Kondansatör Nasıl Çalışır? |

Kondansatör, iki iletken plaka arasına dielektrik malzeme yerleştirilmesi ile elde edilen temel elektrik ve elektronik devre elemanıdır. Reaktif güç kontrolü, elektrik yükü depolama gibi özellikleri olan kondansatörler nasıl çalışır?

Bu bölümde öncelikle kondansatörün tarihçesinden, kondansatör çeşitlerinden ve kapasite değerlerinin okunmasından bahsedeceğiz.
 

 

Şekil 1: Kondansatör Genel Yapısı

 

 

Kondansatörün Tarihçesi

Kondansatör 1745 yılında, elektrik yükünü depolama çalışmaları yapan Hollandalı fizikçiPieter van Musschenbroek tarafından icat edilmiştir. İlk kondansatör ise iç ve dış kısmı metal folyo ile kaplı, ipek yalıtkan iplerle asılmış, içi su dolu Leyden şişesidir. Bu yüzden, kapasite birimi olarak ilk zamanlarda jar (şişe) kullanılmıştır. 1 jar yaklaşık olarak 1 nanoFarad'a eşittir.

 

 

Şekil 2: İlk Kondansatör Leyden Şişesi

 

Kondansatör 'C' harfi ile sembolize edilir ve birimi Farad'dır. Piyasada sığaç, kapasitör gibi isimlerle de anılmaktadır ve özelliklerine göre birçok sınıflandırma yapılmaktadır. En çok kullanılan sınıflandırma yöntemi ise dielektrik maddeye göre sınıflandırmadır.
 

 

Yalıtkan Malzeme Türüne Göre Kondansatörler

İki iletken plaka arasındaki yalıtkan maddenin seçimindeki en önemli unsur, kondansatörün kullanılacağı devredeki gerilim ve frekans değeridir.

1) Mikalı kondansatörler: Yüksek gerilimli devrelerde kullanılır ve çalışma voltajları 100V-2500V aralığındadır.

2) Seramik kondansatörler: Kapasite değerleri çok küçüktür ve sıcaklık değişimlerinden çok kolay etkilenir. Enerji kayıpları azdır ve bu sayede yüksek frekanslı devrelerde kullanılabilirler.

3) SMD kondansatörler: Çok küçük elektronik devrelerde kullanılmaktadır.

4) Elektrolitik kondansatörler: sıvılı ve kuru tip olmak üzere iki çeşittir. Bu tip kondansatörlerde + ve – kutuplanma mevcuttur ve çalışma voltajlarının üstünde bir gerilime maruz kaldıklarında ısınıp patlayabilirler.

Ayrıca sıvılı tip kondansatörler sadece doğru akım devrelerinde kullanılabilmektedir. Elektrolitik kondansatörlerin piyasada en çok kullanılan çeşitleri alüminyum elektrolitik kondansatör ve tantalum elektrolitik kondansatördür.

Alüminyum elektrolitik kondansatörün, düşük sıcaklıklarda kapasite kaybı eğilimi vardır ve yüksek frekanslarda kullanılamaz.

Tantalum elektrolitik kondansatör, düşük sıcaklıklarda yüksek performans gösterir. Kaçak akımı fazladır.

 

 

Şekil 3: Kondansatör Çeşitlerinin Çalışma Gerilimleri ve Kapasite Değerleri

 

Kutuplarına Göre Kondansatörler

1) Kutupsuz kondansatörler: Kapasiteleri pikoFarad – mikroFarad aralığındadır ve üretim aşamasında kutuplanmıştır. Devreye bağlanma şekli önemli değildir. Seramik ve mika kondansatörler bu grupta yer alır.

2) Kutuplu kondansatörler: Üzerinde + ve – işaret bulunmaktadır. Devreye bağlanma şekli çok önemlidir ters bağlanmaları durumunda bu kondansatörler patlar. Değerlikleri pikoFarad’dan başlar ve çok yüksek değerlere kadar devam eder.
 

