatöre bir voltaj kaynağı bağladığımızda, kondansatör boyunca uygulanan voltaj, kaynağın voltajına eşit ve bunun tersi oluncaya kadar üssel olarak şarj edilir.

C kapasitansına sahip bir kondansatörü seri halde direnç R ile bağlayalım.Ayrıca bu seri kondansatör ve direnç devresinide bir S anahtarı üzerinden geçirelim.

Kondansatörün tamamen şarjsız olduğunu varsayalım.Kontağa bastığımızda, kondansatör yüksüz durumdadır, bu nedenle kondansatörde gerilim oluşmaz, bu nedenle kondansatör kısa devre olarak davranır.O anda yük sadece kondansatörde birikmeye başlar.Devre boyunca akım sadece R direnci ile sınırlandırılacaktır.

Bu başlangıç ​​akımı (I =V / R)’dir.Şimdi , kondansatör boyunca gerilim uygulanmaktadır ve bu uygulanan voltaj, güç kaynağının kutuplarının tersidir.Sonuç olarak devrede akım yavaş yavaş azalmıştır.Kondansatör üzerindeki voltaj eşit ve güç kaynağı voltajının tersi olduğunda, kademeli olarak sıfıra düşürülecektir.

Gerilim, şarj sırasında kondansatör üzerinde kademeli olarak artar.Kondansatördeki voltaj artış oranının herhangi bir anda dv/dt olduğunu düşünelim.O anda kondansatör üzerinden akım

Formül = i = C x (dv/dt)

Kirchhoff’un Voltaj Yasası’nı şu şekilde tekrar yazabiliriz;

Formül = V = v + Ri = v + RC x (dv/dt)  -> V – v = R x C x (dv/dt) -> dt/CR = dv / (V – v)’dir.

Her iki tarafı da birleştirelim.

Formül = ∫dt/CR = ∫dv/(V – v) = t / CR = -ln(V – v) +A olacaktır.

Şimdi, devreyi açarken, kondansatördeki voltaj sıfırdı. Bu, v = 0’da t = 0 anlamına gelir.

Bu değerleri yukarıdaki denklemin içine koyduğumuzda,

Formül = 0 /CR = -ln (V – v) +A -> 0 = -lnV +A -> A = ln V olacaktır.

A değerini aldıktan sonra, yukarıdaki denklemi yeniden yazabiliriz.

Formül = t / CR = ln (V / V – v) -> V / V – v = e^(t/CR) -> V – v = V x e^(-t/CR) -> v = V x (1 – e^(-t/CR))

Şimdi bunu biliyoruz.

Formül = i = CV x d/dt x (1 – e^(-t/CR)) = V/R x e^(-t/CR)

Bu, şarj işlemi sırasında , şarj akımının(I) ifadesidir.

Bir Kondansatörün Boşaltılması

R ohm olan bir dizi direnci , C farad kapasitansa sahip kondansatöre seri halde bağlayalım.Daha sonra, bu devreyi bir anahtar yardımı ile kısa devre yapalım , kapatalım.

Kondansatör kısa devre edildiğinde, boşalmaya başlar.

Kondansatörlerin Discharge’ı dediğimiz boşaltma işlemi, içinde depolanan yükü bırakan kondansatör için kullanılmaktadır.

Diyelim ki, kondansatör tam şarjlı durumda voltajı V volttur.Kondansatör kısa devre edildiğinde, devrenin deşarj akımı (I = – V/R) amper olacaktır.Fakat açıldıktan sonra t = +0 değerinden sonra devre üzerinden akan akımdır.

Formül = i = C x (dv/dt)

Kirchhoff’un Voltaj Yasası’na göre,

Formül = v + iR = 0 -> v + RC x (dv/dt) = 0  -> v = -RC x (dv/dt) -> dv/v = -dt/RC

Her iki tarafı da birleştirelim.

Formül = ∫dv / v = – ∫dt / RC = ln v = – (t/RC) + A

A, birleştirme sabitidir ve t = 0’da, v = V ise ;

ln V = -0 / RC + A -> A = ln V

Sonra, A’nın değerini hesaplayalım ;

ln v = -t/RC +  ln V -> ln v / V = – t / RC -> v/V = e^(-t/RC) -> v = V x e^(-t/RC)

Devrenin KVL formunu biliyoruz,

Formül = i = – 1/R x V x e^(-t/RC) ->> – I x e^(-t/RC)

Bu nedenle, kondansatör akımı, başlangıç ​​değerinden üssel olarak sıfıra ulaşır ve kondansatör voltajı, boşaltım sırasında başlangıç ​​değerinden üssel olarak sıfıra ulaşır.

kondansatör nedir

Kondansatörde Depolanan Enerji

Kondansatör bir bataryaya bağlıyken, yükler bataryadan gelir ve kondansatör plakalarına yerleştirilir. Ancak bu enerji depolama süreci adım adım ilerlemektedir.

En başta, kondansatörün herhangi bir yükü veya potansiyeli yoktur. yani V = 0 volt ve q = 0 C’dir.

Şimdi anahtarlama sırasında, tüm besleme kaynağı voltajı kondansatör boyunca düşecektir. Kondansatörün pozitif plakasına pozitif bir yük (q) gelecektir, ancak bu ilk şarj (q) için besleme kaynağından kondansatörün pozitif plakasına gelmek için herhangi bir iş yapılmamıştır. Kondansatörün kendi plakalarında kendi voltajı olmaması, bunun yerine ilk voltajın bataryadan kaynaklanmasıdır.İlk şarj, kondansatör plakaları boyunca az miktarda voltaj üretir ve ardından ikinci pozitif yük kondansatörün pozitif plakasına gelir, ancak ilk şarjla ortadan kaldırılır.Besleme kaynağı voltajı kondansatör voltajından daha fazla olduğu için, bu ikinci şarj pozitif plakada saklanır.

