Sabit bir kapasitans nedir?

1. Tanım

Genellikle "kalıcı kondansatör" olarak adlandırılan şey muhtemelen popüler bir terimdir. Kesin bir şekilde ifade edilirse, sabit bir kondansatöre atıfta bulunabilir. Sabit kondansatör, kapasitans değeri sabit olan bir tür kondansatördür. Devrede, normal gerilim, akım değişkenlikleri veya diğer yaygın dış koşullar nedeniyle kapasitansı değişmez. Ana fonksiyonları elektrik enerjisini depolamak, filtreleme, kopupleme ve bypas yapmaktır.

2. Yapı ve İlkesi

Yapı

Sıkça kullanılan seramik kondansatörü örnek olarak ele alalım. Bu, genellikle seramik dielaktik, elektrotlar ve ambalaj malzemelerinden oluşur. Seramik dielaktik, kapasitans değerini ve diğer özelliklerini belirleyen ana komponenttir. Elektrotlar genellikle metal malzemelerden (gümüş, palladyum vb.) yapılmış olup, şarjları çekmek için kullanılır. Ambalaj malzemeleri ise iç yapının korunmasına yardımcı olur.

İlkesi

Kondansatörler, elektrik enerjisini elektrik alanında depolama ilkesine dayanarak çalışır. Bir kondansatörün iki kutbuna gerilim uygulandığında, iki kutbunda şarjlar birikir ve bu bir elektrik alan oluşturur. Elektrik alanının enerjisi, kondansatörde elektrik enerjisi şeklinde depolanır. Sabit bir kondansatör için, kapasitansın büyüklüğü genellikle iki plakanın alanı, plakalar arasındaki mesafe ve plakalar arasındaki ortamın dielektrik sabiti ile belirlenir. c=εs/d formülüne göre (C kapasitans, ε dielektrik sabiti, S plaka alanı, d plaka aralığı), sabit bir kondansatörde bu parametreler üretildikten sonra temelde sabittir, bu nedenle kapasitans değeri sabit kalır.

3. Sınıflandırma ve Uygulama

Sınıflandırma

• Seramik Kondansatörler: Küçük boyut, iyi yüksek frekans performansı ve göreceli olarak yüksek istikrarlılık gibi özellikleri vardır. I. Sınıf (sıcaklık-kompansasyonlu tip), II. Sınıf (yüksek dielektrik sabitli tip) ve III. Sınıf (yariletken tip) olarak ayrılabilir. I. Sınıf seramik kondansatörler, yüksek frekans salınımlı devreler, hassas ölçüm cihazları ve kapasitans istikrarına çok yüksek gereksinim duyulan diğer durumlarda sıkça kullanılır. II. Sınıf seramik kondansatörler, bypas, filtreleme ve diğer genel devrelerde uygun kullanılır.

• Elektrolitik Kondansatörler: Alüminyum elektrolitik kondansatörler ve tantaliyum elektrolitik kondansatörler olarak ayrılır. Alüminyum elektrolitik kondansatörler, büyük kapasitansa sahip ancak nispeten büyük sızıntı akımı içerir. Genellikle düşük frekanslı filtreleme, güç kaynağı düzleştirme ve diğer devrelerde kullanılırlar. Tantaliyum elektrolitik kondansatörler, alüminyum elektrolitik kondansatörlere göre daha iyi performans gösterir ve güç devreleri, sinyal kopplaması ve daha yüksek gereksinimlere sahip diğer durumlarda yaygın olarak kullanılır.

• Film Kondansatörler: Polyester film kondansatörleri, polipropilen film kondansatörleri vb. içerir. Polyester film kondansatörleri, genel elektronik cihazların DC ve düşük frekanslı AC devrelerinde sıkça kullanılır. Polipropilen film kondansatörleri, düşük kayıp ve iyi yalıtım performansı avantajlarıyla, yüksek frekanslı devreler ve yüksek gerilimli devrelerde yaygın olarak kullanılır.

Uygulama

• Güç Kaynağı Devreleri: Güç kaynaklarının doğrultucu ve filtre devrelerinde, elektrolitik kondansatörler, DC çıkış gerilimini düzleştirir ve doğrultma sonrası dalgalanmaları filtreler. Örneğin, bir bilgisayar güç kaynağında, büyük kapasiteli elektrolitik kondansatörler, güç kaynağı çıkışındaki gerilim dalgalanmalarını etkili bir şekilde azaltabilir ve bilgisayarın çeşitli bileşenleri için stabil bir güç kaynağı sağlayabilir.

• Kopplama Devreleri: Ses amplifikasyon devrelerinde, kondansatörler ses sinyallerini kopplamak için kullanılır. Örneğin, iki aşamalı ses amplifikatörleri arasında, bir kondansatör önceki amplifikatör aşamasının çıkış sinyalini sonraki amplifikatör aşamasının girişine koplar. Aynı zamanda, DC sinyalini engeller ve sadece AC ses sinyalinin geçmesine izin verir, böylece ses sinyalinin etkili bir şekilde iletilmesi ve amplifikasyonu sağlanır.

• Salınımlı Devreler: Radyo gönderici ve alıcı cihazlarının salınımlı devrelerinde, seramik kondansatörler veya film kondansatörler gibi sabit kondansatörler, endüktörler ve diğer bileşenlerle birlikte, kararlı bir yüksek frekanslı salınımlı sinyal üreten bir salınımlı döngüyü oluştururlar. Örneğin, bir radyonun yerel salınımlı devresinde, sabit kondansatör ve endüktör, salınımlı frekansı belirlemek için işbirliği içinde çalışır, böylece radyo belirli bir frekansta yayın sinyallerini alabilir.