Anasayfa / 11. Sınıf Fizik Konuları / Kondansatörler Sığaçlar

Kondansatörler Sığaçlar

Kondansatör (sığaç)

Genellikle birbirine paralel iki levha arası yalıtkan bir madde ile doldurularak yapılan yük depo etmeye yarayan devre elemanına kondansatör ve sığaç denir. Kondansatörün kapasitesine ise sığa denir. Birimi Farad ( F) dır. Genellikle mikrofarad birimi kullanılır. (1F= 1000.000 µF= 106µF)

Paralel levha kullanıldığı gibi iç içe girmiş iki kürenin uçlarına üreteç bağlanarak da kondansatör elde edilebilir.

Kondansatör çeşitleri
Kondansatör Çeşitleri

Kondansatörün kapasitesi (sığası) kullanılan paralel levhanın alanı ile doğru orantılı, Levhalar arasında kullanılan maddenin dielektrik sabiti (ɛ) ile doğru orantılı ve levhalar arasındaki uzaklıkla ters orantılıdır.

Sığa Formülü

Kondansatör bir pilin ucuna takıldığında üreteçten levhalara yük geçişi başlar. Kondansatörün bir ucu pozitif (+) yükle yüklenirken diğer ucu negatif yükle yüklenir. Kondansatör dolduktan sonra devrede yük geçişi durur.

Kondansatör devresi
Kondansatör devresi

Kondansatörün depo ettiği yük miktarı kondansatörün kapasitesi ve kondansatörün uçları arasındaki potansiyel fark ile doğru orantılıdır. Yük miktarı bunların çarpımı ile hesaplanır.

Dikkat: Kondansatörün sığası sadece levhanın alanı, yalıtkan maddenin dielektrik sabiti ve levhalar arasındaki uzaklıkla değiştirilebilir. Devreye bağlanan potansiyel fark ve yük miktarı sığayı etkilemez.

Kondansatörlerin seri ve paralel bağlanması

Seri bağlama

Eşdeğer sığa: Devre veya koldaki sığaların yerine geçen sığa değerine eşdeğer sığa denir.

Seri bağlı Kondansatörler
Seri bağlı kondansatörler

Kondansatörler seri bağlandığında eş değer sığa değeri küçülür. Seri bağlı kondansatörlerin yük değerleri birbirine eşittir. Kondansatörlerin uçları arasındaki gerilim (potansiyel fark) Sığalarla ters orantılı olur. Eş değer potansiyel fark kondansatörlerin potansiyel farkları toplamına eşittir.

Paralel Bağlama

Kondansatörler paralel bağlandığında eş değer sığası artar.  Kondansatörlerin uçları arasındaki potansiyel fark birbirine eşit olur. Kondansatörlerin depoladığı yükler sığa değerleri ile orantılı olur. Toplam yük kondansatörlerin yükleri toplamına eşit olur.

Paralel Bağlı Kondansatörler
Paralel Bağlı Kondansatörler

Kondansatörün enerjisi

Kondansatör bir üretece bağlandığında üzerinde yük birikmeye başlar. Kondansatörün üzerindeki yük miktarı yukarıdaki formülle hesaplanır. Ayrıca bir kondansatöre ait yük-potansiyel fark grafiğinin altında kalan alan yine kondansatörün enerjisine eşit olur.  Enerji formülündeki q ve V değerleri yerine sığa formülündeki değerleri yazılırsa enerji formülünün farklı versiyonları elde edilir.

Kondansatörün Enerjisi
     Kondansatörün Enerjisi

Kondansatörün levhaları arasındaki bölge farklı yalıtkan maddeler ile doldurulursa kondansatör iki farklı kondansatör gibi davranır. Ayrılan bölgenin şekline göre bu iki kondansatörün bağlanma şekli de değişir.

