Sığaç (Kondansatör)

📅 25 Nisan 2022|25 Nisan 2022
Güncel
Sığaç (Kondansatör)

Konu Özeti

Elektrik yükünü depolamaya yarayan düzeneklere sığaç denir. Sığaçlar, piller gibi enerji depolama amacıyla değil depo edilen enerjiyi anlık olarak hızlı bir şekilde kullanacak şekilde tasarlanır. Sığaçlar yapısına göre paralel plakalı (düzlem), küresel, silindirik sığaç gibi farklı isimler almaktadır.

Bu konuda
  • Sığaç yani kondansatörün yapısını, özelliklerini
  • Paralel ve seri bağlı sığaçlarda (kodansatörlerde) eş deper kapasiteyi hesaplamayı
öğreneceksiniz.

Sığaçların elektrik devrelerinde gösterimi şekildeki gibidir.

Sığaçların elektrik devrelerinde gösterimi

Piller, kondansatörlerden daha uzun sürelerde daha fazla enerji sağlayabilir. Öte yandan, bir kondansatör bir pilden kat kat daha hızlı bir şekilde daha fazla enerjiyi yüksek verimlilikte şarj/deşarj edebilir. Kondansatörlerde enerji, pozitif ve negatif elektrostatik yüklerin ayrışmasıyla depo edilir. Kondansatörlerin güç yoğunlukları çok yüksek fakat enerji yoğunlukları çok düşüktür. Levhalar arasındaki dielektrik malzeme de iki levha arasında bağ oluşmasını önleyerek daha fazla şarj yapılmasını sağlar

Yüklenmiş Bir Sığaçta Yük ve Gerilim

Özdeş iki paralel levhanın arasına yalıtkan bir malzeme yerleştirilerek düzlem sığaç elde edilir. Üretece bağlı levhalar eşit büyüklükte ve zıt elektrik yüküyle yüklenir. Levhaların potansiyel farkı üretecin potansiyel farkına eşitlendiğinde sığaç yüklenmiş olur ve üreteçten gelen akım durur. Sığaç yüklendikten sonra üreteç bağlantısı kesilse de levhalardaki yük korunur.

Üreteç ile boş kondansatör yüklenmeye başlandığında iki levha arasındaki potansiyel farkı sıfır olan iki levha arasındaki gerilim giderek artmaya başlar. Bu da levhalarda biriken yük miktarının gerilimle orantılı olarak artmasına neden olur.

Levhaların yüklenmeye başladığı andan sonraki t1, t2 ve t3 anlarında gerilimler ve yük değerleri sırasıyla V1, V2, V3 ve q1, q2, q3 olur. Yük ve gerilim değeri oranı daima sabit olduğu yapılan ölçümler sonucu kanıtlanmıştır. Yani şeklinde yazılabilir. yazılabilir. Verilen ifadedeki sabit değer kondansatörün sığasıdır. Sığa için çizilecek q-V grafiği aşağıdaki gibidir.

Yüklenmiş Bir Sığaçta Yük ve Gerilim Grafiği

Yukarıda verilen yük-gerilim grafiğinin eğiminden yararlanarak kondansatörün sığası bulunabilir. Bu durumda olur.

ifadesine göre gerilim ile sığanın ters orantılı olmalıdır fakat sığa kondansatörün fiziksel özelliklerine bağlı bir nicelik olduğundan gerilim değerinden etkilenmez. Kondansatöre uygulanan gerilim değeri, çalışma gerilimine eşit veya küçük olmak koşuluyla artırılırsa kondansatördeki yük miktarı da artacağından sığası değişmez.