Bu durumda, kondansatörde ikinci şarjı saklamak için kondansatör üzerinde iş yapılmalıdır.Yine üçüncü şarj için, aynı durum görünecektir.Yavaş yavaş şarjlar önceden depolanmış yüklere karşı kondansatörde saklanır ve yapılan bu adım adım olan işler ilerlemeye başlar.

Kondansatör voltajının sabit olduğu söylenemez.Kondansatör voltajının en baştan sabitlenmemesinden kaynaklanmaktadır.Kondansatörün gücü, güç kaynağının kapasitesine eşit olduğunda maksimum sınırında olacaktır.

Yüklerin depolanması arttıkça, kondansatörün voltajı artar ve kondansatörün enerjisi de artar.

Bu noktada, kondansatörün enerji denklemi enerji (E) = V.q olarak yazılmaz.

Voltaj arttıkça, kondansatörün içindeki elektrik alanı (E) dielektrik yavaş yavaş fakat ters yönde, yani pozitif plakadan negatif plakaya artar.

Formül = E = -dV/dx

Burada dx, kondansatörün iki plakası arasındaki mesafedir.

Yük, kondansatörün güç kaynağı ile aynı gücü kazanana kadar güç kaynağından kondansatör plakasına akacaktır.

Yani, kondansatörün enerjisini, istenilen doluluğa kadar olan kısım kadar hesaplamalıyız.

Farz edelim ki, küçük bir yük q, kondansatörün pozitif plakasında, güç kaynağı voltajına (V) göre depolanır ve yapılan küçük bir çalışma dW’dir.

Daha sonra toplam şarj süresini dikkate alarak, şu formülü yazabiliriz,

Formül = (0->W)∫ dW = (0->Q) ∫ V x dQ

Formül = W = (1/2) x (Q^2/C) ya da W = 1/2 x CV^2’dir.

Şimdide güç kaynağı tarafından şarj zamanında bir kondansatörün enerji kaybına bakalım.Akü sabit voltajda olduğu için aküden gelen enerji kaybı her zaman denklemi takip eder, W = V.q, bu denklem akü tarafından şarj edilmenin en başından itibaren sabit gerilime sahip olmadığından kondansatör için geçerli değildir.

Şimdi, kondansatörün bataryadan aldığı şarj

Formül = Wcap = 1/2x CV^2 = 1/2 x Q.V’dir.

Artık pilin kaybedeceği şarj

Wloss = VQ – 1/2xQV = 1/2 x QV olacaktır.

Güç kaynağının toplam enerjisinden elde edilen ,yarım enerji kondansatöre gider ve enerjinin yarısı otomatik olarak pilden kaybolur ve bu durum daima göz önünde bulundurulmalıdır.

Kondansatörün Geçici Davranışı

Daha önce yüksüz olan bir kondansatöre bir aniden voltaj uygulandığında, kaynaktan elektriğin kondansatöre kayması hemen başlar.Başka bir deyişle, kondansatördeki değişim birikimi anında başlar.Kondansatörde biriken yük arttıkça, kondansatörde oluşan voltaj artar.Kondansatör boyunca uygulanan voltaj, kondansatördeki şarj birikimi hızına bağlı olarak voltajı düşürür.Bu iki voltaj birbirine eşit hale geldiğinde, kaynaktan kondansatöre daha fazla yük akışı olmayacaktır.Kaynaktan kondansatöre ve kondansatörden elektron akımları, elektrik akımından başka bir şey değildir.

Başlangıçta, bu akım maksimum olacak ve belirli bir süre sonra akım sıfır olacaktır.Kondansatördeki akım değişimlerinin geçiş süresi olarak bilinen süre.Kondansatörde akım ya da voltaj gibi diğer elektriksel miktarları şarj etme durumu kondansatörün geçici davranışı olarak bilinir.

Kondansatörün geçici davranışını anlamak için, resimde  gösterildiği gibi bir RC devresini beraber inceleyelim.

Şimdi, eğer S anahtarı aniden kapanırsa, akım devreden akmaya başlar.Şu an herhangi bir anda geçerli olalım: i(t).

Aynı zamanda kondansatörde uygulanan voltajın o anda Vc(t) olduğunu düşünün.

Bu nedenle, Kirchhoff’un Gerilim Yasası’nı uygulayarak ;

Formül = V = Ri(t) + Vc(t)……..(i)

Şimdi, bu süre zarfında (t) yük transferi q coulomb ise, i(t) olarak yazılabilir.

Formül = dq(t) / dt

Bu nedenle,

Formül = i(t) = dq(t)/dt ->dq(t) = i(t) x dt -> ∫dq(t) = ∫i(t)dt ->> i(t)xdt = q ve q = Cvc(+)

Buradan = i(t) = C x (dvc(t) / dt) olacaktır.

i(t) ‘nin bu ifadesini denklem (i)’ de aldığımızda,

Formül = V – vc (+) -> dt/RC = dvc(+)/(V – vc(+)) olacaktır.

Şimdi her iki tarafı da aldığımız zamana göre birleştirelim.

Formül = t/RC = -log(V – vc(t)) + K

Burada K, başlangıç ​​koşulundan bir sabit olarak belirlenebilir.

T = 0 olan devrede, t = 0 değerini aldığımız andaki denklemde t = 0 zamanını düşünelim.

