Kondansator'den nasil akim gecer??

[nusyil]

Herkese merhaba,

Kondansator iki iletken arasinda bir yalitkan materyalden olustuguna gore nasil uzerinden akim geciyor bunu basitce anlatabilirmisiniz??

Fiziksel olarak iki kutup arasindan akim gecmesi mumkun olmadigina gore bu gecen akim elektromanyetik akim gibi birsey midir?? (Transformator mantigi)

[OG]

Kısaca,

Yalıtkan malzemeler elektriği iletmez ama üzerinde elektrik yükü yükü depolar. Depoladığı elektriği yükünü de tekrar geri verebilir.

Depolamaya şarj, depolananı geri almaya deşarj denir.

Kondansatör bu özelliğin kullanılması olayıdır. 2 iletken arasına 1 yalıtkan.

İletkenlere uygulanan potansiyel miktar yalıtkanda yüklü potansiyel miktardan çok ise, aradaki fark kadar daha yüklenmeye başlar. Yüklenme anında dışarıdan akım alınmaktadır. Potansiyeller eşitlenince yükleme durur yani akım kesilir.

Tersi durumda, yalıtkanda yüklü elektrik potansiyeli iletkenlerdekinden fazla ise Tersi işlem gerçekleşir.

Bu yalıtkana elektrik yüklemek veya geri almak işi iletkenler ve onun dış bağlantıları yolu ile olduğundan bu bağlantılardan akım akar.

[nusyil]

@ OG,cevabiniz icin tesekkurler!

Evet dediginiz dogru. Bir de soyle bir soru sorayim :

Soyle bir devreyi gozunuzde canlandirin. Bir kondansator,ona seri bir direnc ve bir batarya. Devre bu. Devreye enerji verildiginde bu seri direnc uzerinden nasil akim akiyor ben onu anlamakta zorluk cekiyorum. Cunku devre seri, ve kondansatorlerin plakalarini arasinda iletkenlik olmadigina gore devrenin bu noktada acik devre olmasi gerekmiyor mu mantiken??

Evet yillar once meslek lisesinde Elektroteknik dersinde kondansatorleri, baglantilari, yuk hesaplari vb. ayrintilariyla gorduk. Ve sizin acikladiginiz sekilde kondansatorun calisma prensibini "kabul ettik". Tamam kabul ettik de, gelgelelim bunu bir turlu mantigima izah edemiyorum . Cunku akim yonunu izledigimizde, bataryanin pozitif kutbundan cikti, kondansatorun bir plakasina geldi.. Baktik karsimizda yalitkan bir bosluk veya ??Eeee oradan karsiya nasil gecip direnc uzerinden bataryanin negatif kutbuna gidip devreyi tamamlayacak??( Benim mantikta bir ariza mi var acaba )

Saygilar....

[Seferi]

@ OG,cevabiniz icin tesekkurler!

Evet dediginiz dogru. Bir de soyle bir soru sorayim :

Soyle bir devreyi gozunuzde canlandirin. Bir kondansator,ona seri bir direnc ve bir batarya. Devre bu. Devreye enerji verildiginde bu seri direnc uzerinden nasil akim akiyor ben onu anlamakta zorluk cekiyorum. Cunku devre seri, ve kondansatorlerin plakalarini arasinda iletkenlik olmadigina gore devrenin bu noktada acik devre olmasi gerekmiyor mu mantiken??

Evet yillar once meslek lisesinde Elektroteknik dersinde kondansatorleri, baglantilari, yuk hesaplari vb. ayrintilariyla gorduk. Ve sizin acikladiginiz sekilde kondansatorun calisma prensibini "kabul ettik". Tamam kabul ettik de, gelgelelim bunu bir turlu mantigima izah edemiyorum . Cunku akim yonunu izledigimizde, bataryanin pozitif kutbundan cikti, kondansatorun bir plakasina geldi.. Baktik karsimizda yalitkan bir bosluk veya ??Eeee oradan karsiya nasil gecip direnc uzerinden bataryanin negatif kutbuna gidip devreyi tamamlayacak??( Benim mantikta bir ariza mi var acaba )

Saygilar....

