Aşağıda okuyacağınız yazı ANTRAK (Ankara Telsiz ve Radyo Amatörleri Klübü)'ın internet sitesinden (www.antrak.org.tr/gazete/index.html) telsiz kodu TA2FR olan Sinan Güven'in yazısından alıntılanmıştır.

Kondansatör Nedir?

Sözlük anlamı ile kondansatör nedir: alternatif akım devrelerinde, elektrik yükünü biriktirmek, kapasitif reaktans sağlamak amacıyla  kullanılan gereç. Temelde bir ince yalıtkan ile birbirinden ayrılmış  iki iletken levhadan oluşan aygıt.

Bir kondansatörun elektrik yükü taşıyabilme yeteneği yani, kapasitesi C ile gösterilir ve levhalarda birikmiş elektrik yükünün (Q = Coulomb ) levhalar arasındaki potansiyel farkına ( V = volt ) oranına eşittir.

C = Q / V ………………………. (1)

Bir kondansatörde biriken enerji ise:

j = ½ C V ………………………. (2) dir.

Buradaki birimler Farad, volt, coulomb ,joule olarak kullanılır.

İki veya daha çok iletken levha ve aralarına yalıtkan bir madde koyarak bir kondansatör yapıldığını söyledik. Burada yalıtkan olarak hava da kullanılabilir ve hepimizin çok iyi bildiği havalı kondansatör elde edilir.

Konuyu açıklamada pratik olsun diye hep iki iletken levha olarak kullanacağız. Şimdi iki iletken levhayı birbirine çok yakın olarak koyalım, arada hava bulunsun. Bu kondansatörun kapasitesi A olsun.

Şimdi aynı iki levhayı aynı uzaklıkta tutup araya başka bir madde (kağıt, seramik, mika) koyarak bir kondansatör yapalım ve bunun kapasitesi B olsun.

B / A oranına ikinci kondansatörü oluşturan yalıtkan maddenin yani dielektrik maddenin "Bağıl dielektrik sabitesi" adı verilir. Yani havanın yalıtkanlığı temel alınarak diğer kondansatörler buna kıyasla değerlendirilir.

Bağıl dielektrik sabitesinin büyük olması, aynı plaka yüzeyi ile hava yerine bu madde kullanıldığında, büyüklüğü oranında yüksek kapasitede kondansatör elde edilmesi anlamına gelir.

Arada bulunan yalıtkan maddenin bir önemli vasfı da, bu maddenin potansiyel farkına dayanıklığıdır, buna bozulma veya delinme gerilimi adı verilir. Delinme gerilimi düşük ise bu kondansatörün levhaları arasına verilen daha yüksek gerilimle kondansatör delinir.

Not: delinme voltajı 0.025 mm için verilmiştir.

Bir kondansatörün kapasitesi; plaka sayısı, plaka yüzölçümü, dielektrik sabiti ile doğru, plakalar arasındaki uzaklık ile ters orantılıdır. Kapasite kullanımını hesaplamada ki temel formül.

C = 0,0885 x K x A x (n-1) / d ………………………(3) dir.

Burada birimler: C pikofarad, K dielektrik sabiti, A santimetrekare olarak tek plaka yüzeyi, D santimetre olarak plakalar arası mesafe, N plaka sayısıdır.

Örnek: bir plaka yüzeyi 10 santimetre kare olan 11 plakadan oluşan plaka aralığı 1 milimetre olan havalı bir kondansatör yapalım.

Kapasitesi nedir?

C pikofarad = 0.0885 x 10 x 10 x 1 / 0.1 = 88.5 pf

Kondansatörlerde birim olarak kullanılan Farad çok büyük bir değerdir. Pratikte pek kullanılmaz. Farad'ın milyonda biri olan mikrofarad ve mikrofaradın milyonda biri olan pikofarad en çok kullanılan birimlerdir. Arada nano farad vardır. Bir nano farad mikrofaradın 1000 katıdır.

Farad; 1 farad
Mikrofarad; 10 ^{- 6} farad
Nanofarad; 10 ^{- 9} farad
Pikofarad; 10 ^-12 farad
Bu ölçüye göre 0.047 mf = 47 nf = 47.000 pf olur.