Formül = -log(V – vc(0)) + K = 0

Daha önce hiç değişmediği için t = 0’da kondansatörde gerilim oluşmayacaktır.

Bu nedenle,

Formül = vc(t) = V x [1- e^(-t/RC]] … olacaktır.

Şimdi RC = t’yi denklemin üstüne koyarsak,

Formül = Vc = 0.632V olacaktır.

Bu RC veya RC serisi devrenin direnci ve kapasitansı sonucu devrenin zaman sabiti olarak bilinir.Bu nedenle, bir RC devresinin zaman sabiti, kondansatörde voltajın oluşturulduğu veya düştüğü zamanın besleme voltajının% 63.2’si olduğu zamandır.Zaman sabiti tanımı, kondansatör başlangıçta değiştirilmediğinde sadece iyi sonuçlar verecektir.

Yine, devreyi açma anında, yani t = 0, kondansatörde boyunca bir gerilim oluşmayacaktır.Bu da denklemden (ii) kanıtlanabilir.

Formül = vc(0) = V x[1- e^0] = V x [1 – 1 ] = 0

Böylece devre boyunca başlangıç ​​akımı V/R ve bunu I0 olarak düşünelim.

Şimdi herhangi bir anda, devre boyunca akım,

Formül = i(t) = (V – vc(t))/R = (V – Vx[1- e^(-t/RC]) / R = (V/R)xe^(-t/RC) = I0 x e^(-t/RC)’dir.

Şimdi t = RC olduğunda ;

Formül = I = I0 x e^-1 = 0.367xI0

Yani, akımın başlangıç ​​akımının% 36.7’si olduğu zaman, RC devresinin zaman sabiti olarak da bilinir.

Zaman sabiti normal olarak τ (taw) olacaktır. Bu nedenle,

Formül = τ = RC olacaktır.

kondansatörler 2

Kondansatörün Boşalması Esnasında Geçişler

Şimdi, kondansatörün tam olarak şarj edildiğini, yani kondansatördeki voltajın voltaj kaynağına eşit olduğunu varsayalım.Şimdi gerilim kaynağının bağlantısı kesilirse ve bunun yerine akünün iki terminali kısa devre yaparsa, kondansatör boşaltma aracına bakacak, iki plaka arasındaki elektronların eşit olmayan dağılımı kısa devre yolu boyunca eşitlenecektir.İki plakada elektron konsantrasyonunun eşitlenmesi işlemi, kondansatördeki voltaj sıfır oluncaya kadar devam edecektir. Bu işlem kondansatörün boşaltılması olarak bilinir. Şimdi deşarj sırasında kondansatörün geçici davranışlarını inceleyeceğiz.

Şimdi, yukarıdaki devreden Kirchhoff Current Law’i uygulayarak,

Formül = R.i(t) = -vc(+) ->> -t/RC= dvc(+)/vc(+)

Her iki tarafı da birleştirelim.

Formül = -∫dt/RC = ∫ dvc(+)/vc(+) = t/RC = logvc(+) + K

K başlangıç ​​değerinden belirlenebilen sabittir.Şimdi, kondansatörün kısa devre yaptığı zamanda,

Formül = t=0 ve vc(0) = V için ; vc(t) = V.e^(-t/RC)…

Şimdi, denklemden , t => τ = RC uygulayarak,

Formül = vc(τ) = V.e^-1 = 0.368V

Yine, o anda devre akımı yani τ = RC,

Formül = vc(τ)/R = 0.368V / R = 0.368I0 olacaktır.

Bu nedenle, kondansatörün zaman sabiti, hem kondansatör gerilimi, hem de akım akımı, başlangıç ​​değerinin% 36.8’ine düşürülür.

İndüktör ve Kondansatörün Kalite Faktörleri

İndüktör Kalite Faktörü

Her indüktör, endüktansına ek olarak küçük bir dirence sahiptir.Bu direnç R değeri ne kadar düşük olursa, bobin kalitesi de o kadar iyidir. Çalışma frekansındaki (ω) bir indüktörün kalite faktörü veya Q faktörü, bobin reaktansının direncine oranı olarak tanımlanır.

Böylece bir endüktör için kalite faktörü,

Formül = Q = wL/R = XL/R olacaktır.

Burada L, Henrys cinsinden bobinin  endüktansı ve R, Ohm cinsinden bobinin direncidir.Hem direnç hem de reaktans birimi Ohm olduğundan, Q boyutsuz bir orandır.

Q faktörü ayrıca şöyle tanımlanabilir;

Formül = Q = 2π x (Her saykılda depolanan maksimum enerji / her saykılda kaybolan enerji)

Yukarıdaki ifadeyi kanıtlayalım.Bunun için, etkili bir iç direnç R’nin bir indüktörüne L uygulanan frekans-radyanların/saniyelerinin sinüzoidal voltajını V düşünelim.Oluşan tepe akımının indüktör üzerinden Im olduğunu varsayalım.

Daha sonra indüktörde depolanan maksimum enerji;

Formül = 1/2 x L x (Im)^2’dir.

RL ve RC devreleri

Her çevrimde indüktörde dağıtılan ortalama güç;

Formül = (Im/√2)^2 x R

Bu nedenle, çevrim başına indüktörde yayılan enerji

Formül = Güç x Her saykıl için periyod zamanı = (Im/√2)^2 x R x (1/f)

Bu nedenle,

Formül = Q = (2πfL/R) = wL/R=XL/R olacaktır.

Kondansatör Kalite Faktörü

Birbiriyle ilişkili küçük seri direnç R’ye sahip bir C kondansatörünü gösterir.Çalışma frekansındaki (Q) bir kondansatörün Q faktörü veya kalite faktörü, kondansatörün reaktansının seri direncine oranı olarak tanımlanır.