Zaten dc güç kaynağı var ise kondansatör açık devre olur, yani akım akmaz. Olay şöyle, temelde akım elektronların hareketi ile oluyor. Yani güç kaynağının negatif ucu elektronları iter, pozitif ucu elektronları çeker ve bu elektron akışı; akımı  meydana getirir (eskiden akım pozitiften negatife akıyor denildiği için akım elektronun tersi yönünde aktığı kabul edilir) .  Şimdi kondansatör güç kaynağına bir anahtar ile bağlı ve başlangıçta boş kabul edelim() , anahtar kapatıldığında ilk etapta akım akışı olur ve kondansatör dolunca durur(Kaynağın potansiyeline eşit olduğu zamanda durur). Bu da şöyle oluyor, güç kaynağının negatif ucundan giden elektronlar kondansatörün bir plakasına yayılır çünkü karşıya geçemiyor, karşı taraftaki plakadan da elektronlar, kaynağın pozitif tarafına doğru çekilir, (YANİ PLAKALARIN ARASINDAN GEÇEN ELEKTRON OLMASA BİLE HAREKETLİLİK VAR YANİ AKIM AKIYOR), bu elektronu çekilen plaka pozitif yüklüdür artık, elektronlu taraf da negatif yüklüdür ve bu plaka arasında bir elektrik alan meydana gelir.
Yanlışım varsa düzeltin bende bu kadarını biliyorum.

[OG]

Evet dediginiz dogru.

Sınav mı yaptınız? Geçtim mi?

---------------

Elektrik'de akım, voltaj gibi parametreler olduğu gibi YÜK gibi çok önemli bir terim var, genelde Q harfi ile gösterilir.

Bu konuları anlamaya çalışırken su akışını, su kabını, su miktarını düşünürseniz çok daha iyi örneklemiş olursunuz.

Kondansatörü de anlamaya çalışırken su örnekleri ile düşünmek anlaşılması için daha faydalı olur.

Direnç ve kondansator bağlı, nasıl akım geciyor sorusu,

Bir su borusu ile bir kaba su dolduruyorsunuz,
su borusunun çapının azalması = direnç artışı,
kabın HACMİ = kondansatorun kapasitesi (farad ile anılan parametre)

Boru daralırsa direnç artar yani su akım şiddeti azalır (amper)

Suyu akım şiddetine (Amper) ve akıttığınız miktara (süre, t) bağlı olarak, kabda su miktarı birikir (yük, Q)

Elektrikde de
Q = I x t
Akım çarpı zaman

Direnç artarsa I azalır, birim zamanda biriken su miktarı (Q) az olur. Tersi durumda da tersi gecerli.

Kondansatorde akımın (amper) kap örneğindeki su ile bir farkı vardır.
Kabı doldururken su akım miktarınız sabit olsa da ,
kondansatörde,
(dolduran kaynak potansiyeli - dirençte düşen potansiyel) değeri, kondansatore esas baskı yapan aktif potansiyel olduğundan,
bu aktif potansiyel ile dolan kabın (kondansator) ulaştığı potansiyel arasındaki fark kadar akım basabileceğinden,
Akım, dolum sürecince sabit kalmaz,
zamana bağlı olarak azalır,
bu azalma üssel bir şekil alır

http://www.eaydin.etu.edu.tr/Deney3.doc



@mmilamur

Elektrik + dan - ye mi akar veya tersimidir, bunlar halâ net konular değil. "Elektrik" kelimesi ile anlaşılanın ne olduğuna bağlı olarak değişir.

Elektron akışı vardır, Çok elektronlu uçtan (eksiden) az elektronlu uca (artıya)
Elektronun tersi yönde de boşluk akımı vardır, bunada pozitif yük akımı denir.

Bu tip kabuller vardır. Hiç birisi gözlenmiş olmadığından kabullerle gidilir.

[elektronikhobi]

Sığaç enerjiyi iki tane iletken plakası arasında enerjiyi depolayabilen bir elemandır.

Örneğin bir tarağı yüne sürtüp, dokundurmasanızda daha sonra ufak parçalara çok yaklaştırdığınızda bu kağıtları çektiğini görürsünüz. İşte burada da bir yük hareketi var.



Örneğin biraz slikon malzemenin üzerine bir miktar yalıtkan oksit malzeme ve onun da üzerine örneğin bir metal koyarsam bir sığaç yapmış olurum. Burada örneğin    SiO2'nin malzemesi çok bulunan bir malzeme. Kum 

Hatta yalıtkan malzeme olarak hava bile kullanılabilir. Örneğin boşluğun geçirgenlik katsayısı şu:

[jstex]
\epsilon_0 \approx
8.854\times10^{−12}[/jstex]

Aynı zamanda kıvıl (elektriksel) sabit olarak da isimlendiriliyor.

http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?ep0|search_for=universal_in!