Kondansatörde yük hesaplama

Kondansatörün levhaları arasındaki bölge şekil 1 deki gibi iki farklı madde ile doldurulursa birbirine seri bağlanmış iki kondansatör gibi davranır. Kondansatörün sığa değeri seri bağlanmış kondansatörlerin sığasını bulmak için kullanılan formül ile bulunur. Kondansatörün levhaları arasındaki bölge şekil 2 deki gibi ayrılmışsa birbirine paralel bağlanmış iki kondansatör gibi davranır. Her bir kondansatörün sığaları toplanarak eşdeğer sığa bulunur.

Dikkat: Kondansatörün levhaları arasına farklı madde konulduğunda levhalar arasındaki uzaklığın ve alanın değiştiğini unutmamak gerekiyor.

                                                       Kondansatörlerde yük geçişi

Kondansatörler önce yüklenip sonra şekil a ve şekil b deki gibi bağlanırsa kondansatörlerin potansiyelleri eşit oluncaya kadar aralarında yük alış-verişi gerçekleşir.  Potansiyeller eşitlenince yük akışı durur. Kondansatörlerin ortak potansiyeli ; kondansatörler şekil a daki gibi aynı kutuplar temas edecek şekilde bağlanırsa yüklerin toplamı, sığaların toplamına bölünerek bulunur. Şekil b deki gibi zıt kutuplar birbirine temas edecek şekilde bağlanırsa yüklerin farkının mutlak değeri, sığaların toplamına bölünerek bulunur. Son durumda kondansatörlerdeki yük miktarı ortak potansiyelin sığa değerleri çarpımıyla bulunmuş olur.

Kondansatörlerin Alternatif Gerilimle Çalışması

Alternatif gerilimde Sığa

Bir kondansatör doğru akım üretecine bağanırsa devreden kondansatör doluncaya kadar akım geçer. Kondansatör dolduktan sonra devreden geçen akım kesilir. Kondansatör  alternatif gerilime bağlandığında devreden geçen akım sürekli yön değiştirdiği için kondansatör dolmaz.  Devreden sürekli olarak akım geçer.

Kondansatörün Günlük Hayat da Kullanım Alanları

Kondansatörler günlük hayat da birçok elektronik devresinde kullanılır. Bir elektronik devresi açıldığında iki bacaklı silindir veya mercimek tanesi şeklindeki parçalardır.

Kondansatör Tipleri

-Kondansatörlerin çalışma prensibi üretece bağlandığında kondansatör yük depo etmeye yarar. Bu özellik yönüyle bir bataryaya benzetilebilir. Büyük çaplı kondansatörler batarya amaçlı kullanılmaktadır.

– Kondansatörler hızlı bir şekilde şarj ve deşarj olma özelliklerine sahiptirler. Üretece bağlandıklarında hızlı bir şekilde şarj olabilirler. Bu özelliği sayesinde küçük voltajlı pillerden anlık yüksek enerji ihtiyacı bulunan yerlerde kullanılabilir. Bunun örnekleri fotoğraf makinelerindeki flaşlar ve sanayide makinelere ilk hareketi vermek için kullanılan devreler. Flaşlar 12V luk bir voltaj ile kısa süreli çok yüksek ışık verirler. Sanayide makineleri çalıştırmak için verilmesi gereken enerji normal çalışma seviyesindeki enerjiden fazladır. Bu nedenle ilk çalışma enerjisi kondansatörlü devre aracılığıyla sağlanmış olur.

– Bilgisayar gibi cihazlarda tarih saat programının bilgisayarın şarjı bitse bile çalışmaya devam etmesi gerekir. Bu gibi durumlarda kondansatör devreye girer. Elektrik varken doldurulan kondansatör, batarya bittikten sonra bilgisayarda saat gibi programların çalışması için gerekli olan enerjiyi verir.

– Kondansatörler Ani elektrik kesintilerinde cihazların zarar görmesini engelleyebilir.

Sonraki Konu

su cenderesi1

Pascal Prensibi

SIVILARIN BASINCI İLETMESİ Pascal Prensibi : Sıvıların basınç altındaki hacim değişimleri önemsenmeyecek kadar azdır. Yani …

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.