Böylece,

Formül = Q = 1 / (w.C.R)

Bu durumda, aynı zamanda, Q, reaktans ve direnç birimi aynı olduğu ve Ohm olduğu için boyutsuz bir miktardır.Bu nedenle,  V voltajı ve frekansın sinüzoidal voltajının uygulanması üzerine, kondansatörde depolanan maksimum enerji.

Formül = 1/2.C.Vm^2

Burada, Vm, kapasite C boyunca maksimum voltaj değeridir.

Ama eğer R<<wC ise  ve Vm = (Im/wC) ise ;

Burada Im ,C ve R ile akımın maksimum değeri olacaktır.

Bu nedenle, C kondansatöründe depolanan maksimum enerji

Formül = 1/2x(Im^2 / w^2xC) olacaktır.

Çevrim başına enerji dağıtımı ise ;

Formül = Güç x her bir saykıldaki güç kaybolan enerji =  (Im/√2)^2 x R x (1/f) olacaktır.

Yani, kondansatörün kalite faktörü ;

Formül = Q = Xc /R olacaktır.

Çoğu zaman, bir kayıplı kondansatör, resimde de gösterildiği gibi, şanttaki yüksek dirençli bir Rp ile bir C kapasitesi ile temsil edilir.

Kayıp kondansatörün temsil edilmesinin alternatif metodu

Çevrim başına enerji kaybı ;

Formül = (Vm^2)/2Rp x (1/f) olacaktır.

Bu nedenle,

Formül = Q = w . C . Rp

Kondansatörlerin Seri ve Paralel Bağlanması

Kondansatörlerin Seri Bağlanması

Seri olarak n sayıda kondansatör bağlayalım.Bu seri kondansatör kombinasyonuna V volt uygulanmış olsun.

Kondansatörlerin kapasitansının sırasıyla C1, C2, C3 …… .Cn ve kondansatörlerin seri kombinasyonunun eşdeğer kapasiteleri olduğunu düşünelim.Kondansatörler arasındaki gerilim düşüşleri sırasıyla V1, V2, V3 …… .V.

Bu nedenle ; V = V1 + V2 + V3 + V4 ….. Vn olacaktır.

Şimdi, eğer Q coulomb kadar yük  besleme kaynağından bu kondansatörler üzerinden aktarılırsa, o zaman,

Formül = V = Q/C ve Vn = Q/Cn olacaktır.

Her kondansatörde biriken yük ve I serisi kondansatörlerin kombinasyonu aynı olacağı için Q olarak kabul edilir.

Şimdi, denklemler şu şekilde yazılabilir.

Q/C = Q/C1 + Q/C2 + …… + Q/Cn -> 1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ….. + 1/Cn olacaktır.

Paralel Kondansatörler

Enerjiyi , elektrik alanı, yani elektrostatik enerji biçiminde depolamak için kondansatör tasarlanmıştır.Daha fazla elektrostatik enerji depolama kapasitesinin artırılması gerektiğinde, kapasitansın artırılması için uygun kondansatör gereklidir.Bir kondansatör, birbirine bağlı iki metal plakadan oluşur ve cam, mika, seramik gibi bir dielektrik ortam ile ayrılır.Dielektrik, plakalar arasında iletken olmayan bir ortam sağlar ve yükü tutabilmek için eşsiz bir kabiliyete sahiptir.Kondansatörün depolanması demek kondansatör kapasitansı olarak tanımlanır. Bir voltaj kaynağı kondansatörün plakalarına bağlandığında, bir plaka üzerinde pozitif bir yük ve diğer plaka üzerinde negatif yük biriktirilir. Birikmiş toplam şarj miktarı (q), voltaj kaynağı (V) ile doğru orantılıdır,

Formül = q = C . V

Burada C, orantılılık sabit yani kapasitanstır.Değeri, kondansatörün fiziksel boyutlarına bağlıdır.

Formül = C = (ε x A) / d olacaktır.

Burada ε = dielektrik sabit, A=etkili plaka alanı ve d=plakalar arasındaki boşluk.

Bir kondansatör kapasitans değerini arttırmak için, iki veya daha fazla kondansatör birbirine birleştirilen iki benzer plaka olarak paralel olarak bağlanır, daha sonra etkili örtüşen alanlar aralarında sabit aralıklarla eklenir ve dolayısıyla bireysel olarak kapasitansın eşdeğer kapasitans değeri çift olur (C ∝ A).Kondansatör endüstrisi çeşitli imalat ve işleme endüstrilerinden yararlanarak kondansatörleri paralel olarak birleştirir, böylece paralel olarak bağlanan kondansatör bağlantısının düzenlenmesiyle istenen değere sahip bir kapasitans sağlar ve böylece reaktif güç dengesi için statik bir kompansatör olarak verimli bir şekilde kullanılır.İki kondansatör paralel olarak bağlandığında, her bir kondansatör voltaj (V) aynıdır, yani (Veq = Va = Vb) ve akımlar, ia ve ib. Bilindiği gibi

Formül = i = dq/dt

Yukarıdaki denklemde , q değerini koymak,

Formül = i = d(CV) /dt = i = C x (dV/dt) + V (dC/dt) olacaktır.

Sonraki terim sıfır olur (kondansatörün kapasitansı sabittir).Bu nedenle,

Formül = i = C x (dV / dt)

Kirchhoff’un Akımlar Yasasını, paralel bağlantının gelen düğümünde uygulayalım.

