KAPASİTİF REAKTANS HESAPLAYICI (TRAFOSUZ ADAPTÖR)

Merhabalar, hoşgeldiniz.

Transformatörsüz adaptör devresi yeni bir uygulama değil; eskiden beri biliniyor ve internet ortamında yanlışıyla, doğrusuyla birçok örnek uygulaması da var. LED yakmak, akü ya da pil şarj etmek için kullanılabiliyor. Şarjlı ışıldaklarda ve bazı çin malı adi fenerlerde de bataryanın şarjında, transformatöre göre daha ucuz olduğu için tercih ediliyor. Bazı programlamalı uygulamalarda mikrodenetleyiciyi beslemek için kullananlar da var. 

Birçok firma ürünleri içerisinde, hobistler de basit uygulamalarında; uygulama kolaylığı, hafifliği, ucuz olması nedeniyle transformatörsüz adaptör devresi kullanıyor. Aralarında japon mallarının da bulunduğu elektrik-elektronik ürünlerinin birçoğunun içinde bu devreye rastlanabiliyor. Çin ürünlerinden bahsetmeme zaten gerek görmüyorum, biliyorsunuz.

Trafosuz Adaptör Örnek Devre Şeması.

Transformatörsüz adaptör devresi, şebeke hattına seri bir kondansatör, bu kondansatöre bağlanmış yarım dalga ya da tam dalga doğrultucu(diyot köprüsü), doğrultucu çıkışında bir filtreleme kondansatörü ve çok zaman da zener diyodu kullanılarak elde edilmiş basit ve küçük bir besleme ünitesidir. Ancak bu devrenin bazı olumsuzlukları ve sakıncaları vardır;

-Gerilim çok yüksek, ancak çekilebilecek akım son derece düşüktür. Bu nedenle ideal gerilim-akım eldesi mümkün değildir.

-Çıkışa uygulanacak zener diyodu, zaten zayıf olan akımın önemli miktarını üzerinden geçirerek öldürür, çıkışa birşey bırakmaz. 

-Zener diyodu, kendisine uygulanan yüksek gerilimin yarattığı stres nedeniyle çabuk bozulabilir, bu durum çıkışa aniden yüksek gerilim uygulanmasına ve yükün bozulmasına neden olabilir.

-Devrenin çıkışı şebekeden izole değildir. Devrenin her yerinde faz temaas'ı vardır. Bu nedenle çarpılma rizikosu çok yüksektir. Faz, kondansatörlü tarafa denk gelmeyebilir. Bu, daha da tehlikelidir. Zaten kondansatörden geçse bile şiddetli çarpmaya sebep olabilen elektrik akımını taşıyan faz hattının, kondansatörün bulunmadığı tarafa denk gelmesi daha sakıncalıdır.

-İzolasyonsuz olması hassas elektronik aletler için de risklidir. Yazılımlı cihazların fazı engellemeyen bu devreye temaas etmesi, sapıtıp bozulmalarına neden olabilir.

-Ripple oranı yüksektir. Bazı programlamalı devrelerde kullanılsa da önerilmez. Ripple durdurmak için uygulanacak filtre ile devrenin maliyeti transformatörlü devreyi geçer.

-Şebekede oluşabilecek piklere karşı duyarlıdır. Devrenin kendisi zarar görebileceği gibi, kendisine bağlanan yüke de zarar verebilir.

-Şebekede bağlıyken harcanan güç, transformatörlü devreye göre çok daha fazladır. Dolayısıyla devrenin kendisi ucuz olsa da, uzun vadede faturaya yansıyacağı için enerji ve doğa düşmanıdır.

Tüm bu olumsuzluklarına rağmen, yeterli güvenlik önlemi sağlanır ve diğer olumsuzlukları gözardı edilirse, transformatörsüz güç kaynakları kullanışlı olabilir. Hatta ben de, birçok şahsi projemde bu devreden azami şekilde faydalanıyorum. 

Bir hobist olarak, kendi devrelerinizi beslemek için bu tip bir güç kaynağından faydalanmak isterseniz, işi kolaylaştırmak için, paylaştığım excell hesaplayıcıyı kullanabilirsiniz. Ama önce kapasitif reaktansın nasıl direnç gibi kullanılacağını açmam gerekecek.