Şekil 4: Kutuplarına Göre Kondansatör Çeşitleri




 

Kapasite Değişimine Göre Kondansatörler

Kondansatörler, kapasite değerlerinin değişimine göre sabit değerlikli kondansatör veayarlanabilir kondansatör olmak üzere ikiye ayrılır.
 

 

Şekil 5 : Ayarlanabilir Kondansatörlerin Gösterimi

1) Sabit değerlikli kondansatörler: Üretim aşamasında belirlenen kapasite değerinde sonradan değişiklik yapmak mümkün değildir ve bu nedenle devrede daha sonra ince ayar yapma imkanı yoktur.

2) Ayarlanabilir kondansatörler: Plakaların uzaklaştırılıp yakınlaştırılması ile kapasite değerlerinde değişiklik yapmak mümkündür. Bu kondansatörler varyabl, trimer ve varaktörolmak üzere üç çeşittir. Bunlar arasındaki fark ise plakaların hareket ettirilme yöntemidir.

 

Şekil 6: Dünden Bugüne Kondanstörler

 

Kondansatörlerin Kapasite Değerlerinin Belirlenmesi

Kullanıcı için kondansatördeki en önemli iki değer: kondansatör çalışma gerilimi ve kondansatör kapasite değeridir.

Bazı kondansatörlerin çalışma değerleri üzerinde yazılıdır. Çalışma değerleri yazılı olmayan kondansatörlerde ise rakam ve renk kodları kullanılmaktadır.

Rakam kodlu kondansatörlerde son rakam kadar sıfır, kendisinden önce gelen rakamlara eklenir ve bulunan değer pikoFarad'dır. Örneğin üzerinde 202 yazan bir kondansatörün kapasitesi 2000 pF olarak bulunur.

Eğer rakamlar arasında nokta kullanılmışsa kondansatör üzerinde yazan sayı kapasiteyi mikroFarad olarak verir. Yani kondansatör üzerinde 0.5 yazıyorsa bu kondansatörün kapasitesi 0.5 mikroFarad'dır.

Şekil 7: Rakam Kodlu Kondansatör

 

Özellikle tantulum ve seramik kondansatörlerde renk kodları kullanılmaktadır. Renk kodlamasında her renk bir rakama karşılık gelmektedir. Bu kodlamada 1. ve 2. renkler anlamlı sayı dizisini oluşturur ve bu renklerin karşılık geldiği rakamlar aynen yazılır. Üçüncü renk ise anlamlı ilk iki rakamın yanına kaç tane sıfır ekleneceğini gösterir. Dördüncü renk kondansatörün toleransını yüzde olarak belirtir.
 

Şekil 8: Kondansatör Renk Kodları

Bu bölümde kondansatörün tarihçesinden, kondansatör çeşitlerinden ve değerliklerinin okunmasından bahsettik. Daha sonraki bölümlerimizde kondansatörlerin doğru akım ve alternatif akım analizlerinden, kullanım alanlarından, imalat ve tasarımlarından bahsedeceğiz.

%100 Yerli Güneş Panelli Fırın

Güneş panelleri çerçevesinde bakacak olursak su ısıtma adına onlarca teknik yazılar okuduk. Ancak bu icat birçok mühendise taş çıkaracak nitelikte. Çünkü; bu icadın sahibi herhangi bir mühendislik eğitimi almamış olan Hüseyin Aslan'a ait. Çalışma mantığına, özelliklerine ve faydalarına bir bakalım.

İcadın Teknik Kısmı

Çalışma mantığı olarak güneş panellerine benzer şekildedir. Odak noktası dememiz bile bize az çok birşeyler anlatabilir. Güneş ışınları çukur aynaya yansır, odakta toplanır ve ısı elde edilir. Bu odak noktalarındaki sıcaklık 250-280 °C arasında değişiyor. Bu olayda her şey pürüzsüz olmalıdır ki; sorun olmadan istenilen sıcaklığa çıkabilsin. Ayrıca camların karartılması, odaklanan ışığın absorbesini kolaylaştırmaktadır.

Şekil 1: Cam tüplerin üretim sahası




 

Peki SunFood’un Faydaları Nelerdir?
 