Bize bu boşluk fazla gibi gelebilir. Ancak bu malzemelerin bir kısmı nanometre ölçeğinde üretiliyor. Bir nanometre ise bir metrenin milyarda biri.

Çalışma prensibine gelince sığaç enerjiyi sığa (yük) halinde depolayabilen bir eleman demiştik.



Burada ε geçirgenlik sabiti, A plakalardan bir tanesinin alanı, d iki plaka arasındaki mesafe. Zaten dikkat ederseniz sığayı bu geçirgenlik sabitine bağlı olarak hesaplıyoruz. Eğer geçirgenlik olmasaydı sığayı da hesaplayamazdık.

Bu sığaçın iki plakasına artı gerilim uygulandığında plakaları arasında bir kıvıl alan oluşur. Plakalarda biriken yük miktarı arttıkça sığacın gerilimi artar, gerilim kaynağı ile arasındaki gerilim farkı azalmaya başlar. Gerilim farkı azaldığı için bir noktadan sonra sığacın gerilimi gerilim kaynağı ile eşit olur ve akım geçmez.

Benim bildiklerim bunlar. Eğer yarı iletken fiziği gibi dersleri alan arkadaşlar varsa onlar daha ayrıntılı açıklama yapacaklardır! 

[Seferi]

@mmilamur

Elektrik + dan - ye mi akar veya tersimidir, bunlar halâ net konular değil. "Elektrik" kelimesi ile anlaşılanın ne olduğuna bağlı olarak değişir.

Elektron akışı vardır, Çok elektronlu uçtan (eksiden) az elektronlu uca (artıya)
Elektronun tersi yönde de boşluk akımı vardır, bunada pozitif yük akımı denir.

Bu tip kabuller vardır. Hiç birisi gözlenmiş olmadığından kabullerle gidilir.

Bende de arkadaşın bu sıkıntısını çekiyordum(hala da çekerim), sürekli soruyordum etrafta arkadaşlara olsun hocalara olsun. Genelde birbirine yakın cevaplar alıyordum. Benimde mantığıma yatmıyordu bir türlü(Dahada yattığı söylenemez de..). Dersi falan bıraktım bi ara kütüphanede kitap karıştırıyordum sürekli elektrik denilen şeyi neymiş diye. Daha da kafama oturtamadığım çok şey var ama dediğiniz gibi kabuller var, ve daha gözle görülür bir şey yok. En sonunda beni rahatlatan o oldu (bu gibi şeylerin daha gözlemlenemediği) yoksa kafayı yiyecektim. Sanıyorum doğada direkt karşılığını bulamadığımız, görmediğimiz şeyleri anlamak benim gibilere zor geliyor. Yukarıda arkadaşın sorusunu daha geçen çarşamba aynı şekilde okulda hocaya bende sordum, önce aklıma yatmayan birkaç cevaptan sonra ve bana mantıklı gelen elektron olayını kafama yatırdım, forumda da aynı soruyu görünce hemen daldım.

[Erhan YILMAZ]

Kapasiteden geçen akım yer değiştirme akımı diye geçer. Bu akımında devreden geçen akıma eşit olduğunun ispatı yapılır. Fizik veya Elektromanyetik alan teorisi derslerinde anlatımı yapılır. Elektrik alan ile ilgili bi durum kapasite yalıtkan akım geçmez diyemeyiz direk.

[elektronikhobi]

Aslında Maxwell denklemleri de bu olayı açıklıyor.

[jstex] \nabla \cdot \mathbf{E} = \dfrac {\rho} {\varepsilon_0}[/jstex]

[jstex]\oint \mathbf{E} \cdot dS =  \dfrac {q} {\varepsilon_0}[/jstex]

Aslında ikisi de aynı formül üstteki türevsel alttaki tümlevsel gösterim.

Bu formüllerde anlatılan şu. İki yüzey araşında oluşan kıvıl alan, o yüzeyin içinde hapsolmuş yük miktarı (yoğunluğu) ile boşluğun kıvıl geçirgenliğinin €0 birbirine bölümüne eşittir.

Demek ki sığacın üzerinden tel gibi bir iletken geçmese de, kıvıl alan sayesinde bir akım geçiyor. Bu akıma da yer değiştirme akımı deniyor. muş 

[aliveli]

Kondansatörün "içinden" akım geçmez.

