SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ

TEMEL ELEKTRİK – ELEKTRONİK DERS NOTLARI

1

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ

TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ

TEMEL ELEKTRİK- ELEKTRONİK


2

KONDANSATÖRLERİN FİZİKSEL KARAKTERİSTİKLERİ

Bir kondansatörün kapasitesini ve dayanabileceği gerilimi belirleyen en önemli parametreler şunlardır. Plaka alanı, plakalar arasındaki mesafe ve dielektrik sabitidir.


3


Bir kondansatörün kapasitesini etkileyen fiziksel büyüklükler aşağıdaki formül

ile ifade edilmektedir.

Burada;

C Kapasite (F)

A İletken plaka alanı

Dielektrik sabiti

d plakalar arası mesafe (m)


4


Kondansatörün karşılıklı birbirlerine bakan plaka alanları ne kadar büyükse

kapasite o kadar büyür. Plakalar arasındaki mesafe azalırsa da kapasite artar.

Bu durum aşağıdaki şekilde net bir şekilde görülmektedir.


5

KONDANSATÖRLERİN DİELEKTRİK SABİTİ

Bir kondansatörde iki iletken plaka arasındaki yalıtkan maddeye dielektrik

madde denir. Her dielektrik madde bir elektrik alanın kuvvet çizgilerinde

yoğunlaşabilir. Böylece enerji depolamak için kapasite artar. Maddenin bir

elektrik alan oluşturabilme kabiliyetine dielektrik sabiti denir ve harfiyle

gösterilir. Aşağıdaki tabloda bazı maddelerin dielektrik sabiti verilmiştir.


6

KONDANSATÖRLERİN DİELEKTRİK KUVVET

Dielektrik kuvvet bir kondansatörün bozulma gerilimini tanımlar ve mil

başına volt olarak ifade edilir. Aşağıdaki tabloda bazı maddelerin dielektrik

sabiti gösterilmiştir. (1 mil = 0,001 inc)


7

ÖRNEK

Bir kondansatörün bir plakasının alanı ve plakalar arasındaki mesafe 0,02 m’dir.

Dielektrik madde olarak ta mika kullanıldığına göre kondansatörün kapasitesini

bulunuz?

Çözüm: A=0,02, d=0,02 m, (mika), C=?


8

DC DEVREDE KONDANSATÖR

Kondansatörün Şarj Olması: kondansatörü DC kaynağa bağladığımızda

kondansatör tamamen şarj oluncaya kadar akım akar. Kondansatör şarj

olduğunda uçları arasındaki gerilim maksimum değere ulaşır. Bu gerilim,

kendisini besleyen kaynağın gerilimine eşittir. Kondansatör tamamen şarj

olduğunda, kondansatör uçları ve kondansatörü besleyen kaynağın uçları

arasındaki potansiyel farkı sıfır olacağı için devreden akım akmaz.

Dolayısıyla dolma zamanı dışında bir kondansatör DC gerilim altında açık

devre davranışı gösterir. Diğer slayttaki şekiller bir kondansatörün nasıl şarj

olduğunu görsel olarak ifade etmektedir.


9

Şarj edilmemiş kondansatörİlk durumda kondansatörün her iki iletken plakası da eşit sayıda serbest elektrona sahiptir.

Kondansatör Kaynağa BağlandığındaKondansatör bir dirençle birlikte DC bir kaynağa bağlandığında A plakasındaki elektronlar (negatif yükler) DC kaynağın pozitif kutbu tarafından çekilir ve B plakasına elektron depo edilir. Yani Aplakası elektron kaybederken B plakası elektron kazanır. Böylece A plakası, B plakasına göre daha fazla pozitif yüke sahip olur. Şarj esnasında dielektrik maddeden elektron geçmez.



10


Kondansatör gerilimine şarj olurElektronların akışı kondansatör üzerindeki şarj gerilimi kaynak gerilimine eşit oluncaya kadar devam eder. Eşit olduğunda elektron akışı durur.