Daha önce yapılmış olan güneş paneli ocakları gibi benzer mantıkla çalışan bu silindir şeklindeki fırın daha verimli olduğundan dolayı daha çok tercih edileceğe benziyor. Sanıldığının aksine bir yemeği daha geç değil, yaklaşık olarak normal pişirme süresinin yarısına kadar indirebiliyor. En önemli faydalarının başında herhangi bir yakıt ihtiyacının olmamasıdır. Bu nedenle ekonomiktir. Yemeğe herhangi bir yağ konulmadığı için sağlıklıdır. 

 

Fırında neler yapabiliyorsanız her yemeği bunda da yapabilirsiniz. Ayrıca ilgimi çekenlerden biri de çayın dahi yapılabiliyor olması. Kömürlü mangallar ile kıyaslandığında SunFood kullanıcılarına temiz, ucuz, sağlıklı ve güvenli bir yemek pişirme olanağı sağlamaktadır.
 

Şekil 2: Karartma işleminden çıkan cam tüpler



 

 

Yenilenebilir enerji kaynakları her geçen gün farklı alanlarda değişimlere yol açmaktadır. Bu değişimleri desteklemek, girişimcilere yol göstermek bence her yöneticinin yapması gerekenlerdendir. Seri üretimine ilk olarak Lara Solar başlamıştır ve patent haklarını da elinde bulundurmaktadır. Henüz yeni olduğundan dolayı, geniş kitlelere ulaşmamıştır. 

Adana'da Organize Sanayi bölgesinde Ortadoğu Aluminyum çatısı altında Lara Solar bünyesinde çalışan Hüseyin Aslan bu fikrin öncülüğünü üstlenmektedir. Umarım ileriki haftalarda bir röportaj yapma olanağı bulabiliriz.

Henüz piyasada yeni olduğundan dolayı tanınmış bir ürün değil. Ancak kısa zamanda bu ve buna benzer Türk malı ürünleri piyasalarımızda görme imkanı bulabiliriz.  Herhalde ar-ge'nin ne kadar önemli olduğunu bir kez daha görmüş olduk. 

Transformatör Yağı Nedir? Nasıl Olmalıdır?

Elektrik sistemlerinin önemli makinalarından olan transformatörlerin hareketli veya döner kısmı olmadığı için yapıları da basittir. Çekirdeğinde fazla miktarda saç plakalar, bobinlerinde bakır veya alüminyum tel içerir. Bunca metal malzemenin ısınması verimin düşmesine ve transformatörün yapısının bozulmasına yol açar. Transformatör soğutma çeşitlerinden yağ ile soğutma çok yaygın bir soğutma şeklidir. Transformatör kazanını tamamen dolduran ve 

makinanın soğumasını sağlayan bu yağın özellikleri nelerdir?

Transformatör Yağı Nedir?

Kısaca bahsedecek olursak; yüksek sıcaklıklarda kararlı olan ve mükemmel elektriksel yalıtım özelliklerine sahip olan bir yüksek ölçüde rafine mineral yağdır. Genellikle yağ dolu transformatörler, bazı yüksek gerilim kapasitörler, floresan lamba balastlar ve yüksek gerilim anahtarları ve devre kesicilerin bazı türlerinde kullanılır. İzole korona ve kıvılcımı bastırmak ve bir soğutucu olarak hizmet etmek için vardır. Büyük bir titizlikle bilimsel olarak geliştirilmiş koşullarda üretilirler.

Transformatörün yağında olması gereken özellikler:

►Işık altında temiz, şeffaf ve tortusuz görünmelidir.
►Yoğunluğu küçük olmalıdır. ( 0.85 – 0.95 )
►Çok düşük sıcaklıklarda bile katılaşmamalıdır. İnce sıvı özelliğini muhafaza etmelidir.
►Yanma noktasının oldukça yüksek olması gerekiyor.
►Isı iletimi yüksek olmalıdır. Bu sebeple soğumayı kolayca sağlamalıdır.
►Akıcılığının ( Vizkozite ) iyi olması gerekir.
►Oksidadif bozulmaya karşı dayanıklı olmalıdır.
►Yağın delinme gerilimi yüksek olmalıdır. (Yağın transformatörde kullanılmadan önce ve en azından senede bir delinme ölçümlerinin yapılması gerekir. Aksi halde bu yağ delinmelere ve çok büyük arızalara neden olur. )