Formül = ieq = ia + ib -> ieq = Ca x (dVa/dt) + Cb (dVb/dt) olacaktır -> Veq = Va = Vb bağlantısından -> İeq = (Ca + Cb) x (dVeq / dt) olacaktır.

Sonunda ;

Formül = ieq = Ceq x (dVeq / dt) -> Burada Ceq = Ca + Cb’dir.

Bu nedenle, n kondansatör paralel olarak bağlandığında, tüm bağlantının eşdeğer kapasitansı, seri bağlandığında dirençlerin eşdeğer direncine benzer olan denklemi takip ederek verilir.

Formül = Ceq = C1 + C2 + C3 + …. +Cn

Paralel Kondansatörün Eşdeğer Kapasitans İfadesi Bulma Yöntemi

N kondansatörünü paralel olarak, bir V volt gerilim kaynağından bağlayalım.

Kondansatörlerin kapasitansının sırasıyla C1, C2, C3… ..Cn olduğunu ve kondansatör kombinasyonunun eşdeğer kapasitansı olduğunu düşünelim.Kondansatörler paralel bağlandığından, her kondansatör akımı aynı olacaktır.Paralel kombinasyonun toplam yükü, her bir kondansatöre kapasitans değerine göre bölünecektir, ancak her bir kondansatördeki voltaj aynı olacaktır ve sabit durum durumunda, uygulanan voltajın tam olarak eşittir.

Formül = Q = Q1 + Q2 + Q3 + ….. + Qn

Burada Q1, Q2, Q3, …… .Qn, sırasıyla C1, C2, C3… .. Cn kondansatörüdür.

Formül = Q = CV -> Q1 = C1V , Q2 = C2V , Q3 = C3V  ve Qn = CnxV olacaktır.

Şimdi denklemi şu şekilde yazabiliriz.

Formül = CV = C1V + C2V+C3V + …. +CnV -> C = C1 + C2 + C3 + …. + Cn olacaktır.

kondansatör test

Kondansatörler Nasıl Test Edilir?

Kondansatörler, hepimiz şarj depolama cihazları olduklarını biliyoruz.Hemen hemen tüm elektrik ve elektronik devrede servis veya sorun giderme sırasında kontrol edilmeli ve test edilmelidir. Kondansatörleri test etmek için farklı yöntemler uyarlanmıştır.

Kondansatör Testi için Geleneksel Yöntemler

Bu yöntem gerçekten tehlikelidir ve sadece profesyonel elektrik mühendisleri için önerilir. Bu yöntemde, 230V AC’den 24V DC’e veya 220-224V AC aralığında kullanmak güvenlidir.

220-224V AC kullanılıyorsa, kondansatör arasında seri dirençler bağlanmalıdır.

Prosedür ;

Test edilecek kondansatörün bağlantısı kesilmeli veya şüpheli kondansatörün en az bir kablosu çıkarılmalıdır.

Kondansatör tamamen boşaltma durumunda olmalıdır.

Kablolar kondansatör terminaline bağlanmalıdır.

Daha sonra, bu uçlar 230V AC kaynağına çok kısa bir süre (1-4 saniye) bağlanmalıdır.

Şimdi, kabloları besleme kaynağından ayırabiliriz.

Bu önemli ve en tehlikeli adımdır. Kondansatörün terminallerini kısaltın.

Kondansatör iyi olduğunda, güçlü bir kıvılcım üretildiğini görebiliriz.

Kondansatör kötü ya da iyi durumda değilse, zayıf bir kıvılcım üretilir.

Multimetrenin Ohmmetre Ayar Modunu Kullanarak

Bu yöntem kondansatörün direncini bulmak ve kondansatörün durumunu bulmak için kullanılır.

Multimetrenin Ohmmeter ayar modunu kullanma prosedürü ;

Kontrol edilecek kondansatör deşarj olmuş durumda olmalıdır.

Multimetre ohmmetre ayarında olmalıdır.

Şimdi, multimetrenin uçlarını kondansatörün terminallerine bağlayın.

Sonuçları not edin ve sıradaki maddelerle karşılaştırın.

Düşük direnç değeri yetersiz kondansatör olduğunu gösterir.

Multimetrede sapma yoksa , açık bir kondansatör anlamına gelir.

İlk önce multimetrenin düşük bir direnç göstermesi ve kademeli olarak sonsuza kadar arttığını gösteren bir durum söz konusu olduğunda, bu iyi bir kondansatördür diyebiliriz.

Bir Multimetrenin Kapasite Ayar Modunu Kullanarak

Bu  durum kondansatörün kontrol edilmesi için en basit ve mükemmel yöntemdir.

Multimetre kapasitans ayar modunu kullanma prosedürü aşağıdaki gibidir.

Kontrol edilecek kondansatör deşarj olmuş durumda olmalıdır.

Multimetre kapasitans ayarında olmalıdır.

Şimdi, multimetrenin uçlarını kondansatörün terminallerine bağlayın.Polarite burada bir sorun değildir.

Arızalı kondansatörün kapasitans derecesine yakın kapasitans değeri metrede gösterilir.

Kondansatör arızalıysa, daha düşük bir kapasitans değeri veya ölçüm cihazında hiçbir değer göremeyiz.

Kondansatörleri Voltmetre kullanarak Test Etme

Bu yöntem, kondansatör arasındaki potansiyel farkı bulmak için kullanılır.Prosedür ;

Kondansatör ilk önce kondansatör değerinden daha düşük olan DC gerilimi ile şarj edilir.

Polarite burada önemlidir.Pozitif gerilime ve daha kısa kurşuna (katot) bağlanacak kondansatörün daha uzun ucu (anot), toprağa veya voltajın negatif terminaline bağlanır.

