Kapasitör ve Bobinin çalışmasını kafamızda nasıl canlandırabiliriz?

[taydin]

Bunun için en iyi yol, mekanik bir sisteme benzetme yapmak, çünkü mekanik sistemin çalışmasını bizzat görüp hissedebiliyoruz.

Hem kapasitörü hem de indüktörü modellemede, yaylı sarkaç örneği çok açıklayıcıdır. Yaylı sarçak sistemi, paralel bağlı bir bobin ve kondansatörden oluşan LC devresinin neredeyse birebir eşdeğeridir. Sarkacın denge durumundan sapma mesafesi kapasitör voltajını, sallanan kütlenin hareketi de bobin akımını temsil ediyor.

Aynen bobinde nasıl geçen akımı anında artıramıyorsak, kütleyi da anında belli bir hızda hareket etmesini sağlayamıyoruz. Ancak aşama aşama o hıza çıkarabiliyoruz. Aynı şekilde, nasıl kapasitörün voltajını anında belli bir değere getiremiyorsak, kütlenin yüksekliğini de anında belli bir seviyeye çıkaramıyoruz. Ancak aşama aşama o yüksekliğe çıkıyor.

Bu modelleme o kadar isabetli ki, bu sistemleri açıklayan denklemler de birebir aynı:

LC circuits

 

[Sercan]

Bobin olayı her zaman bana karmaşık geliyor. Ya da tam öğrenemediğim için öyle hissediyorum. Bunun için deney örnekleri de olsa ne güzel olur kendimiz test ederiz.

 

[taydin]

Bobin olayı her zaman bana karmaşık geliyor. Ya da tam öğrenemediğim için öyle hissediyorum. Bunun için deney örnekleri de olsa ne güzel olur kendimiz test ederiz.

Bobinin anlaşılması bana kapasitöre göre daha kolay geliyor. Bobinin elektriksel davranışının mekanikteki karşılığı "atalet" kavramıdır. O yüzden bobini örneğin ağır bir tekerleğe de benzetebiliriz. Durağan durumdaki ağır bir tekerleği belli bir dönüş hızına hemen çıkarmak zordur, kendi ataletinden dolayı tekerlek buna direnir. Aynı şekilde, halihazırda belli bir hızla hareket eden bir tekerleği de hemen durdurmak da zordur, kendi ataletinden dolayı tekerlek buna da direnir.

İçinden akım geçmeyen bir bobinden belli değerde bir akımı hemen geçirmek de zordur, çünkü bobin manyetik alanın yarattığı ters EMK ile buna direnir. Halihazırda içinden belli bir akım geçen bobindeki akımı hemen sıfıra indirmek de zordur, çünkü bu sefer de bobin manyetik alanının yarattığı EMK mevcut akımı geçirmeye devam etmeye çalışır.

Ağır tekerlekteki dönüş hızı, bobinden geçen akıma karşılık geliyor. Her ikisine de çok kısa sürede değiştirmek zordur, buna direnirler.

Yüksek frekans tepkisinin de bu ağır tekerlek modeli ile anlayabiliyoruz. Saniye 1 defa tekerleği sağa ve sola çevirebiliyoruz, ama saniyede 10 defa yapmak çok zordur, çok büyük kuvvet gerektirir. Ancak çok küçük ileri geri hareket elde ederiz.

Aynı şekilde endüktansı yeterince yüksek olan bir bobinden saniyede 1 defa ileri ve geri yönde akım geçirebiliriz. Ama bunu saniyede 10 defa yapmaya çalışırsak, manyetik alanın yarattığı ters EMK (elektromotor kuvvet) buna direnir ve her iki yönde ancak çok küçük akımlar geçirebiliriz.

 

[Sercan]

Araba motorlarındaki volan gibi de düşünülebilir o zaman. Bir çeşit hareket dengeleme yöntemi yani. Böyle bakınca çok daha kolay anlaşılıyor... Bir anda aydınlanma yaşadım

O zaman bir devre hazırlarken güç bağlantısına bobin ve kondansatör ekleyerek soft-start denilen durum mu olur? Bir anda yüksek gerilim ve akım akmasını engelleyip, ilk güç verme durumunda oluşabilecek tersliklere karşı devreyi korurken, çalışma esnasında da daha kararlı bir gerilim-akım sağlamış oluruz.

 

[taydin]

Evet aynen volan örneği düşünülebilir. Üzerinde iğne biçimli parazitlerin olmadığı bir besleme voltajı elde etmek için besleme hatlarına seri şok bobini konur. Ben de bu spektrum analizör için yaptığım lineer güç kaynağında köprü diyottan sonra 500 µH seri şok bobini koydum, böylece kapasitörleri şarj akımını 25 amperler seviyesinden 18 amperlere düşürüyorum. Daha uzun ömür sağlaması lazım.