Yağın önemli parametrelerinin bir kısmı şu şekildedir;

♦ İçinde bulundurduğu su miktarı

Bir yağın içinde bulundurduğu nem ne kadar az ise delinme dayanımı o kadar yüksektir. Bu nedenle yüksek gerilim transformatörlerinde kurutulmuş yağ kullanılır. Çünkü çok yüksek gerilim değerleri söz konusu olabiliyor. Fakat nem ve su bu yağın içinde çeşitli hallerde (Kimyasal olarak, erimiş halde, serbest halde...) bulunabiliyor. Bunların yağdan uzaklaştırılması gerekmektedir. Yağı su ve nemden arındırma işlemine “ Tretman “ deniyor.

                 Yağın içindeki suyun delinme gerilimine etkisi grafikteki gibidir.

♦ İçinde bulundurduğu hava miktarı

Yağ için olumsuz etki yapan ve yağın yalıtkanlığını bozan en önemli etkenlerden birisi havadır. Havada bulunan oksijen yağın yapısını bozarak ömrünü kısaltır. Özellikle transformatör kazanı içerisinde bobin aralarında serbest halde dolaşan hava transformatör için çok büyük bir risk oluşturur. Bunu önlemek için kazana yağ dolum aşamasında vakumlama yapılmalıdır. Ayrıca kazanın montaj aşamasında içeriye hava almayacak şekilde contalama işleminin yapılması gerekmektedir.

♦ Dielektrik kayıp faktörü;

Yağın akışkanlığının ve elektriksel olarak kalitesinin tespit edilip değerlendirilmesinde kullanılan bir parametredir. Yağların durumu hakkında bize bilgi verir.

♦ Nötralizasyon ve sabunlaşma sayısı

Yağdaki serbest asitlerin miktarını gösteren bu parametrenin yüksek olması yağın deforme olduğunu gösterir. Bu yüzden transformatörlerde belirli aralıklarla yağın ölçümlerinin yapılması büyük önem taşımaktadır.

♦ Tortu ve çamur oluşumu

Belirli bir süreden sonra kazan içerisindeki katı yalıtkanlar çözünmeye başlar, aynı zamanda yağ da özelliğini kaybeder. Böylece kazanın dibinde çamurumsu bir birikme olur. Bu birikmenin temizlenmesi önemlidir. (Çamur oluşumu transformatörün çalışma şartları ile de oldukça alakalıdır.)

Kaynak:

►lubline.com

Faraday Kafesi

Faraday kafesi, elektriksel iletken metal ile kaplanmış veya iletkenler ile ağ biçiminde örülmüş içteki hacmi dışardaki elektrik alanlardan koruyan bir muhafazadır. Bu kafes sayesinde elektrik alanın içeri girmesi ve dışarı çıkması engellenmiş olur. Faraday kafesi, ilk olarak İngiliz fizikçi Michael Faraday tarafından bulunduğu için Faraday kafesi olarak adlandırılmıştır.

İdeal bir Faraday kafesi kesintisiz iletkenlerden oluşmalı ve kabuk şeklinde korunacak nesneyi sarması gerekmektedir. Bu ideallik pratikte yakalanamaz, fakat iyi örülmüş bakır bir ağ ekranıyla ideale yaklaşılabilir. En iyi performans için kafesin doğrudan toprağa bağlanmış olması gerekir. Ağ gözleri ne kadar dar olursa faraday kafesinin elektromanyetik dalgalara karşı geçirmezlik oranı da o kadar büyük olur.

