İki iletken plaka arasındaki yalıtkan maddenin seçimindeki en önemli unsur, kondansatörün kullanılacağı devredeki gerilim ve frekans değeridir.
1) Mikalı kondansatörler: Yüksek gerilimli devrelerde kullanılır ve çalışma voltajları 100V-2500V aralığındadır.
2) Seramik kondansatörler: Kapasite değerleri çok küçüktür ve sıcaklık değişimlerinden çok kolay etkilenir. Enerji kayıpları azdır ve bu sayede yüksek frekanslı devrelerde kullanılabilirler.
3) SMD kondansatörler: Çok küçük elektronik devrelerde kullanılmaktadır.
4) Elektrolitik kondansatörler: sıvılı ve kuru tip olmak üzere iki çeşittir. Bu tip kondansatörlerde + ve – kutuplanma mevcuttur ve çalışma voltajlarının üstünde bir gerilime maruz kaldıklarında ısınıp patlayabilirler.
Ayrıca sıvılı tip kondansatörler sadece doğru akım devrelerinde kullanılabilmektedir.
Elektrolitik kondansatörlerin piyasada en çok kullanılan çeşitleri alüminyum elektrolitik kondansatör ve tantalum elektrolitik kondansatördür.
Alüminyum elektrolitik kondansatörün, düşük sıcaklıklarda kapasite kaybı eğilimi vardır ve yüksek frekanslarda kullanılamaz.
Tantalum elektrolitik kondansatör, düşük sıcaklıklarda yüksek performans gösterir. Kaçak akımı fazladır.
Şekil: Kondansatör Çeşitlerinin Çalışma Gerilimleri ve Kapasite Değerleri
- Vakumlu kondansatör: İki metal plakanın arasında havasız ortam bırakılır ve genelde cam veya seramik kaplanarak oluşturulur. Özellikleri olarak düşük yük kapasitesi ( 10 ~ 1000 pikoFarad ) ve yüksek gerilime ( 10000 V’a kadar ) dayanması gösterilebilir. Genelde radyo vericilerinde ve yüksek gerilim gerektiren uygulamalarda kullanılır.
- Havalı kondansatör: Metal plakaları arasında hava boşluğu bırakılmasıyla oluşturulan bu kondansatörlerde, plakalar genelde alüminyum ve gümüş kaplamalı olarak tasarlanır. Hava yalıtkanının dielektrik kaybı düşüktür. Hemen hemen tüm hava aralıklı kondansatörler ayarlanabilir olarak imal edilirler ve radyo frekansı ayarlamada kullanılırlar. Ayrıca yüksek kapasite değerleri sunarlar.
- Plastik film kondansatör: Yüksek kaliteli polimer (polikarbonat, polyester, polipropilen ve yüksek kalite için polisülfon) tabakalarından üretilen plastik film kondansatörler sinyal ve filtre devrelerinde kullanım alanı bulur. Genelde kutupsuz olurlar.
- Mikalı kondansatör: Tasarım olarak metal filmli kondansatöre benzeyen mikalı kondansatör, çoğunlukla yüksek gerilim için kullanılır. Kapasite değerleri 50 pF ile 20 nFarasındadır. tolerans değerleri yüksektir ve yüksek frekansta çalışabilme özelliği vardır.
- Kağıtlı kondansatör:İki uzun metal tabakanın arasına yağ emdirilmiş kâğıtların yerleştirilmesiyle elde edilir. 300 pF ile 4 µF arasında kapasite değerleri alır ve delinme gerilimi, çalışma geriliminin 100 – 600 katı arasındadır. Eskiden radyo aksamlarında kullanılan bu kondansatör çeşidi görece yüksek gerilimlerde de kullanılır ancak kullanımı nerdeyse tamamen terk edilmiştir.
- Camlı kondansatör: Yüksek gerilimde kullanılır ve pahalıdır. Pahalı olmasının sebebi yüksek kararlılıkta çalışması ve kapasite değerinin yüksek güvenilirliğe sahip olmasıdır. Geniş bir sıcaklık aralığında kararlı bir sıcaklık katsayısı vardır.
- Seramik kondansatör: Sırayla dizilmiş metal ve seramik tabakalarından oluşur. Yüksek hassasiyet gerektirmeyen kuplaj ve filtreleme işlemlerinde geniş bir kullanım alanı bulur. Yüksek frekans için uygundur.
- Alüminyum elektrolitik kondansatör: Kutuplu olarak imal edilir. Yapısı metal filmli kondansatöre benzemekle birlikte, daha fazla alan kaplaması açısından alüminyum plakalarasitle yakılır. Yalıtkan malzeme ise elektrolitle ıslatılır. Düşük sıcaklıklarda kapasite kaybına eğilim gösterir. Frekans karakterinin kötü olması yüksek frekanslarda kullanımını kısıtlamaktadır.
- Tantalum elektrolitik kondansatör: Alüminyum elektrolitik kondansatörle benzer özellikler gösterir ancak daha düzgün frekans ve sıcaklık karakteristiğine sahiptir. Kaçak akımı büyüktür ve düşük sıcaklıklarda performansı daha yüksektir.
- OSCON (OS-CON) kondansatör: Yalıtkan olarak polimerleştirilmiş organik yarıiletken katı elektrolitik bulundurur. Yüksek fiyatını uzun ömürlü oluxuyla telafi eder.