Kapasiteden geçen akım yer değiştirme akımı diye geçer. Bu akımında devreden geçen akıma eşit olduğunun ispatı yapılır. Fizik veya Elektromanyetik alan teorisi derslerinde anlatımı yapılır. Elektrik alan ile ilgili bi durum kapasite yalıtkan akım geçmez diyemeyiz direk.

kondansatörü su borusu içindeki ince lastik gibi düşünebilirsin. Resimdeki gibi lastik, suyun akışıyla sürekli gerilip bırakılırsa( AC) sistemdeki suda hareketlenme sürekli olacaktır (kondansatörün acyi geçirmesi) bu kondansatörün şarj deşarjı ama sürekli aynı yöne su basılırsa (DC) sistemde lastik iyice gerilene kadar (hareketi potansiyel enerjiye çevirme) hareket olcak, lasik tamamen gerildiğinde (kondansatör tam şarj olana kadar) ise herhangi bir su akışı olmayacaktır.(kondansatörün şarj olduğunda dcyi iletmemesi, açık devre olması)

http://www.wisc-online.com/objects/ViewObject.aspx?ID=ACE4803

[Erhan YILMAZ]

Kondansatörün "içinden" akım geçmez.
(Resim gizlendi görmek için tıklayın.)
kondansatörü su borusu içindeki ince lastik gibi düşünebilirsin. Resimdeki gibi lastik, suyun akışıyla sürekli gerilip bırakılırsa( AC) sistemdeki suda hareketlenme sürekli olacaktır (kondansatörün acyi geçirmesi) bu kondansatörün şarj deşarjı ama sürekli aynı yöne su basılırsa (DC) sistemde lastik iyice gerilene kadar (hareketi potansiyel enerjiye çevirme) hareket olcak, lasik tamamen gerildiğinde (kondansatör tam şarj olana kadar) ise herhangi bir su akışı olmayacaktır.(kondansatörün şarj olduğunda dcyi iletmemesi, açık devre olması)

http://www.wisc-online.com/objects/ViewObject.aspx?ID=ACE4803

Kapasitenin üzerinden akım geçmiyorsa I=c*dVc/dt eşitliğini kim icat etti?

[Erhan YILMAZ]

http://en.wikipedia.org/wiki/Displacement_current

https://www.google.com.tr/search?q=displacement+current&hl=tr&prmd=imvnsb&source=lnms&tbm=isch&ei=f62tT_C3KsfHswbOhKSRBA&sa=X&oi=mode_link&ct=mode&cd=2&ved=0CA4Q_AUoAQ&biw=1366&bih=639

[nusyil]

Cevap veren butun arkadaslara ayri ayri tesekkur ediyorum!!

@og bey,

Verdiginiz ayrintili aciklamalara mutesekkir olmakla beraber bastaki "Sinav mi yaptiniz? Gectim mi?" sorunuzu yadirgadim. Kimseyi sinamak ne niyetim ne de haddim degil. Sadece bir onceki cevabiniza katildigimi belirtmek amaciyla " Dediginiz dogru" demistim.

Su ornegini ben de kullanirim. Konulari kavramada cok faydasi oluyor. Lakin verdiginiz su orneginde kondansatoru bir kaba benzetmissiniz. Ben ise su orneginde kondansatoru suyun onundeki beton bir sete benzetiyorum. Bir set, arada kalin bir duvar ve bir set daha. Eger suyun basinci  cok fazla ise setti ve duvari delip gecebilir (Yalitkanligin delinmesi, kondansatorun kisa devre olmasi).Onun haricinde su setti gecemez.

Seri devreyi bir kagida cizdigimizi varsayarsak elimize bir kalem alalim ve bu kalemin ucunu bataryanin  Artisina koyalim. Daha sonra kalemimizi akim yonunde eksiye dogru kagit uzerinde cizerek ilerleyelim (veya eksiden artiya,artik nasil kabul ederseniz). Cizgimiz (akim) direncin ucuna geldi. Devam edelim. Direncin icinden gecti cunku direncin iki ucu birbirine bagli. Kalemi kaldirmadan akimi cizmeye devam edelim. Kondansatorun bir ucuna geldiiiii. Simdi bu kalemle bu aralarinda hicbir baglanti ve iletkenlik olmayan (Adeta acik bir anahtardan farksiz) kondansatorun bir ucundan diger ucuna bu cizgiyi nasil cekecegiz?? Ha sunu derseniz olur : Akimin bir kolu bataryanin artisindan cikip direncin icinden gecerek kondansatorun bir ucuna gelir, diger ucu da eksiden cikip kondansatorun diger ucuna direkt ulasir, boylece kondansator dolmaya baslar.( Tabii bu varsayim benim bugune kadar ogrendigim bilgilere gore yanlis. Akimin bir uctan cikip digerine ulasmasi gerekiyor). Bunun haricinde kondansatorun "icinden" akim akmayacagina gore "Kondansatorden akan akim" derken kasdedilen bu "akim" ne menem bir akimdir?? "Icinden" akmiyorsa neresinden akiyor??