Faraday Kafesinin çalışma prensibi

İletken malzemeleri oluşturan atomların en dış yörüngelerindeki değerlik (valans) elektronları, atomlarından kolayca ayrılarak hareket etme yeteneğine sahiptir. Dolayısıyla; kapalı bir yüzeye sahip olan iletken bir cisim elektrik alanı içerisine yerleştirildiğinde bu elektronlar, iletkenin içerisindeki elektrik alanı sıfırlanıncaya kadar hareket eder ve bir 'yeniden dağılım'a uğrarlar. Elektrik alanın sıfırlanmasıyla birlikte, hareket etmelerinin gerekçesi ortadan kalkmış olur. Faraday kafesi bu ilkeye göre çalışır ve içindeki nesneleri dış elektrik alanlara karşı korur. Dolayısıyla ideal olarak faraday kafesi; topraklanmış, içi boş metal bir küre gibi kapalı bir iletken yüzeyden oluşur. Ancak iletken yüzey sürekli olmak yerine, kafes şeklinde de imal edilebilir. Bu durumda kafes aralıklarından bir miktar elektrik alanı içeriye sızacak, fakat aralıklar yeterince küçükse bu bir sorun oluşturmayacaktır. Öte yandan geometrinin küre olması şart değildir. Kapalı herhangi bir yüzey, kafes görevini yerine getirebilir. 

Faraday kafesinin uygulama alanları

Faraday kafesindeki amaç dışarıdaki manyetik alanın içeri girmesini veya içerideki manyetik alanın dışarıya çıkmasını önlemeye çalışmaktır. Kullanım alanı değişse de bu amaç pek değişmez. Bunun için korunacak kısım veya binanın dış yüzeyi iletkenler ile ağ şeklinde örülür ve topraklanır. Özellikle bina uygulamalarında yüksek konumlarına yakalama uçları konur. Başlıca kullanım alanlarını ve nasıl uygulanacağını aşağıdaki gibi sıralayabiliriz.

Yanıcı, patlayıcı ve patlayıcı maddelerin depolandığı binalar:

Bu tür binaların dış tarafı kafes şeklinde kaplanır. Binanın dışındaki yüksek noktalara yıldırım yakalama uçları yerleştirilir. Bütün iletkenler ve yakalama uçları birbiriyle bağlanır ve topraklanır. Bu şekilde eş potansiyel sistem sağlanmış olur.

Radyo frekansı yayan cihazlar:

Bu tip cihazların konduğu kabinler cihaz çevreye parazit radyo sinyalleri yaymasın diye dış metal kılıfından topraklanır. 

Telsizle haberleşmenin yapıldığı binalar:

Bina içindeki telsiz haberleşme sinyallerinin dışarıya sızmasını ve dinlenmesini önlemek için bina dışına Faraday kafesi inşa edilir. Binada telsiz haberleşme yapılmasa bile, CRT monitörler görüntüyü zayıf bir radyo dalgası olarak yaydığı için uzaktaki bir monitördeki görüntüyü sinyali yakalayıp kuvvetlendirerek tekrar oluşturmak mümkündür. Binalarda tavan da demir lamalar ile örülmüş hatıl olarak yapılmıştır, duvarlarda bu şekilde demirler olmadığı için baz istasyonları binaların üzerinde sağlık açısından büyük bir tehlike arz etmektedir.

Elektronik kartlarda bulunan radyo frekans modüller:

Radyo-televizyon tuneri, GSM alıcı verici devreleri gibi radyo frekans amaçlı modüller veya elektronik devre bölümleri, sac bir kapakla kapatılıp topraklanarak elektronik karta ve çalıştığı ortama bozucu sinyaller yayması engellenir. EMC (Elektromanyetik Uyumluluk) yönetmeliğine göre bu tip önlemleri almak mecburidir. Elektrikli cihazların gerek radyo sinyali olarak gerekse iletken hatlar üzerinden parazitler yaymasına müsade edilmez.

Sonuç olarak faraday kafesi uygulaması pahalı olmasına rağmen elektrik alanlara karşı hassas cihazların bulunduğu birimlerde kullanılmaktadır. Bu maliyet korunmak istenen cihazlar göz önüne alındığında aslında çok ucuza dahi gelebilmektedir. Eğer hassas cihaz yoksa faraday kafesi yerine diğer yıldırımdan koruma yöntemleri uygulanmakta ve çoğu zaman başarılı ve yeterli olmaktadır.