Kondansatör mantığı iki iletken arasına bir yalıtkandır. Kondansatörler içerisinde elektrik depolamaya yarayan devre elemanlarıdır. Kondansatöre DC akım uygulandığında kondansatör dolana kadar devreden bir akım aktığı için iletimde kondansatör dolduktan sonrada yalıtımdadır. Devreden sızıntı akımı haricinde herhangi bir akım geçmez. AC akım uygulandığında ise akımın yönü devamlı değiştiği için kondansatör devamlı iletimdedir. Kondansatörün birimi "Farat" 'tır ve "F" ile gösterilir.
Kondansatör elektrik ve elektronik devre elemanıdır. Piyasada kapasite, kapasitör, sığaç gibi isimlerle de anılır. Günümüzdeki elektrik-elektronik teknolojisinin gelişmesinde büyük önem taşır. Kondansatör bir devreye bağlandığında elektrik enerjisi depolamaya yaramaktadır.
Faratın altbirimleri Mikro farat (uF), Nano farat (nF) ve Piko farattır (pF). 1 F = 1,000,000 uF, 1 uF = 1,000 nF, 1 nF = 1,000 pF. Şimdide kondansatörlerin seri ve paralel bağlantı şekillerini inceleyelim, Kondansatör kavramını açıklamak istersek; kısaca küçük bir pile benzetmek yanlış olmaz çünkü iki farklı ucun arasındaki yalıtkan (dielektrik) madde sayesinde iki tarafta da birikim oluşur. Oluşan bu birikim uçlar kısa devre edilince kendini tamamlayarak bir akım oluşturur bu olayı gerçekleştiren elemanlara kısaca kondansatör denebilir.
Fiziksel olarak temel yapı bir maddenin üzerinde hapsedebildiği statik elektrik denen bir temel elektrik depolama işlevinin iki metalin etkileşimi ile artırılarak yön ve miktar verilebilmesidir. Miktar kondansatörün iletken ve yalıtkan kısımlarının özelliklerine bağlı olarak hapsedebileceği maksimum gücü belirler, Yön bilgisi ise seçilen maddelerden dolayı ortaya çıkan bir kutuplaşmadır. Kondansatörlerde kapasite birimi Farad’tır.Bir kondansatör uçlarına 1 voltluk gerilim uygulandığında o kondansatör üzerinde 1 Kulonluk bir elektrik yükü oluşuyorsa kondansatörün kapasitesi 1 Farad demektir.Farad’ın as ve üs katları bulunmaktadır.
Kondansatör Bağlantı Şekilleri
a) - Seri bağlantı :
Kondansatörlerin seri bağlantı hesaplamaları, direncin paralel bağlantı hesaplarıyla aynıdır.
Görüldüğü gibi A ve B noktaları arasındaki toplam kapasite
1 / CToplam = ( 1 / C1 ) + ( 1 / C2 ) + ( 1 / C3 ) şeklinde hesaplanır.
1 / CToplam = ( 1 / 10 uF ) + ( 1 / 22 uF ) + ( 1 / 100uF ) burdan da
1 / CToplam = 0,1 + 0,045 + 0,01
1 / CToplam = 0,155
C Toplam = 1 / 0,155
C Toplam = 6.45 uF eder.
A ve B arasındaki elektrik ise
VToplam = V1 + V2 + V3 şeklinde hesaplanır.
Bu elektrik kondansatörlerin içinde depolanmış olan elektriktir.
b) - Paralel bağlantı :
Kondansatörlerin paralel bağlantı hesaplamaları, direncin seri bağlantı hesaplarıyla aynıdır.
C Toplam = C1 + C2 + C3 hesapladığımızda,
C Toplam = 10 uF+ 22 uF + 100 uF
C Toplam = 132 uF eder.
A ve B noktaları arasındaki elektrik ise
VToplam = V1 = V2 = V3 şeklindedir.
Yani tüm kondansatörlerin gerilimleride eşittir.