Voltmetrenin terminalleri, kondansatörün terminallerine bağlanmalıdır.

Şarj ettikten sonra aynı gerilimi okuduğunda ve daha sonra düştüğünde, kondansatör iyi durumdadır.

Kondansatör şarj edilmediğinde ve voltmetre okumayı gösterdiğinde, kondansatör iyi veya hatalı durumda değildir.

KONDANSATÖR NEDİR -2 SONUÇ :

Bugünki yazımızda Kondansatör Nedir -2 adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Uzunca bir inceleme yaptığımız bu yazı içerisinde umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.Kaldığımız yerden hızla devam etmek ümidiyle.

İyi Çalışmalar

 

 

Kondansatörler -1

KONDANSATÖRLER ve KAPASİTANS NEDİR ? 

Kondansatör nedir ? Kapasitans nedir ? Kondansatör nasıl çalışır ? Kondansatörde nelere dikkat edilmelidir ? Kondansatörde kullanılan formüller nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Kondansatörler adlı serimize başlıyoruz.

Kondansatörlere dair birtakım bilgileri vermek istediğimiz bu yazı içerisinde umuyorum faydalı bilgiler edinirsiniz.

Başlayalım.

KONDANSATÖRLER ve KAPASİTANS

Bir kondansatör temel devre elemanlarından biridir.Elektrik devrelerinde , direnç, indüktör ve kondansatör olarak üç temel eleman vardır.Elektrik devresi üzerindeki kondansatör, şarj depolama cihazı olarak davranır.Bir voltaj uygulanırken elektrik yükünü tutar ve gerektiğinde depolanan şarjı tekrar geri verir.Bir kondansatörün en temel yapısı, bir dielektrik malzeme ile ayrılan iki paralel iletkenden (genellikle metalik plakalardan) oluşur.Kondansatör üzerine bir voltaj kaynağı bağladığımızda, kaynağın pozitif terminaline bağlanan iletken (kondansatör plakası) pozitif olarak yüklenir ve kaynağın negatif terminaline bağlı iletken (kondansatör plakası) negatif yüklenir. İletkenler arasında dielektrik varlığı nedeniyle ideal olarak hiçbir şarj bir plakadan diğerine geçemez.

Dolayısıyla, bu iki iletken (plaka) arasındaki şarj seviyesinde bir fark olacaktır.Bu nedenle, levhalar arasında potansiyel bir fark ortaya çıkar.Kondansatör plakalarındaki şarj birikimi anlık değildir.Son olarak, potansiyel fark kaynağının gerilimine eşit olur.Kondansatör boyunca voltajın yükselmesi, bu voltaj kaynağın voltajına eşit olana kadar üstel bir şekilde artar.

Kapasitans :

Şimdi, iletkenlerdeki (plakalar) yük birikiminin, kapasitör boyunca voltaj veya potansiyel farkı yarattığını anlıyoruz.Kapasitörün içinde belirli bir voltajın oluşması için biriken yük miktarı, kapasitörün yük tutma kapasitesi olarak adlandırılır.Kondansatörün yük tutabilme kapasitesini ise kapasitans olarak adlandırılan bir birim ile ölçüyoruz.Kapasitans, yükün, 1 voltluk potansiyel farkı oluşturması için kapasitör boyunca depolanması durumudur.Bu nedenle, bir kapasitörün yükü ve voltajı arasında doğrudan bir ilişki vardır.Kondansatörde biriken yük, kondansatör boyunca oluşturulan voltaj ile doğru orantılıdır.

Formül = Q ↔ V

Burada ; Q = şarj ve V = voltaj’dır.

Formül = Q = C x V

Burada C oran sabitidir ve bu kapasitansı verir.

Kapasitans, üç fiziksel faktöre bağlıdır ve bunlar, kondansatörün (plakalar) aktif alanı, iletkenler (plakalar) arasındaki mesafe ve dielektrik ortamın geçirgenliği ile ilgilidir.

Formül = C = ԑA / d

Burada, d dielektrik ortamın geçirgenliği, A levhanın aktif alanı ve d plakalar arasındaki dikey mesafedir.

Bir Kapasitörün Çalışma Prensibi

Kapasitörün Tanımı

Kondansatör, bir yalıtkan malzeme veya dielektrik madde ile ayrılan iki iletken plaka veya yüzey boyunca belirli bir voltaj seviyesinde yükü depolayabilen bir pasif elektronik bileşen veya cihazdır.

Plaka Kondansatörünün Temel Yapısı

Kondansatör, iki iletken yüzey veya plaka ve bu iki plaka arasına sokulan bir yalıtım malzemesi (yani, mika, kağıt, hava, vb. gibi) dielektrik madde kullanılarak yapılır.

Kondansatörün Çalışması

Bir kondansatör pasif bir bileşen olduğundan, herhangi bir enerji üretmez, ancak bir enerji kaynağından bir pil veya bir başka şarjlı kondansatör vb. gibi enerjiyi kendi üzerinde depolayabilir.

Bir kondansatöre bir batarya (DC kaynak) bağladığımızda, bir plaka (plaka-I) bataryanın artı ucuna takılır ve diğer plaka (plaka-II) bataryanın negatif ucuna takılır.Burada bu bataryanın potansiyeli bu kondansatöre uygulanır.Bu durumda, plaka-I plaka-II’ye göre pozitif bir etki gösterir.Kararlı durumda, aküdeki akım bu kondansatörde pozitif plakadan (plaka-I) negatif plakaya (plaka-II) akmaya çalışır, ancak bu plakaların yalıtım malzemesi ile ayrılmasından dolayı akamaz.