Amatörlerin kullandığı kondansatörler genelde 1 pf'tan 100.000 mikrofarad'a kadar değişen değerlerdir. Bunca farklı kapasitede kondansatör ancak değişik dielektrik maddeler sayesinde olur. Yüksek kapasitedeki kondansatörlerde kimyasal maddeler, yüksek voltajlı kondansatorlerde yağ kullanılması gibi.

Bir kondansatörü bir direnç ile bir doğru akım kaynağına bağladığımızda, devrenin açılması ile kondansator levhaları üzerinde elektrik yükü birikir ve levhalar arasında bir potansiyel farkı meydana gelir. Burada, kondansatörün dolması tabir edilen, potansiyel farkının oluşması için bir zaman gerekir. Bir voltage - zaman grafiğinde bu tabii logaritmik bir fonksiyondur.

V = E ( 1- e^(-t/rc) ) dir.

Burada : V kondansatör gerilimi, E kaynak gerilimi, e tabi logaritma 2.718, R ohm olarak  devre rezistansı, C farad olarak kapasite, t sarj süresi saniyedir.

Burada teorik olarak kondansatör sonsuza kadar doldurulabilir. Fakat pratikte RC time konstant dediğimiz bir sürede kondansatörü dolmuş sayarız. Formülde RC = t ise

V (rc) = E ( 1- e ^-1 ) = 0.632 E yani 

rezistans ve kapasite çarpımı kadar sürede kondansatör kaynak geriliminin 0.632 si kadar dolar. Pratikte Megaohm ve mikrofarad seçildiğinde çarpımları t saniye olur.

Örnek: 1000 µf bir kondansatör 1 kiloohm direnç üzerinden 100 volt uygulanarak dolduruluyor.

Burada t = RxC =1000 mf x 0.001 mohm = 1 sn dir.
Bir sn sonra 63.2 volt kondansatör gerilimi ortaya çıkar.
Bu kondansatörü 1 megaohm üzerinden doldursaydık,
RxC =1000 sn olurdu ve aynı gerilim değeri 1000 sn yani 16.6 dakika sonra ortaya çıkardı.

Kondansatörun boşalması da dolması gibi log e nin bir fonksiyonudur.

V = E ( e^{(-t /rc)}) dir.

Yani aynı zaman sabiti süresince kondansatörun 0.632'si kadar boşalma gerçekleşir.

V = 0.368 E kadar gerilim kondansatör uçlarında kalır.

Kondansatörler elektronik devrelere doğru akımı ayırmak, alternatif akım devrelerinde kapasitif reaktans sebebi ile akımı sınırlamak için kullanılır. Bir A.C. devresine bir kondansatör bağlandığı zaman.

Kapasitif Reaktans X_c =1 / 2 x pi x f x c dir.

Yani frekans arttıkça ve kondansatorün kapasitesi arttıkça kapasitörün alternatif akıma gösterdiği direnç azalır. Bu nedenle kondansatörler alternatif akım devrelerinde akım sınırlayıcı olarak kullanılır.

Örnek : 200 volt 50 hz lik bir A.C. kaynağına 2 mikrofaradlık bir kondansatör bağlasak devreden ne kadar akım geçer.

X_c = 1 / 2 x 3.14 x 50 x 0.000002 = 1592 ohm

I = V / R

200 / 1592 = 125 miliamper

Pratikte biz amatörler pek çok tip kondansatör kullanırız. Kondansatörler dielektrik maddeye göre sınıflandırılırlar.
Belli başlı kondansatörler şunlardır:

1-) Havalı,
2-) Kağıt,
3-) Mika,
4-) Polistren,
5-) Tantal,
6-) Yağlı,
7-) Elektrolitik,
8-) Polyester,
9-) Seramik,
10-) Mylar,
gibi kondansatör çeşitleri mevcuttur.

Ayrıca kondansatörler

Dayanabileceği voltajlar ve toleransları belirlenerek piyasaya sürülürler. Rf devrelerinde kullanılan feed-through kodansatörler, trimmer kondansatörler ve varicap'lar da farklı çeşit kondansatörlerdendir. Kondansatörler için bak resim 1.