Tamamen duz mantikla soruyorum biri bana DC bir devrede bir kondansatorun acik bir anahtardan ne farki oldugunu izah edebilir mi?? Sorum cogu kimseye sacma gelebilir, cunku dedigimiz  uzere bircok olayi "kabullenme " uzerinden hallediyoruz.

@mmilamur bey,

demek ki bu konu birtek benim kafami kurcalamiyormus,en azindan yalniz degilmisim


@elektronikhobi

Verdiginiz bilgiler benim icin cok ust duzeyde muhendislik bilgileri, acikcasi beni asan konular Ancak yanilmiyorsam maxwell denklemleri ile gosterdiginiz bolumde  elektromanyetik alan (kivil) sayesinde bir akim geciyor demissiniz. Yani trafo mantigi gibi sanirim?


@aliveli
Verdiginiz ornek ve aciklamasi,akla en yatkin ve anlasilmasi en kolay ornek olarak gorunuyor. Zannederim aradigim cevaba en yakin cozum bu olsa gerek.

[elektronikhobi]

Kondansatörün "içinden" akım geçmez.

Ali bey böyle diyemeyiz. Eğer su benzetimi ile gösterdiğiniz resimde zar içinden su molekülleri geçemeseydi zar sola doğru esner ve o noktada basınç farkı eşitlendiği için kalırdı. Tekrar sağa hareket etmezdi. Ama zaten sizin verdiğiniz bağlantıda da esnek ince zar demişler. Bunu su moleküllerini molekül boyutunda geçirebilen bir zar olarak düşünmek doğru olur sanırım. Örneğin tuzlu suyu da bu yöntemle ayırabiliyorlar.

Dediğim gibi sığacın iki plakası arasında oluşan kıvıl alan sayesinde bir akım geçiyor. Buna örnek olarak şimşek çakmasını gösterebiliriz. Aradaki mesafe fazla olmasına rağmen boşluğun ya da havanın da bir geçirgenlik katsayısı var.

Sığacın gerilimi v olsun diyelim. Eğer anlık olarak sığaca bu v gerilimden çok düşük ya da çok yüksek bir gerilim uygularsanız gene yukardaki durum meydana gelir. Hatta sığaç depoladığı yükleri tutmaya devam eder. O yüzden yüksek gerilimli bir sığacı kısa devre yaparsanız, yani anlık olarak sığacın geriliminden çok düşük bir gerilim uygularsanız.

Ne olur? Boom!!

6002-L12-oei12-5_100.mov

[JOKERAS]

Selam,
Bende olayı biraz mekanize ederek anlatayım...
Kapasitelerin indüktif özellikleri vardır,yani sizin kapasitenin bir kutubundan girdiğiniz enerji,
indüktif özellikleri nedeni ile karşı kutupta,kapasitenin büyüklüğünün süresi kadar görünür.
Bu indüktans iki kutup arasındaki potansiyel eşitlenene kadar sürer,bu ptonsiyelide karşı kutubun negatif elektron yükünün gösterdiği direnç oluşturur...
Bir elektrolitik kapasiteyi açın içinde bir yalıtkanın üzerine sarılmış iki metal şerit göreceksiniz.
Bu iki metal elektriksel olarak birbirlerine bağlı değildir,bunları birbirine bağlıymış gibi
davranmasına sebeb olan şey elektrik yükleridir,bu metallerden birine elektrik yüklediğimizde
bu yüklediğimiz elektrik rahat bir şekilde hareket edemeyecek bunun sebebi,yüksüz olan metalin
girişteki metale gösterdiği dirençtir,çünkü o negatif yüklü,bu gösterilen direnç girişteki metalin üzerinde
elektronların yayılımına zorluk gösterir,bu zorluğu gören girişteki metal indüktansa girer indüklenen metal bu sefer kendine zorluk gösteren metalin negatif elektronlarını uçurur,bu birbirine orantılı bir şekilde iki metal arasındaki potansiyel eşitlenene kadar sürer.Potansiyeli eşitlenen karşı metal artık zorlama göstermediği için girişteki metal üzerinde indüktans durur,açık devre oldu.
Yani sizin elektriksel bağlantı dediğiniz şey aslında indüktastan kaynaklanır.
Bu şekilde yorumluyorum.