Kondansatörler
Kondansatör, elektronların kutuplanarak elektriksel yükü elektrik alanın içerisinde depolayabilme özelliklerinden faydalanılarak, bir yalıtkan malzemenin iki metal tabaka arasına yerleştirilmesiyle oluşturulan temel elektrik ve elektronik devre elemanıdır. Piyasada kapasite, kapasitör, sığaç gibi isimlerle anılan kondansatörler, 18. yüzyılda icat edilip geliştirilmeye başlanmış ve günümüzde teknolojinin ilerlemesinde büyük önemi olan elektrik - elektronik dallarının en vazgeçilmez unsurlarından biri olmuştur. Elektrik yükü depolama, reaktif güç kontrolü, bilgi kaybı engelleme, AC/DC arasında dönüşüm yapmada kullanılırlar ve tüm entegre elektronik devrelerin vazgeçilmez elemanıdırlar. Kondansatörlerin karakteristikleri olarak;
* plakalar arasında kullanılan yalıtkanın cinsi,
* çalışma ve dayanma gerilimleri,
* depolayabildikleri yük miktarı
sayılabilir. Bu kriterler göz önünde bulundurulduktan sonra gereksinime uygun olan kondansatör tercih edilir. Kondansatörlerin fiziksel büyüklükleri, çalışma gerilimleri ve depolayabilecekleri yük miktarına bağlıdır. Tasarım açısından ise çeşitlilik boldur, hemen hemen her boyut ve şekilde kondansatör temin edilebilir.
Farklı boyut ve kapasitelerde kondansatör çeşitleri..
Küçük boyutlu değişik tipteki kondansatörler.
Üstte solda 8'li grup entegre devrelerde kullanılan SMD tipi seramik, altta solda 4'lü grup SMD tipi tantalum, üstte sağda batırma tipi tantalum, altta sağda ise batırma tipi elektrolitik kondansatörleri görebilirsiniz. Aralarında en büyük boyutlusunun ölçüleri cm düzeyindedir.
*********************************
Kondansatörler
kondansatör nedir - kondansatörlerin hesabı - kondansatörün gücü
Reaktif güç üretiminde statik faz kaydırıcı adı verilen kondansatörlerin üstünlükleri sayılamayacak kadar çoktur. Bir kere kondansatörlerin kayıpları çok düşük olup nominal güçlerinin %0,5′inin altındadır; bakım masrafları yok denecek kadar küçüktür. Ayrıca kondansatörler ile istenen her güçte reaktif güç kaynağı teşkil edilebildiği gibi bunları tüketicilerin yanlarına kadar götürüp hemen bunların uçlarına bağlamak ve böylece orta ve alçak gerilim şebekelerini de reaktif gücün yükü altından kurtarmak mümkün olur. Onun için kondansatörler kompanzasyon için en uygun araçtır.
Kondansatörler bugün kuvvetli akım tesislerinde gittikçe artan bir önem kazanmıştır. Kondansatörlerin beher kvar başına maliyet bedelleri, orta büyüklükteki senkron kompanzatörlerinkinden daha düşük oldugu gibi, bu fiyatta büyük bir artış olmadan bunların her güçte imali mümkündür. Kondansatörlerin tesisi kolaydır ve gerektiğinde kolaylıkla genişletilerek bunun gücü arttırılabilir. Ayrıca bunlarda tüketici ihtiyacına göre, rahat bir şekilde güç ayarı da yapılabilir. Kondansatörlerin işletme emniyeti çok büyüktür, ömürleri uzundur, bakımları kolay ve basittir. Bunların yerleştirilecekleri yerde hemen hemen hiçbir özellik aranmadıgından yer temini de bir sorun yaratmaz. Gerekli kapasiteyi temin maksadı birçok kondansatör elemanı bir araya getirilerek istenen değerde bir grup teşkil edilebilir. Bir arıza halinde zarar içeren bir eleman şayet kısa zamanda teşhis edilirse az bir masrafla yenisi ile degiştirilerek, işletmeye fazla ara vermeden tamir yapılmış olur.
Kondansatör tesisleri bir çok elemanlardan meydana geldiginden bunların nakli kolay, tesisi ve bağlanması rahat ve istenen kapasitenin elde edilmesi mümkündür Kondansatör birbirinden izole edilmiş iki metal elektroddan oluşur. Elektrodtara gerilim tatbik edilince elektrolide yüklenirler.Yüklenen elektrik miktarı Q (Q = C.U) gerilimle doğru orantılıdır. Orantı faktörü C, o kondansatörün kapasitesi olarak nitelendirilir. Bu faktör, gerilim değerine, yükleme veya boşaltma süresine bağlı değildir.