Kondansatör üzerinde bir elektrik alanı belirir.Zaman geçtikçe, pozitif plaka (plaka I) bataryadan pozitif yük biriktirir ve negatif plaka (plaka II) bataryadan negatif yük biriktirir.Belirli bir süre sonra, kondansatör, bu voltaja göre ve kapasitansına göre maksimum yük miktarını tutar.Bu zaman aralığına bu kondansatörün şarj süresi denir.

Bu bataryayı bu kondansatörden çıkardıktan sonra, bu iki plaka belirli bir süre için pozitif ve negatif yüke sahiptir. Böylece bu kondansatör, bir kaynaktaki elektrik enerjisi olarak hareket eder.

kondansatörler

Eğer iki ucu (plaka I ve plaka II) bir yükten kısa devre yaparsa, bu yük boyunca levha-I’den levha-II’ye kadar tüm akımlar her iki plakadan yok olana kadar bir akım akacaktır. Bu zaman aralığı, kondansatörün boşaltma süresi olarak bilinir.

DC Devredeki Kondansatör

Bir kondansatörün bir akü boyunca bir anahtar üzerinden bağlandığını varsayalım.Anahtar Açık olduğunda, yani, t = +0’da, bu kondansatörden belirli bir akım değeri akacaktır.Belirli bir süre sonra (yani şarj süresi) kondansatör, akımın daha fazla akmasına izin vermez.Maksimum yüklerin her iki plakada birikmesi ve kondansatörün, pilin artı ucuna bağlı bir pozitif uca sahip olan ve aynı güçte pilin negatif ucuna bağlı bir negatif uca sahip bir kaynak gibi davranmasıdır.Akü ve kondansatör arasındaki sıfır potansiyel farktan dolayı, hiçbir akım akmaz.Dolayısıyla, başlangıçta bir kondansatörün kısa devre yaptırıldığı ve bir batarya ya da DC kaynağı üzerinden bağlandığında açık devre olduğu söylenebilir.

AC Devresinde Kondansatör

Bir AC kaynağına bir kondansatör bağlandığını varsayalım.Bu alternatif voltajın belirli bir yarısında, plaka-I’in pozitif polarite ve plaka-II’nin negatif polaritesi olduğunu düşünün.Sadece o anda plaka-I pozitif yük biriktirir ve plaka-II negatif yük biriktirir.Ancak uygulanan bu AC voltajın negatif yarısında, plaka-I negatif yük ve plaka-II pozitif yük alır.Plakalar arasına yerleştirilen dielektrik madde nedeniyle bu iki plaka arasında elektron akışı yoktur, fakat kutupları kutupsallık değişimiyle değiştirirler. Kapasitör plakaları alternatif olarak AC tarafından şarj edilir ve deşarj edilir.

KONDANSATÖRLER ve KAPASİTANS NEDİR SONUÇ : 

Bugünki yazımızda Kondansatörler ile ilgili bilgileri vermeye çalıştık.Kondansatörlerin kullanım amaçları ve nasıl kullanıldıklarına dair bilgileri aktarmaya devam edeceğiz.Temel bilgiler ve tekniklerini umuyorum etkin bir şekilde ifade edebiliriz.

İyi Çalışmalar

Transistör ve Kondansatör Nedir ?

TRANSİSTÖR ve KONDANSATÖR

 

Transistör ve Kondansatör nedir ve nasıl kullanılır ?.Transistör ve Kondansatörün kullanım alanı nerelerdir ?.Ne işe yararlar ?.Transistör  ve kondansatör çeşitleri nelerdir ?.Bugünki yazımızda Transistör ve Kondansatör hakkında detaylı bilgi vermeye çalışacağız.Hemen hemen her devre üzerinde bulunan Transistör ve Kondansatör elektrik ve elektroniğin temelini oluşturan devre elemanlarından ikisidir.Bu elemanların çeşitlerine ve işlevlerine birlikte göz atalım.

TRANSİSTÖR NEDİR ?

Elektronik sistemlerin gelişmesi ve üst seviyelere çıkabilmesi Yarı İletken Temelli olan Transistörlerin bulunmasının ardından gerçekleşmiştir.Kısaca transistör , bir anahtarlama elemanıdır.Bugün uygulamalarda kullanılan transistör çeşitleri 100.000’e yakındır.Germanyum veya Silisyumdan yapılan Transistörlerde , Silisyum  Transistörlerin Germanyum’a nazaran birçok sakıncayı kaldırmasıyla , Silisyum Transistörler öne çıkmıştır.

1949 yılında bipolar (İki polarmalı) olan  transistörler Schockley  tarafından geliştirilmiştir.Teknik olarak bu transistörler BJT olarak nitelendirilip açılımı ise ‘Bipolar Junction Transistör’dür.

Transistör kelimesinin nereden geldiğine bakacak olursak ,  Transfer ve Resistor sözcüklerinin kısaltılmasıyla açığa çıkmıştır.Transistör 3 ayağa sahiptir ;

  • Emiter(Emitter) olan ve karşılığı ‘Yayıcı’ olan ‘E’
  • Kolektör(Collector) olan ve karşılığı ‘Toplayıcı’ olan ‘C’
  • Beyz (Base) olan ve karşılığı ‘Taban , giriş’ olan ‘B’

Transistörler NPN ya da PNP olarak iki tipe ayrılır.Çalışma mantığı ise; B (Base) ucu tetiklendiğinde C-E arasında ki direnç değeri azalarak akım geçirir.Collector-Emitter arasından geçecek olan  akım, Beyz ucuna uygulanan ‘tetikleme akımının miktarına’ bağlıdır.