Seramik kondansatörlerin renk kodları yukarıdaki şekildeki gibidir. Birinci renk temperature coefficienttir. Daha sonraki 3 renk halkası değer renkleridir. Son halka ise toleransı gösterir.

Tantal kondansatörler de şekilde görüldüğü gibi değerlendirilir.

Birinci tip tantallarda, birinci ve ikinci renk standart color tablosundan okunur. Ortadaki çarpan yuvarlağıdır. Yani bununla çarpılır.
Siyah 1 kahve 10 kırmızı 100 beyaz 0.1 gri 0.01 dir.

Son renk olan pembe ye tekabül eden voltaj renkleri ise şöyledir.
Sarı 6.3 yeşil 16 mavi 20 gri 25 beyaz 3 siyah 10 pembe 35 volt.

İkinci tip tantallarda işaretli çizgili taraf positif bacağı gösterir. Üst rakam mikrofarad olarak kapasiteyi alt rakam ise voltajı belirtir.

Polyester kapasitorlerde ise durum şöyledir. 5 adet şeritten ilk ikisi standart renk kodundan okunur ve pf değerindedir. Üçüncü şerit çarpandır.Tolerans siyah % 20, beyaz %10 yeşil % 5'dir.

Voltaj ise kahve 100 kırmızı 250 sarı 400 volt anlamındadır.

Mercimek tabir ettiğimiz yuvarlak kondansatörlerin pek çok çeşidi vardır. Üzerinde yalnız rakam yazanlarda p veya n harfi başta veya ortada ise nokta anlamına gelir. p pikofarad n ise nanofarad anlamındadır.

P 82 = 0.82 pikofarad. 5p6 = 5.6 pikofarad. n 22 = 0.22 nanofarad = 220 pf demektir.

Yine bu tip yuvarlak kondansatörlerde;

104M, 103K, 222K, 472M, 4R7D gibi yazılar görürüz. Burada ilk dört ifadedeki gibi olanlarda ilk iki rakam ilk iki sayıdır, daha sonra gelen 4 ,3 ,2 gibi sayılar o kadar sıfır anlamındadır. M %20, K %10, J % 5, G %2, F % 1 tolerans demektir. Burada ki kondansatörler; 10.0000 pf = 0.1 µf, 10.000 pf = 10 nf, 2200 pf, 4700 pf değerindedirler.

Son olarak belirtilen 4R7D gibi tiplerde ise 4 ve 7 ilk iki rakamı R ise noktayı gösterir ve bu kondansatör 4.7 pf ve 0.5 pf  hassasiyettedir. Yuvarlak kondansatörlerin bazılarında tepe renk şeridi bulunur, bu temperature coefficient color code'dir.

Elektrolitik kondansatörler bağlanırken + ve - kutuplara dikkat edilir. Paralel bağlı kondansatörlerde kapasite kondansatör değerlerinin toplamı kadardır. Seri bağlı kondansatörlerde:

1 / c₁ +1 / c₂ +…. +1 / c_n = 1 / c olur. Eğer seri bağlanan kondansatör elektrolitik ise kutupları pillerin seri bağlanması gibi bağlanır. Elektrolitik kondansatörler paralel bağlandığında düşük voltajlı kondansatör dayanma gerilimi geçerlidir. Seri bağlandığında ise kapasitesi en az olan kondansatör uçlarında en fazla gerilim olacağı göz önüne alınmalıdır.

Kısaca özetlemeye çalıştığımız kondansatörler konusunda daha pek çok şey söylenebilir. Ama pratikte bu kadar bilgi ile, karşılaştığınız kondansatörlerin % 80'ini tanır ve değerlendirebilirsiniz.

Yukarıda okuduğunuz yazı ANTRAK (Ankara Telsiz ve Radyo Amatörleri Klübü)'ın internet sitesinden (www.antrak.org.tr/gazete/index.html) çağrı kodu TA2FR olan Sinan Güven'in yazısından alıntılanmıştır