Konu: Filtre Devreleri

TEORİK BİLGİ:

Kondansatör:
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 kondansatörün elektrik yükü taşıyabilme yeteneği yani kapasitesi C ile gösterilir ve levhalarda birikmiş elektrik yükünün (Q = Coulomb ) levhalar arasındaki potansiyel farkına ( V = volt ) oranına eşittir Şimdi iki iletken levhayı birbirine çok yakın olarak koyalım, arada hava bulunsun. Bu kondansatörün kapasitesi A olsun.Şimdi aynı iki levhayı aynı uzaklıkta tutup araya başka bir madde (kağıt, seramik, mika) ko¤¤¤¤¤ 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.Kondansatör Dolması Burada, kondansatörün dolması tabir edilen, potansiyel farkının oluşması için bir zaman gerekir. Bir voltaj - 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 şarj süresi saniye olarak 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 saniye olarak t olur.
Kondansatör Boşalması:
Kondansatörün boşalması da dolması gibi log e nin bir fonksiyonudur.
V = E ( e(-t/rc)) dir. Yani aynı zaman sabiti süresince kondansatörün 0.632'si
kadar boşalma gerçekleşir.V = 0.368 E kadar gerilim kondansatör uçlarında kalır.
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 kondansatörün 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 Bir kondansatörde biriken enerji ise: =½C V2dir. Buradaki birimler Farad ,volt ,coulomb ,joule olarak kullanılır. İki veya daha çok iletken levha ve aralarına yalıtkan bir madde ko¤¤¤¤¤ 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 kondansatörün kapasitesi A olsun.Şimdi aynı iki levhayı aynı uzaklıkta tutup araya başka bir madde (kağıt, seramik, mika) ko¤¤¤¤¤ 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 anl¤¤¤¤¤ gelir. Arada bulunan yalıtkan maddenin bir önemli vasfı da, bu maddenin potansiyel farkına dayanıklılığıdır, buna bozulma veya delinme gerilimi adı verilir. Delinme gerilimi düşük ise bu kondansatörün levhaları arasına verilen daha yüksek gerilimle kondansatör delinir.

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 K . A .( n-1 ) /d
Burada birimler: C pikofarad , K dielektrik sabiti , A santimetrekareolarak tek plaka yüzeyi , D santimetre olarak plakalar arası mesafe, N plaka sayısıdır. 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 nanofarad vardır. Bir nanofarad mikrofaradın 1000 katıdır.
1 Mikrofarad 10- 6 farad 1 Nanofarad 10- 9 farad 1 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 mf a kadar değişen değerlerdir.Bunca farklı kapasitede kondansatör ancak değişik dielektrik maddeler sayesinde olur.Yüksek kapasitedeki kondansatörlerde kimyasal maddeler,yüksek voltajlı kondansatörlerde yağ kullanılması gibi. Bir kondansatörü bir direnç ile bir doğru akım kaynağına bağladığımızda, devrenin açılması ile kondansatör 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))
Burada: V kondansatör gerilimi , E kaynak gerilimi , e tabi logaritma 2.718 , R ohm olarak devre rezistansı, C farad olarak kapasite, t şarj süresi saniye olarak

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 saniye olarak t olur.Kondansatörün boşalması da dolması gibi log e nin bir fonksiyonudur.
V = E ( e (-t /rc))
Yani aynı zaman sabiti süresince kondansatörün 0.632 si kadar boşalma gerçekleşir.V = 0.368 E kadar gerilim kondansatör uçlarında kalır. Pratikte 3 RC zamanında kondansatör tamamen dolar veya boşalır kabul edilir.
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 =Xc= 12 p f cdir.Yani frekans arttıkça ve kondansatörün kapasitesi arttıkça kapasitörün alternatif akıma gösterdiği direnç azalır. Bu nedenle kondansatörler alternatif akım devrelerinde akım sınırlayıcı olarak kullanılır.Kondansatörün boşalması da dolması gibi log e nin bir fonksiyonudur.
V = E ( e (-t /rc))
Yani aynı zaman sabiti süresince kondansatörün 0.632 si kadar boşalma gerçekleşir.V = 0.368 E kadar gerilim kondansatör uçlarında kalır. Pratikte 3 RC zamanında kondansatör tamamen dolar veya boşalır kabul edilir.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-) Mylar 8-) Seramik 9-) Polyester 10-) Elektrolit