Iki düzey levha arasındaki kapasite degeri C:
= Dielektrik sabitesi
F = Elektrod yüzeyi (m2) C= (3.1)
d = Elektrodlar arasındaki mesafe (m)
Bu eşitlik hafif kıvrımlı düzeye yakın elektrodlu kondansatörler (örneğin kagıt sarımlı kondansatörler) için de yaklaşık olarak geçerlidir. Kapasite birimi “Farad’dır. Eğer bir kondansatörün elektrodları arasında 1 v.’luk bir gerilim varsa ve 1 A ile yüklenmiş ise o kondansatörün kapasitesi 1 F’dır denilir. Pratik kullanma için 1 Farad çok büyüktür. Bu nedenle kuvvetli akım tekniğinde kullanılan büyüklük
dır.
Kondansatörlerin Hesabı:
Kondansatörler alternatif akım şebekesinde bir reaktans gibi tesir ederler. Ohm cinsinden kapasitif reaktans
X (3.2)
olup, burada C, Farad cinsinden kondensatörün kapasitesi ve w=2fdairesel frekanstır. f=50 P/s olan şebekelerde w = 314 1/s alınır. Ohm kanununa göre U gerilimine bağlanan bir kondansatörün çektigi lc kapasitif akım
Ic= (3.3)
dir. Bu akım, U gerilimine göre 90O önde gider. Şu halde şebekeye bağlı bir kondansatörün şebekeden kapasitif bir akım çekmesi, şebekeye endüktif akım vermesine eşdegerdir. Şekil’de bir fazlı bir kondansstörün baglanması gösterilmiştir.
Bir fazlı kondansatörün bağlanması
a=Bağlama şeması
b=Fazör diagramı
U=Gerilim
Ic=Kapasitif akım
Qc=Kondansatör gücü
C= Kapasite
Kondansatörün gücü için
Qc=U.Ic.10 (Kvar) (3.4)
Q= (3.5)
elde olunur.
Qc kapasitif reaktif güç, endüktif reaktif güce göre 180″ ileridedir, yani her iki reaktif güç aynı doğrultuda ve ters yöndedirler. Böylece kapasitif gücün endüktif gücü götürerek kompanzasyon tesiri yaptıgı kolayca anlaşılır.
Üç fazlı alternatif akım tesislerinde kondansatörler şebekeye veya tüketici uçlarına üçgen veya yıldız olarak bağlanabilirler. Üçgen bağlamada her iki hat arasındaki kondansatörün kapasitesi C ile ve yıldız baglamada her faza bağlanan kondansatörün kapasitesi Cy, ile gösterilirse, üçgen bağlama için
Q (3.6)
yıldız bağlama için ise
Q(kvar) (3.7)
yazılabilirler. Burada Un volt cinsinden iki hat arası gerilimi, Ic amper cinsinden kapasitif hat akımını gösterir. Şekilde üçgen ve yıldız bağlamalar gösterilmiştir.
Şekil.3.3-Üç fazlı alternatif akım şebekesinde kondensatörlerin bağlanması
a=Üçgen bağlama
b=Yıldız bağlama
Uh=İki hat arası gerilim
Ic=Kapasitif hat akımı
C=Üçgen bağlamada her bir kondansatörün kapasitesi
C=Yıldız bağlamada her bir kondansatörün kapasitesi
Her iki sistemde de Qc gücünün eşit oldugu kabul edilirse
C (3.8)
bulunur. Bundan çıkarılan sonuç şudur: Yıldız bağlamada her bir faza bağlanan kondansatörün kapasitesi, üçgen bağlamadaki kondansatör kapasitesinin üç katına eşittir.
Yıldız bağlamada C kondansatörünün uçlarına faz nötr gerilimi uygulandıgı halde üçgen bağlamada C kondansatörünün uçlarına kadar daha büyük olan hat gerilimi uygulanır. Faz ve hat gerilimleri arasında farkın izolasyon bakımından çok önemli olmadığı alçak gerilim tesislerinde üçgen baglama, yıldız bağlamaya göre 1/3 oranında daha ucuzdur. Onun için ekonomik sebeplerden dolayı kondansatörlerin üçgen bağlamaları tercih edilir.