- Süper kondansatör: Karbon aerojelinden imal edilir. Oldukça fazla kapasite değerleri sunar. Bazı uygulamalarda şarj edilebilir piller yerine kullanılır.
- Gimmick kondansatör: Yalıtılmış iki telin birbirine dolanmasıyla oluşturulur. Her bir tel bir plakayı temsil eder. Gimmick kondansatörü ayarlanabilir bir kondansatör şeklidir. Tellerin birbirine dolanması veya dolanmaması durumunda % 20 kadar bir kapasite değişimi oluşur.
| Tantalum | Alüminyum | Seramik | Film | |
|---|---|---|---|---|
| Yalıtkan | Tantalum pentaoksit (Ta2O3) | Alüminyum oksit (Al2O3) | Baryum titanat türevleri | Polyester, polipropilin vb. |
| Dielektrik katsayısı | 27 | 8 ~ 10 | 1500 ~ 15000 (Baryum titanat) | 2.1 ~ 3.1 |
| Şekil ve tipi | Çip, batırma | Vida, soket, çip | Çip, batırma | Çip, batırma |
| Avantajları | Küçük boyutta görece yüksek kapasite, yarı kalıcı çalışma ömrü | Ucuz, küçük boyutta yüksek kapasite | Küçük boyut, kutupsuzluk | İyi karakteristik, yaygın çalışma gerilimi yelpazesi, yüksek güvenilirlik |
| Dezavantajları | Kısıtlı çalışma gerilimi yelpazesi, kutupluluk | Sıcak ortamda kısa çalışma ömrü, yüksek kapasite toleransı, kutupluluk | Kapasite değerinde sıcaklığa ve gerilime yüksek bağımlılık | Boyutta büyüklük |
Tipi | Kapasitesi (C) | Tolerans | TipikAC gerilim | TipikDC gerilim | Sıcaklık sabiti |
Kağıt | 10nF-10µF | ±%10 | 250V-500Vrms | 600V | 300 ppm/°C |
Mika | 5nF-10nF | ±%0.5 | – | 60-600V | 100 ppm/°C |
Seramik | 5pF-10nF 5pF-1µF 1nF-47µF | ±%10 ±%20 ±%10 | 250V | 60-10kV 60-400V | ±30 ppm/°C Değişken Değişken |
Polistren | 50pF-0.5µF | ±%1 | 150V | 50-500V | -150 ppm/°C |
Poliyester | 100pF-10nF 1nF-47µF | ±%5 | 400V rms | 400V | 400 ppm/°C |
Polipropilen | 1nF-100µF | ±%5 | 600V | 1250V | -170 ppm/°C |
Aliminyun Elektrolitik | 1µF-22000µF 1µF-100000µF | ±%20 ±%50 | Polarize Polarize | 6-100V | 1500 ppm/°C |
Tantalyum Elektrolitik | 1µF-1000µF 1µF-2000µF | ±%10 ±%5 | Polarize Polarize | 1-50V | 500 ppm/°C 200 ppm/°C |
Tipi | fR | tan | Kaçak direnci | Kararlılık | Tipik Uygulamaları |
| Kağıt | 0.1MHz | 0.005 0.01 | 1010ohm109ohm | Düşük | Motor kont. Genel amaçlı |
| Mika | 10MHz | 0.0005 | 1011ohm | Çok iyi | Yüksek frekans devreleri |
| Seramik | 10MHz 10MHz 100MHz | 0.002 0.02 0.02 | 108ohm 108ohm 1010ohm | iyi düşük iyi | Sıcaklık kontrolü Kuplaj&dekuplaj (by-pass) |
| Polistren | 10MHz | 0.0002 | 1012ohm | çok iyi | Ayarlı devreler Filtreler Zamanlayıcılar |
| Poliyester | 1MHz 0.5MHz | 0.005 0.01 | 1010ohm 1011ohm | Düşük | Genel amaçlı Kuplaj&dekuplaj |
| Polipropilen | 1MHz | 0.0003 | 1010ohm | Düşük | Genel amaçlı Motor başlangıç ve çalıştırma |
| Aliminyun Elektrolitik | 0.05MHz | 0.08 | Kaçak akımına bağlı | Düşük | Alçak frekans dekuplajında güç kaynaklarında |
| Tantalyum Elektrolitik | 0.1MHz | 0.01 0.001 | Kaçak akımına bağlı | iyi çok iyi | Ses frekansında kuplaj ve dekuplaj elektronikdevreler zamanlama dev. |
1. 1ppm =10-6 kapasite birimidir.
Örneğin :300ppm/°C ‘nin anlamı; her sıcaklık derecesi altında, kapasite 300*10-6F artmaktadır.
2. “+”ppm = Sıcaklık arttıkça kapasite de artıyor anlamındadır.
3. “-“ppm = Sıcaklık arttıkça kapasite de küçülüyor anlamındadır.
Tan= RS/XC kayıp sabitidir. Rs plakalar arası yalıtkandaki enerji kaybını sembolize etmektedir. Kondansatöre seri bağlı bir RS direnci varmış gibi düşünülür. RS ve dolayısıyla da “tan” küçük olursa kondansatör o kadar kaliteli demektir.
