Sayfa 45

Burada olup bitenleri daha iyi anlayabilmek için şimdi gözümüzde Resim 7'de görülen düzeneği canlandıralım: Eşit kefeli bir terazi üzerinde yarıya kadar dolu iki kova olsun. Bunlar bir hortum ile birbirlerine bağlanmış durumdalar. Hortum üzerinde ayrıca su akışını sağlayacak bir pompa ve suyun akışını gösteren bir çark mevcut. Şimdi pompayı çalıştırdığımızda bir kovadan diğerine su akımı olacak ve bu arada çarkımız da hareket edecektir. Yalnız bu işlem her iki kovada da su olduğu müddetçe devam edecektir. Kovalardan birinde su tükendiğinde ise çarkımız duracaktır. Yukarıdaki elektronik devremiz de yine aynı şekilde işlemektedir. Kovalar kondansatörün iki plakası, pompa güç kaynağı ve dönen çark ise ölçü aletinin yerini almaktadır. Devrede akan elektronların görevini ise su üstlenmektedir. Kondansatör plakaları metalden olduğu için burada yeteri kadar yük depolayabilecek serbest elektron mevcuttur. Devreden akım akmaya başladığında kondansatör plakalarının birinden elektronlar emilecek ve diğerine getirilecektir. Bu işlem plakalardan birinde hiç serbest elektron kalmayana dek devam edecektir. Yukarıdaki benzetmemizde kovalardan birinin boşalması, plakalardan birinde serbest elektron kalmamasıyla eş değerlidir. Bu andan itibaren elektrik veya “su” akışı gerçekleşmez. Eğer devredeki kondansatöre paralel olarak bir gerilim ölçer bağlarsak bu, yukarıda tasavvur ettiğimiz sistemdeki çift kefeli terazi ile aynı görevde olacaktır. Aynen terazide olduğu gibi kondansatörün yükü arttıkça gerilim ölçerin ibresi hareket edecek ve tamamen yüklendiğinde bile geri dönmeyecektir. Eğer iki iletken arasında potansiyel farkı varsa gerilim ölçerin ibresi sapar. Kondansatörün plakalarının birinde negatif yüklü elektronlar çoklukta olduğu için iki plaka arasında bir potansiyel farkı mevcuttur ve bu nedenle göstergenin ibresi sapar. Resim 8'de bir kondansatörün şarj ve deşarj işlemi bir grafik üzerinde gösterilmiştir. Şimdi bu grafiği inceleyelim. Kondansatörün son durumuna göre %63'ünün dolması için harcanan süre t'dir. Bu t süresini devrede kullanılan direncin ve kondansatörün değerlerinin çarpımından (t=C*R) hesaplayabiliriz. 5 t'lik bir süre sonunda kondansatör %99 oranında dolmuştur.

Resim 7: Şarj - deşarj işleminin kolay anlaşılması için tasavvur ettiğimiz düzenek.

Resim 8: Şarj ve deşarj grafiği.

Alternatif akım ve kondansatörler:

Bu ay son olarak kondansatörlerin alternatif akıma gösterdiği tepkileri inceleyeceğiz. Bir A.C. (alternatif akım) gerilim devamlı olarak değiştiği için devredeki bir kondansatörde devamlı şarj ve deşarj olur (Resim 9). Bu ise devrede bir A.C. akım oluşmasına yol açar, yani kondansatör A.C. gerilimler karşısında bir direnç görevi yapmaya başlar. Hatta Volt/akım oranını bulmak için Ohm Kanunu bile kullanılabilir. İşte kondansatörlerin alternatif akım karşısında gösterdiği dirence “reaktans” adı verilir. Burada “reaktansın normal dirençten farkı nedir” diye bir soru yöneltebilirsiniz. Bir kere reaktans sadece A.C. gerilimler için söz konusudur. Halbuki normal dirençler hem A.C. hem de D.C. gerilimler için aynı değerdedir. Diğer bir husus da, reaktansın sabit bir değere sahip olmamasıdır. Frekansı yüksek bir A.C. gerilim, kondansatörü saniyede daha çok şarj ve deşarj edeceği için oluşacak akım, frekansı daha düşük bir A.C. gerilimin oluşturduğu akıma göre daha yüksek olacaktır. Bu ise daha küçük bir reaktans değeri demektir. Reaktans Xc ile gösterilir ve aşağıdaki formülle hesaplanır: (Xc=1 / 2*pi*f*C) Burada f Hertz olarak frekans, C ise farad olarak kapasitanstır. Belirtilmesi gereken son bir husus da kondansatör üzerinde A.C. gerilim ve akım arasında bir faz farkının bulunmasıdır. Gelecek ay bobinler ve diyotları incelemek üzere şimdilik hoşçakalın...

Resim 9: Alternatif akımın etkisi. 45