Kondansatörün Çalışma Prensibi
Kondansatörün içerisindeki iki adet iletkenin birbirine göre ters ve eşit değere sahip elektrik yükü ile yüklenmesi şeklinde basit bir çalışma prensibine sahiptir. Bu iki yalıtkan plaka arasında yalıtkanlıktan dolayı herhangi bir yük alışverişi olmaz. Kısacası elektrik enerjisini elektrik alan bölgede akımı meydana gelmez. Yük değişimi kondansatörün bağlı olduğu devre üzerinde kondansatörün iki ucu arasında gerçekleşir.
Kondansatörde akım kesildikten sonra kondansatör plakaları arasında ana kaynağın VK gerilimine eşit bir gerilim meydana gelir. Buna VC gerilimi ismi verilir. Bu olaya da kondansatörün şarj edilmesi denir.
Şarj kelimesi elektrik sektöründe çok fazla kullanılmaz genel olarak yükleme ya da doldurma kelimeleri kullanılır. VC gerilimine genellikle yükleme(şarj) gerilimi ismi verilir. Şarj(yükleme) işlemi sonrasında kondansatör Q elektrik yüküyle yüklenmiş olur. Aslında basit bir çalışma prensibine sahiptir ancak bu basit düzenekte bile ufak tefek hatalar kazalara sonuç verebilir. Kısa devre meydana gelir. Kısa devre meydana gelmemesi için devreye ilave edilebilecek yedek bir devre iş görebilir. Bu devre meydana gelecek kısa devrenin oluşmasını engeller.
Kutupsuz Kondansatör
Kondansatör çeşitlerine baktığımızda elektrolikit ve tantal kondansatörler kutuplu kondansatörlerdir. Kutuplu olduklarından DC ile çalışan devrelerde kullanılırlar. Kutupsuz kondansatörler ise tam tersi bu şekilde çalışan devrelerde kullanılmazlar. Kutupsuz kondansatörler DC veya AC devrelerinde de kullanılabilirler. Sağlıklı bir akım için çok fazla tercih edilmeseler de bu kondansatörlerin sağlamlığı tespit edilirken ploblar, kondansatör uçlarına rastgele değdirilir bu işlem yapılırken yönleri önemli değildir.
Kondansatör Çeşitlerinin Özellikleri
Kondansatör çeşitlerine kısaca değinmiştik. Şimdi gelin bu kondansatör çeşitlerine bir de yakından bakalım.
- Endüstriyel kondansatörler: bu gibi kondansatörler oldukça fazla tercih edilir. Akımın endüstriyel şekilde üretilerek devreye kazandırılması ile oluşturulmuşlardır.
- Aydınlatma kondansatörleri: Yüksek ısıya dayanıklı olduklarından tercih sebebidirler. Ufak sıcaklık artışlarına neden olabilirler. Yüksek frekansta düşük kayıplar ve yüksek akımlar için uygundurlar.
- Kâğıtlı kondansatörler: Bu kondansatör çeşidinde yalıtkan madde olarak kağıt kullanıldığından bu ismi almışlardır.
- Plastik kondansatörler: dielektrik malzeme olarak polyester veya polikarbonat kullanıldığından bu ismi almıştırlar.
- Mika kondansatörler: bu tip kondansatörlerde de yalıtkan madde olarak mika kullanıldığından bu ismi almışlardır.
- Elektrolikit kondansatörler: bu tip kondansatörler standart olarak artı ve eksi kutupları sahip kondansatörlerdir.
- Mercimek tipi kondansatörler: bu tip kondansatörler kutupsuz kondansatörlerdir. Artı veya eksi kutup fark etmeksizin bağlantısı yapılabilir.
Tabi elektrik akımında genel olarak sabit kondansatörler kullanılır. Bu tip kondansatörlerin değeri sonradan değiştirilmez. Bahsedildiği üzere yapılarında kullanılan dieletrik maddenin ismine göre isim alırlar.
