Kondansatör Nedir?

Kondansatör (kapasitör), elektrik enerjisini elektrik alanı şeklinde depolayan ve ihtiyaç olduğunda devreye geri verebilen pasif elektronik elemandır. En basit haliyle “çok kısa süreli enerji deposu” gibi düşünülebilir ama asıl gücü, devrede gerilim dalgalanmalarını düzenlemek, gürültüyü filtrelemek, zamanlama oluşturmak ve AC sinyali geçirip DC bileşeni engellemek gibi kritik işlevleri yerine getirmesidir.

Kondansatör Nasıl Çalışır?

Kondansatörün içinde iki iletken plaka (elektrot) vardır ve aralarında dielektrik denilen yalıtkan bir malzeme bulunur. Plakalara gerilim uygulandığında plakalar arasında elektrik alan oluşur ve yük birikir.

  • Depolanan yük: Q = C · V

  • Burada:

    • Q: yük (Coulomb)

    • C: kapasite (Farad)

    • V: gerilim (Volt)

Kapasiteyi belirleyen temel şeyler:

  • Plaka alanı (artarsa kapasite artar)

  • Plakalar arası mesafe (azalırsa kapasite artar)

  • Dielektrik malzemenin özelliği (dielektrik sabiti yüksekse kapasite artar)

Kondansatör Nerelerde Kullanılır?

1) Güç Kaynağı Filtreleme ve Dalgalanma (Ripple) Azaltma

Doğrultma sonrası oluşan dalgalı DC’yi düzgünleştirmek için kullanılır. Adaptörlerin, SMPS’lerin, lineer regülatörlerin giriş-çıkışında bolca görürsün.

2) Decoupling / Bypass (Besleme Gürültüsünü Bastırma)

Mikrodenetleyici ve entegrelerin besleme pinlerine yakın konur. Ani akım çekişlerinde gerilimin çökmesini engeller, yüksek frekans gürültüsünü toprağa aktarır.

  • Pratikte: 100 nF seramik + yanında 10 µF gibi kombinasyonlar sık kullanılır.

3) Kuplaj (AC Geçir, DC’yi Kes)

Ses devrelerinde, sinyal yollarında DC ofseti bloklayıp AC sinyali sonraki kademeye taşır.

4) Zamanlama ve Osilatör Devreleri

RC zaman sabiti ile gecikme, filtre ve osilatör üretirsin.

  • Zaman sabiti: τ = R · C

5) Motor Başlatma ve Faz Kaydırma

Özellikle tek fazlı asenkron motorlarda start/run kondansatörleri ile faz kaydırma yapılır.

Kondansatör Çeşitleri

Seramik (MLCC)

  • Çok yaygın, küçük boyut, düşük ESR/ESL, yüksek frekansta iyi

  • Decoupling ve RF işlerinde ideal

  • Bazı tiplerde (özellikle yüksek kapasiteli MLCC) DC bias ile efektif kapasite düşebilir

Elektrolitik (Alüminyum)

  • Büyük kapasiteler (µF–mF), uygun maliyet

  • Polaritelidir (+/- ters bağlanırsa arıza riski)

  • Filtreleme ve enerji tamponlama işlerinde çok kullanılır

Tantal

  • Daha stabil, genelde düşük sızıntı ve iyi hacim/kapasite oranı

  • Aşırı akım ve gerilim darbelerine hassas tipleri vardır, doğru derating önemlidir

Film (Polyester/PP vb.)

  • Kararlılık ve düşük kayıp (özellikle PP)

  • Ses ve hassas filtre uygulamalarında tercih edilir

Süper Kapasitör

  • Çok yüksek kapasiteler, düşük enerji yoğunluğu ama “uzun süreli tampon” gibi

  • RTC yedekleme, kısa süreli besleme sürdürme gibi yerlerde

Üzerindeki Değerler Ne Anlama Gelir?

  • Kapasite: pF, nF, µF (ör. 104 = 100 nF)

  • Gerilim dayanımı: 16V, 25V, 50V, 100V…

  • Tolerans: ±1%, ±5%, ±10%, ±20%

  • Sıcaklık sınıfı (seramikte): X7R, C0G/NP0 vb.

  • ESR: eşdeğer seri direnç (özellikle SMPS ve ripple akımında kritik)

  • Sızıntı akımı: özellikle elektrolitik/tantalde önemlidir

Doğru Kondansatör Seçimi İçin Pratik Kriterler

  1. Gerilim derating

  • Kondansatörü, çalışacağı gerilimin üstünde seçmek şart.

  • Özellikle tantal ve bazı uygulamalarda daha konservatif pay bırakmak iyi sonuç verir.

  1. ESR ve ripple akımı

  • Güç katlarında “kapasite” tek başına yetmez; ESR düşük değilse ısınır, ömrü kısalır.

  1. Frekans davranışı (ESL)

  • Yüksek frekansta küçük seramikler daha etkilidir; büyük elektrolitikler daha çok düşük frekansta iş görür.

  1. Ömür

  • Elektrolitikler ısı ile yaşlanır. 105°C sınıfı, düşük ESR serileri ve doğru soğutma ciddi fark yaratır.

Sık Yapılan Hatalar

  • Elektroliti ters bağlamak

  • Yetersiz gerilim dayanımı seçmek

  • SMPS çıkışına ESR’si uygun olmayan kondansatör koymak

  • Mikrodenetleyicide decoupling kondansatörünü entegreden uzağa yerleştirmek

  • MLCC’de DC bias etkisini hesaba katmamak (özellikle 10 µF ve üzeri)