Trafosuz adaptör devresinde mantık, direnç, ya da direnç vazifesi görecek bir kondansatörü ana şebeke hattına seri bağlayarak kullanmaktır. Kondansatör, Doğru Akım (DC) uygulandığında bir süre için akımı iletir, fakat şarj oldukça daha az akım iletmemeye meylederek sonunda tam şarj olup yalıtkanlaşır; elektronikte buna "sonsuz direnç göstermeye başlar" diyoruz. Alternatif Akım (AC) uygulandığında ise, tam bir iletken gibi davranır. AC'nin sürekli yön değiştiren karakteristiği nedeniyle bir dolup bir boşalarak, elektrik akımını devamlı iletir. Bu iletim, kondansatörün kapasitesi ile doğru orantılı olarak artar ya da azalır. 

Kondansatörün Alternatif Akım karşısında "direnç gibi davranarak" akım geçirmesine "kondansatörün kapasitif reaktansı" ya da kısaca "kapasitif reaktans" diyoruz.

Kapasitif reaktans formülü aşağıdaki gibidir:

Xc = 1 / (2 . Pi . f . C)

İfade olarak yazacak olursak;

"Kapasitörün alternatif akıma gösterdiği reaktans; 2 kere, 'pi' kere, frekans kere, kapasite'nin tersi'dir." şeklindedir.

Formülden hiç sıkılmayın. Ben size zaten otomatik hesaplayıcıyı vereceğim. Ama konunun içi boş, sığ olmasın diye araya değerli bilgiler serpiştirmeye çalışıyorum.

Formüldeki Xc ifadesi, kondansatörün reaktansıdır. Pi, bildiğimiz "pi sayısı" demektir. "f" harfi, şebeke cereyanının frekans değerini temsil eder, hesaplarken oraya 50 rakamı koyacağız. Çünkü priz cereyanındaki elektriğin frekansı 50Hz'dir. C ise, elimizdeki kondansatörün kapasite değerini "Farad" cinsinden temsil eder.

Rassal kapasite değerleri seçerek ideal akım değerini tutturmaya çalışıyoruz. Burada aslında watt değeri de önemlidir. Konu çok detaylı ve sıkıcı, ben de çok uzatmadan hesaplayıcıdan bahsedeceğim.

Kapasitif Reaktans Hesaplayıcı'nın Görünümü.

Resimde gördüğünüz gibi, hesaplayıcı bazı bölümlerden oluşmaktadır. 1 no'lu bölüm, çeşitli değerler girerek sonuç elde edeceğiniz bölümdür. Burada, "Kapasite" yazısının karşısındaki hücreye elle değer girerek ENTER yapın. Otomatik olarak kondansatörünüzün kaç değerde direnç göstereceğini, bu devreden ne kadar akım çekilebileceğini; ayrıca devrenin toplam güç harcamasını da gösterecektir. 

2 no'lu bölüm, standart değerli bazı kondansatörlerin hesaplama sonuçlarını hazır olarak gösterir bir tablodur. 3 no'lu bölümde formülü görmektesiniz. Ortada ise soldan sağa sırayla, kondansatörü (kapasite) icat eden ve geliştiren kişilere atfen fotolar koydum. Eeeee, emeğe saygı.😉

Uyarılar, Son Notlar:

-Yukarıda da bahsettim, tehlikeli bir işle uğraştığınızı unutmayın. Yaptığınız devrenin her yerinden, LED bağladıysanız LEDlerden, pil ya da batarya bağladıysanız kutuplardan, faz akımına kapılacağınızı unutmayın. Bu devre çıkışta düşük değer okutur ama, elektrik-elektronik bilginiz yeterliyse, "şebekeden yalıtmak" deyişinin ne demek olduğunu bildiğinizden, zaten ne demek istediğimi anlamışsınızdır.

-Hesaplayıcıda ufak tefek kusurlar olabilir. Ben bu hesaplayıcıyı devamlı kullanıyorum. Lakin virgülden sonraki küsuratlarda zaman zaman sapmalar gördüğüm oluyor. Bir hata farkederseniz bana bildirebilirsiniz.

-Bu konu bu kadar kısa değil, daha detaylı ve çok fazla teknik detay, çok fazla terminoloji içeriyor. Fakat başlığın amacı hesaplayıcı paylaşmak olduğundan, elden geldiği kadar bilmeyenlere yardımcı olmak istesem de, ileri düzey hobistleri sıkmak istemediğimden kısa kesiyorum.

-Bu tip bir besleme devresini her yerde kullanamayacağınızı son kez bir daha hatırlatarak artık yazıma son noktayı koymak istiyorum.

Hesaplayıcıyı aşağıdaki linkten indirebilirsiniz. 

İyi çalışmalar.

İNDİR