Kapasitörün Yapısı, Çalışma Prensibi ve Çeşitleri

Kapasitörün Yapısı

Kapasitörün iki adet iletken arasında yer alan yalıtkan ile oluşturulabileceğini söylemiştik. Yalıtkan kısım boş olabileceği gibi dielektrik özelliğe sahip bir maddeden de oluşabilir (örneğin kağıt, cam, plastik, seramik, mika vs).

Kapasitörün Çalışma Prensibi

Kapasitöre gerilim uygulandığında iletken plakalar birbirlerine göre ters ve eşit değere sahip elektrik yükü ile yüklenirler. Bu durum, plakalar arasında bir elektrik alan oluşmasına sebep olur. Bu iki plaka arasında yalıtkan maddeden dolayı herhangi bir yük akışı (elektrik akımı) olmaz. Yük değişimi yalnızca kapasitörün iki ucu aracılığıya bağlı olduğu devre üzerinden gerçekleşebilir.

Bir kapasitörün kapasitans değeri, plakalar arasındaki elektrik yükünün (birimi Coulomb'dur) plakalar arasında oluşan gerilime (Volt) oranıdır. Yani Faradbiriminin boyutu Coulomb/Volt'tur. Elektrik devrelerinde çoğunlukla Farad'ın trilyonda biri (pikofarad, pF), milyarda biri (nanofarad, nF) ve milyonda biri (mikrofarad µF) mertebelerinde kapasiteye sahip kapasitörler kullanılır.

Kapasitörlerin Kullanım Alanları, Nerelerde Kullanılır?

Farklı tipteki kapasitörler,  elektrik devrelerinde değişik amaçlarda kullanılırlar.

Kondansatör Çeşitleri

• Seramik kapasitör: Şekillerinden dolayı aynı zamanda mercimek kapasitör ismiyle de anılırlar. Ses ve RF devrelerinde tercih edilir. Pikofaraddan 0.1 mikrofarada kadar kapasitelere sahiplerdir. Ucuz ve güvenilir olmalarından dolayı en sık tercih edilen tipteki kapasitörler arasında yer alırlar.
• Elektrolit kapasitör: Polarize tipte (kutuplu) kapasitörlerdir. Yüksek kapasite değerlerini sağlayabilirler (çoğunlukla 1µF ve üzeri). Silindirik yapıdadırlar. Sıklıkla güç kaynağı devreleri ve ses devrelerinde ayırma (decoupling) gibi düşük frekans işlerinde kullanılırlar. SMD (Surface Mount Device – devre kartının yüzeyine lehimlenen) tipte veya through-hole (devre kartındaki deliklere lehimlenecek şekilde) tipte çeşitleri mevcuttur.
• Tantal kapasitör: Tıpkı elektrolit kondansatörler gibi tantal kapasitörler de kutuplu yapıdadır. Boyutlarına oranla yüksek kapasite değerleri sunabilirler. Tantal kapasitörlerin ters gerilime toleransları çok düşüktür, yüksek dalgalanma akımları ve gerilimlerine maruz kaldıklarında veya yüksek stres altında patlayabilirler. Bu kapasitörler de SMD ve standart tipte üretilebilirler.
• Mika kapasitör: Günümüzde çok fazla kullanılmasa da, yüksek stabiliteye sahip olmaları ve yüksek frekansta çalışabilmeleri sebebiyle boyut kısıtı olmayan RF devrelerinde kullanılırlar. Maksimum 1000pF civarında kapasiteye sahiptirler.
• Trimer kapasitör: Kapasite değeri bir tornavida aracılığıyla değiştirilebilen tipteki kapasitörlerdir. Genellikle ekipmanların kalibrasyonu için kullanılırlar. Hassasiyet ve toleransları oldukça düşük olduğundan genellikle son kullanıcı ürünlerinde tercih edilmezler. Çoğunlukla en düşük 0.5 – 10pF ve en yüksek  1 – 120pF arasında değişebilen kapasiteye sahip tipleri mevcuttur.
• Süper kapasitör: Süper kapasitörler (ultra kapasitör ismiyle de anılır), 12kF (=12.000 Farad) gibi çok yüksek kapasite değerlerine sahip olabilen kapasitörlerdir. Tipik bir elektrolitik kapasitörün birim hacimde depoladığı enerjinin yaklaşık 10 ile 100 katı kadarını depolarlar. Bu yüksek kapasiteyi elde etmek için klasik olarak kullanılan dielektrik malzeme yerine ikili mekanizmaya sahiptirler. Bunlardan birisi elektrostatik, diğeri de elektrokimyasal prensip ile çalışır. Süper kapasitörler şarj edilebilir bataryaların yerini alması için tasarlanmıştır. Elektrikli araçlarda rejeneratif frenleme ile üretilen enerjiyi depolamada kullanılırlar.