Sığaçta Depolanan Enerji

Bir kondansatörün yüklenmesi sırasında yapılan iş kondansatörde depolanan enerjideki değişim kadardır. Depolanan enerji hesaplanırken 0 dan V değerine ulaşana kadar geçen sürede levhalar arasındaki ortalama potansiyel farkı V/2 olarak alınabilir. Bu durumda üretecin V/2 potansiyel fark altında kondansatör q kadar yükle yüklendiğinde kondansatörde depolanan enerji

şeklinde ifade edilir. Bu eşitlik ile q=C.V eşitliği birleştirilerek enerji bağıntısı genişletilir ise kondansatörde depolanan enerji

şeklinde yazılabilir. Enerjinin birimi joule (j) dür.

Kondansatörün sığası için çizilen q-V grafiğinde çizilen doğrunun altında kalan alan kondansatörde depolanan enerjiyi verir. Bu durumda kondansatörde depolanan enerji

olur.

Sığaçta Depolanan Enerji grafiği

Kondansatörlerde Eşdeğer Sığa, Yük ve Potansiyel Farkı

Bir devrede birden çok kondansatörun kullanıldığı durumlarda kondansatörlerin depoladığı yükü tek başına depolayabilen kondansatörün sığasına, devrenin eşdeğer sığası denir ve C sembolü ile gösterilir. Eşdeğer sığa değeri kondansatörün kapasitesine ve bağlanma şekline göre değişim gösterir. Kondansatör seri, paralel veya her iki yöntemin de bulunduğu şekillerde bağlanabilir.

Seri Bağlı Kondansatör

Gerilimi V olan üretece sığaları C1 ve C2 olan kondansatörlerin aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi bağlanması sonucu seri bağlı kondansatör elde edilir.

Seri Bağlı Kondansatör

Seri bağlı kondansatörlerin eşdeğeri hesaplanırken;

  • C1 ve C2 kondansatörlerinde eşit yük bulunduğu qtop=q1=q2
  • Her bir kondansatörün geriliminin toplamının devrenin toplam gerilimine eşit olduğu Vtop=V1+V2

daima hatırlanmalıdır.

Seri Seri bağlı kondansatörlerin eşdeğeri

denkliği ile bulunur. C devreye görseldeki gibi çizilir.

Eşdeğer kondansatörün devrede gösterimi

Paralel Bağlı Kondansatör

Sığaları C1 ve C2 olan kondansatörlerin, gerilimi V olan üretece aşağıdaki gibi bağlanmasıyla paralel bağlı kondansatör devresi elde edilir.

Paralel Bağlı Kondansatör

Paralel bağlı kondansatörlerin eşdeğeri hesaplanırken aşağıdaki bilgiler unutulmamalıdır.

  • Devrenin toplam yükü, C1 ve C2 kondansatörlerindeki yüklerin toplamına eşittir qtop=q1+q2
  • Her bir kondansatörün gerilimi üretecin gerilimine eşittir. Devrenin toplam gerilimi ile kondansatörlerin gerilimleri arasındaki ilişki Vtop=V1=V2 şeklindedir.

Paralel bağlı kondansatörlerin eşdeğeri

  • C.Vtop=C1.V1+C2.V2=C1+C2
  • C.Vtop=C1.Vtop1+C2.Vtop2
  • C=C1+C2 denkliği ile bulunur.

C devreye görseldeki gibi çizilir.

Eşdeğer kondansatörün devrede gösterimi
İnstagramdan Bikifi'yi Takip Et
Benzer İçerikler
Elektriksel Potansiyel
Güncel
Fizik

Elektriksel Potansiyel

İçeriğe Git
Elektrik Devreleri
Güncel
Fizik

Elektrik Devreleri

İçeriğe Git
Enerji ve Hareket
Güncel
Fizik

Enerji ve Hareket

İçeriğe Git
Düzgün Elektrik Alan ve Sığa
Güncel
Fizik

Düzgün Elektrik Alan ve Sığa

İçeriğe Git
İş – Güç – Enerji
Güncel
Fizik

İş – Güç – Enerji

İçeriğe Git
Alternatif Akım
Güncel
Fizik

Alternatif Akım

İçeriğe Git
Copyright © 2022 Bikifi
Star Logo
tiktok Logo
Pinterest Logo
Instagram Logo
Twitter Logo