Kondansatör kaynaktan ayrılsa bile şarj gerilimi üzerinde durur.Eğer kondansatör ile kaynak arasındaki bağlantı kesilirse, kondansatör üzerindeki şarj gerilimi uzun süre kalır. (Bu süre kondasatörün tipine bağlıdır.) bu özelliği ile kondansatör aslında geçici bir bataryadır.


11

DC DEVREDE KONDANSATÖRKondansatörün Deşarj Olması:Kondansatöre uygulanan gerilim kesildiği veya azaldığı zaman kondansatör kendisine bağlı olan bir yüke deşarj olmak ister. Yük olarak direnç, iletken tel veya başka bir eleman olabilir. Aşağıdaki şekillerde kondansatörün nasıl deşarj olduğu gösterilmiştir. İlk anda gerilimine şarj olmuş bir kondansatöre seri bir yük direnci bağlanırsa ve S anahtarı kapatılırsa kondansatör direnç üzerine deşarj olacaktır. Sonunda da sıfır potansiyele sahip olacaktır.

12


DC DEVREDE KONDANSATÖRRC Zaman Sabiti

Pratikte devre içerisinde kondansatör dirençler beraber kullanılır. Direnç bir

kondansatörün şarj veya deşarjında zamanı etkileyen en önemli unsurdur.

Kondansatörün tamamen şarj olmasında ve tamamen deşarj belli bir süre

gerektirir. Bu süre RC sabiti ile belirlenir. Seri bir RC devresinin zaman sabiti

direnç ve kondansatör değerinin çarpımına eşittir. Zaman sabiti harfi ile ifade

edilir ve «TOU» diye okunur.

Zaman sabiti (sn)

R Direnç Değeri (ohm)

CKondansatör Değeri (F)


13


Örnek:

Aşağıdaki seri devrede zaman sabitini bulunuz?

Çözüm


14

DC DEVREDE KONDANSATÖRKondansatörün Şarj ve Deşarj DeğerleriKondansatör toplam 5 süresince şarj olur. süresince son şarj geriliminin %63’lük kısmı şarj olurken kalan kısmı süresince şarj olmaktadır. Kondansatörler şarj olurken exponansiyel bir eğri çizer. Bu durum aşağıda (a) şeklinde gösterilmiştir. Aynı şekilde kondansatör deşarj olurken yaklaşık süresince deşarj olur. süresince başlangıç geriliminin %37’si kalır. Diğer süresince de tamamen deşarj olur. Yine deşarj eğrisi exponansiyel bir eğridir. Bu durum şekil b’de gösterilmiştir.


15


Kondansatörün şarj gerilimi aşağıdaki denklemle ifade edilir.

Kondansatörün deşarj gerilimi de aşağıdaki denklemle ifade edilir.


16


Örnek:Aşağıdaki şekilde gösterilen kondansatörde S anahtarı kapandıktan sonra kondansatörün şarj gerilimini bulup eğrisini çiziniz?

Çözüm

Öncelikle zaman sabiti bulunur

17



şarj gerilimi hesaplanır.


18


Örnek: Aşağıdaki şekilde gösterilen kondansatörde S anahtarı kapatıldıktan 6

mSn sonra kondansatörün deşarj gerilimini bulup eğrisini çiziniz?

Çözüm: Zaman sabiti bulunur.

Başlangıç gerilimi ise deşarj gerilimini hesaplayalım.


19


𝑽=𝑽 𝒊 (𝒆−𝒕 /𝑹𝑪 )=𝟏𝟎 . (𝒆−𝟔𝒎𝑺 /𝟐𝟎𝒎𝑺𝒏 )=𝟏𝟎 . (𝟎 ,𝟕𝟒𝟏 )=𝟕 ,𝟒𝟏𝑽


20

İlgiyle dinlediğiniz için teşekkür

ederiz.

Ramazan ŞENOL

Bekir AKSOY

Documents

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