Bir kapasitörün voltajını ölçerseniz boşalır mı veya kapasitör üzerinde bir etkisi olur mu?

Bir kapasitörün voltajını ölçerseniz, ölçüm cihazının az miktarda akım çekmesi nedeniyle hafif bir deşarj meydana gelebilir. Yüksek empedanslı bir voltmetre kullanıldığında bu etki genellikle minimum düzeydedir, çünkü bu tür sayaçlar çok az akım çekecek ve dolayısıyla kapasitörün şarjını minimum düzeyde etkileyecek şekilde tasarlanmıştır. Bununla birlikte, hassas ölçümlerde veya çok küçük yükleri tutan kapasitörlerde, bu minimum akım bile ölçülen voltajı biraz düşürerek fark edilebilir bir deşarja neden olabilir.

Devredeki direnç (doğal veya eklenmiş), kapasitans değeri ve kapasitörün ilk şarjı dahil olmak üzere kapasitör deşarjını etkileyen çeşitli faktörler vardır. Deşarj hızı öncelikle devredeki direncin (R) ve kapasitansın (C) (τ = RC) çarpımı olan zaman sabiti tarafından belirlenir. Daha yüksek direnç veya kapasitans daha yavaş bir deşarja neden olurken, daha düşük değerler daha hızlı bir deşarja yol açar. Kapasitörde kullanılan dielektrik malzemenin sıcaklığı ve türü de deşarj özelliklerini etkileyebilir.

Gerilimin kapasitör üzerindeki etkisi, plakaları arasında elektrik enerjisi depolayan bir elektrik alanı oluşturmaktır. Bir kapasitör üzerindeki voltaj, Q = CV ilişkisini takip ederek depolanan yük miktarını belirler; burada Q yük, C kapasitans ve V voltajdır. Daha yüksek voltaj, daha fazla yükün depolanmasına neden olur ve kapasitörün tuttuğu enerjiyi (E = 1/2 CV^2) artırır. Ancak dielektrik bozulmayı veya hasarı önlemek için voltajın kapasitörün nominal voltajını aşmaması gerekir.

Kapasitör boşaldıkça üzerindeki voltaj katlanarak azalır. Bu davranış V(t) = V0 * e^(-t/τ) denklemiyle tanımlanır; burada V(t) t anındaki gerilimdir, V0 başlangıç ​​gerilimidir, e doğal logaritmanın tabanıdır ve τ zaman sabitidir (RC). Gerilim ilk başta hızlı bir şekilde düşer ve kondansatör deşarj olmaya devam ettikçe daha yavaş bir şekilde düşer. Bu üstel azalma, dirençli bir yük aracılığıyla kapasitif deşarjın karakteristiğidir.

Kapasitör boşaldıkça voltaj azalır, çünkü depolanan elektrik enerjisi devreye salınır ve kapasitörün plakalarındaki yük miktarı azalır. Yük kapasitörden ayrıldıkça plakalar arasındaki elektrik alanı zayıflar ve bu da voltajın düşmesine neden olur. Yük (Q), kapasitans (C) ve voltaj (V) arasındaki ilişki Q = CV ile verilir, dolayısıyla yük azaldıkça voltajın da azalması gerekir. Bu işlem kondansatör tamamen boşalıncaya ve üzerindeki gerilim sıfıra ulaşıncaya kadar devam eder.