Kondansatörün Şarj Edilmesi ve Boşaltılması

Şarj ve deşarj, kapasitörlerin iki ana etkisidir. Bu yazımızda, bir kondansatörün şarj edilmesi ve boşaltılması hakkında bilgi edineceksiniz.

Bir kapasitöre voltaj uygulandığında, kapasitöre bir yük uygular. Bu yük, kondansatörün metal plakaları arasında birikir. Yük birikimi, kapasitör plakaları arasında potansiyel fark oluşmasına neden olur. Yani kapasitör üzerinde yerleşik bir voltaj oluşur.

Kondansatör voltajı uygulanan voltaja eşit olduğunda, artık şarj olmaz. Yük, uygulanan voltaj bağlı olsun veya olmasın, kapasitörde kalır.

Plakalar arasında herhangi bir voltaj uygulanmadan iletken bir yol sağlandığında kondansatör boşalır. Aslında sadece kondansatör voltajının uygulanan voltajdan daha fazla olması gerekir. Daha sonra, kondansatör, deşarj yolunda deşarj akımı üretmek için geçici olarak bir voltaj kaynağı görevi görebilir. Kondansatör deşarjı, kondansatör voltajı sıfıra düşene veya uygulanan voltaja eşit olana kadar devam eder.

Aşağıdaki şekilde, kondansatör, uygulanan herhangi bir voltaj kaynağına bağlanmadığından ve dielektrikte elektrostatik alan olmadığından yüksüz nötrdür.

Ancak anahtarın kapatılması, negatif pil terminalinin iletkendeki serbest elektronları A plakasına itmesine izin verir.

Aynı zamanda, pozitif terminal B plakasından serbest elektronları çeker. Dielektrikin A plakasındaki tarafı elektronları biriktirir çünkü bunlar yalıtkandan geçemezler ve B plakası eşit proton fazlalığına sahiptir.

Zıt yüklerin, kapasitör üzerindeki voltaj olan ilişkili bir potansiyel farkı olduğunu unutmayın. Bu örnekte 10 V olan kondansatör voltajı akü voltajına eşit olana kadar şarj işlemi devam eder. Daha sonra, uygulanan voltaj iletkenlerde serbest elektron akışı sağlayamadığı için daha fazla şarj mümkün olmaz. Yüklü kondansatör boyunca potansiyel fark A ve B plakaları arasında 10 V’tur. Bununla birlikte, her plakadan pil terminaline potansiyel bir fark yoktur, bu nedenle kapasitörün şarjı durur. Zıt plakalardaki negatif ve pozitif yükler, gösterildiği gibi, dielektrik boyunca ilişkili bir elektrik alanına sahiptir.

Bu elektrik kuvvet çizgilerinin yönü, elektronları B plakasından iterek bu tarafı pozitif hale getirir. Dielektrik boyunca elektrik kuvvet çizgilerinin etkisi, yükün depolanmasıyla sonuçlanır. Elektrik alanı moleküler yapıyı bozar, böylece dielektrik artık nötr olmaz. Dielektrik aslında elektrik alanının görünmez kuvveti tarafından gerilir. Kanıt olarak, dielektrik, kapasitör boyunca yüksek bir voltaj ile çok yoğun bir alan tarafından kırılabilir. Öyleyse, elektrik alanının sonucu, dielektrikin voltaj kaynağı tarafından sağlanan yüke sahip olmasıdır. Dielektrik bir yalıtkan olduğundan, şekilde gösterildiği gibi voltaj kaynağı çıkarıldıktan sonra bile yük kapasitörde kalır.

Kondansatörün Boşaltılması

Dielektrik boyunca iletken bir yol takip ederek yükü nötrleştirme eylemine kapasitörün boşalması denir.

Şekilde, A ve B plakaları arasındaki tel, deşarj akımı için düşük dirençli bir yoldur. Potansiyel farkı sağlayan dielektrikte depolanan yük ile 10 V deşarj akımı üretilebilir. Negatif plaka, pozitif ve negatif yükler nötralize olana kadar tel aracılığıyla pozitif plakaya çekilen elektronları iter. Kondansatör tamamen boşalmıştır, üzerindeki voltaj sıfıra eşittir ve deşarj akımı yoktur.

Kaynaklar

web.northeastern.edu

acikders.ankara.edu.tr