Transistörler musluk ya da vanaya benzetilebilir.Musluk ya da vana akan sıvıyı denetlerken Transistör ise geçen akımı denetler.

Transistörlerin Sağlamlık Testinde Kullanılan Yöntemler ;

  • Multimetre kullanılarak sağlamlık testi
  • Polarma gerilimine bakarak sağlamlık testi

Transistörlerin Güce Göre Sınıflandırılması ;

  • Küçük Güçlü Transistörler : 0-1W arasında güç harcayan transistörlerdir.
  • Orta Güçlü Transistörler : 1-20W arası güç harcayan transistörlerdir.
  • Yüksek Güçlü Transistörler : 20W ın üzerinde güç harcayan transistörlerdir.

Transistörü Bozan Unsurlar ;

  • Limit değerlerinin üzerine çıkma
  • Yüksek sıcaklık
  • Manyetik alanlar
  • Ters gerilimlerle çalıştırma
  • Kötü lehim(Soğuk lehim) ve kirlenme
  • Sarsıntı

KONDANSATÖR NEDİR ?

Elektrik yüklerini çok küçük bir zaman aralığında depo eden  ve tekrar bırakan  elemanlara ‘Kondansatör’ denilir.Kondansatörün  sembolü ‘C’dir ve birimi Farad’dır.Kondansatörler Kutuplu ve Kutupsuz olmak üzere ikiye ayrılmışlardır.

Kondansatör iki iletken levha arasına konulan bir yalıtkandan oluşur.Bu yalıtkana ise elektriği geçirmeyen anlamına gelen Dielektrik denir.

Kutuplu olan kondansatörlerde (+) ve (-) uçlar belirtildiğinden bu tip kondansatörler sadece DC ile çalışan devrelerde kullanılırlar.Kutupsuz olan kondansatörler ise hem Ac hemde Dc gerilimde kullanılabilirler.

Kondansatör DC bir üretece bağlandığında (+) plaka +Q ve (-) plaka –Q kadar elektrik yüküyle yüklenir.

Kondansatör yükünün kondansatör potansiyeline oranına  kondansatörün kapasitesi adı verilir.

Kapasiteyi Etkileyen Büyüklükler ;

  • Plakaların yüzey alanı
  • Plakaların birbirine yakınlığı
  • Araya konulan yalıtkanın cinsi

Kondansatörün bir R direnci üzerinden şarj olurken , uçlarında bulunan gerilimin , Ubesleme geriliminin %63,2 sine çıkması için geçen zamana bir zaman sabitesi denilir veya dolu bir kondansatörün boşalma esnasında %36,8’ine düşmesi için geçen zamana denir.

Kondansatörün  bacakları DC bir  kaynağa  bağlandığında ,mevcut ampermetrenin ibresi ilk olarak yüksek bir değer gösterecektir ve ardından 0 A değerine doğru düşecektir.

Kondansatör Çeşitleri ;

A ) Elektrolitik Kondansatörler

  • Sıvılı Tip Elektrolitik
  • Kuru Tip Elektrolitik

B ) Kağıtlı Kondansatörler

C ) Metal-Kağıtlı Kondansatörler

D ) Plastik Kondansatörler

E ) Tantal Kondansatörler

F ) Seramik Kondansatörler

G ) Mika (Mikalı) Kondansatörler

H ) SMD (Surface Mounted Device ) Kondansatörler

I ) Polyester Kondansatörler

Kondansatörlerin Kapasite Değerinin Rakam , Harf ve Renk İle Gösterimi

Küçük gövdeli bir kondansatörde,

p68 bulunuyorsa C: 0,68 pF

15 bulunuyorsa C: 15 pF

470 bulunuyorsa C: 47 pF

152 bulunuyorsa C: 1500 pF

472 bulunuyorsa C: 4700 pF

103 bulunuyorsa C: 10.000 pF

104 bulunuyorsa C: 100.000 pF

1n bulunuyorsa C: 1 nF

1n2 bulunuyorsa C: 1,2 nF

33n bulunuyorsa C: 33 nF

039 bulunuyorsa C: 0,039 mF

05 bulunuyorsa C: 0,05 mF

0,5 bulunuyorsa C: 0,5 mF

m47 bulunuyorsa C: 0,47 mF

Toleranslı rakamsal kodlamada harflerin tolerans karşılıkları şöyledir ;

B: ± % 0,1  C: ± % 0,25  D: ± % 0,5   F: ± % 1

G: ± % 2   J: ± % 5  K: ± % 10  M: ± % 20

Toleranslı rakamsal kodlama örnekleri:

P15B kodu varsa C: 0,15 pF ± % 0,1 tolerans

100J kodu varsa C: 100 pF ± % 5 tolerans

123Jkodu varsa C: 12000 pF ± % 5 tolerans

104K kodu varsa C: 100000 pF ± % 10 tolerans

0,001(K) kodu varsa C: 0,001 mF ± % 10 tolerans

473M kodu varsa C: 47000 pF ± % 20 tolerans

TRANSİSTÖRLER ve KONDANSATÖRLER SONUÇ  :

Bugünki yazımızda Transistörler ve Kondansatörler hakkında sizlere bilgi vermeye çalıştık.Her iki devre elemanı da hakkında sayfalar dolusu yazı yazılabilecek kadar geniş içeriklere sahip olup sürekli olarak karşımıza çıkmaktadır.Burada ki temel konu ise bu devre elemanlarının nasıl çalıştığı ve karşımıza hangi şekilde gelebileceğine hakim olmaktır.Bu yazımızda da sizlere bu konuda yardımcı olmaya çalıştık.İyi çalışmalar.