Nedir Bakalım Devre Elemanları?

Merhaba,

Birkaç gün yazacağım yazılar temel elektrik ve elektronik bilgisi için geçerli olan devre elemanları ve parametreleri üzerine olacak iyi okumalar.

Beş temel devre elemanı vardır. Gerilim kaynakları, akım kaynakları, dirençler indükatör ve kapasitörlerdir. Gelin bakalım o zaman nedir bu devre elemanları? Bu yazımda gerilim kaynakları, akım kaynakları ve dirençleri anlatacağım.

İki uç arasındaki potansiyel farka gerilim, bir noktadan birim zamanda geçen yük miktarına akım, elektrik akımına karşı gösterilen zorluğa da direnç denir.

Pozitif ve negatif yükler birbirinden ayrılırken enerji harcar. Gerilim için bu ayrılmadan doğan enerji de diyebiliriz. Gerilimin birimi volttur. V sembolüyle gösterilir. Voltmetre ile ölçülür. Voltmetre devreye paralel olarak bağlanır.

V= dw/dq olarak ifade edilir. V volt cinsinden gerilimdir, w joule cinsinden enerji ve q coulomb cinsinden yüktür.

Hareketli yüklerin neden olduğu elektriksel etkiler yük akışı hızına bağlıdır. Yükün akış hızı elektrik akımı olarak bilinir. Akımın birimi amperdir ve A sembolüyle ifade edilir. Ampermetre ile ölçülür, ampermetre devreye seri olarak bağlanır.

İ=dq/dt olarak ifade edilir. İ amper cinsinden akım, q coulomb cinsinden yük ve t saniye cinsinden zamandır.

Bir elektriksel kaynak, elektriksel olmayan enerjiyi elektrik enerjisine çeviren ya da tam tersi olarak çalışan bir cihazdır. Boşalmakta olan bir akü kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çevirir. Öte yandan dolmakta olan bir akü elektrik enerjisini kimyasal enerjiye çevirerek depolar. Bir dinamo, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çevirir ya da elektrik enerjisini mekanik enerjiye çeviren bir makinadır. Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren cihaza üreteç, elektrik enerjisini mekanik enerjiye çeviren cihaza ise motor denmektedir. Bu kaynaklar hakkında bilinmesi gereken diğer bir bilgi güç verdiği ya da aldığıdır.

Bir gerilim kaynağı, terminalleri(uçları) arasında akan akımdan bağımsız olarak terminalleri arasındaki belli bir gerilimi koruyan devre elemanıdır.

Bir akım kaynağı terminalleri arasındaki gerilimden bağımsız olarak terminallerinde belli bir akımı koruyan devre elemanıdır.

a bağımlı gerilim kaynağının devrede gösterimidir. Bağımlı gerilim kaynağı akıma bağlı gerilim değerinin değiştiği gerilim kaynağı türüdür. b ise bağımsız gerilim kaynağının gösterimidir.

c ve d akım kaynağı gösterimidir. c bağımlı akım kaynağıdır. Gerilime bağlıdır. d bağımsız gerilim kaynağının devredeki gösterimidir.

Diğer temel elemanımız direncin birimi ohmdur ve Ω sembolüdür. Dirençler devreye seri ya da paralel bağlanabilirler.

Dirençler, elektrikli devrelerde akımı sınırlayarak belli bir değerde tutmaya yararlar. Bunun haricinde hassas devre elemanlarının üzerinden yüksek akım geçmesini önlerler, besleme gerilimini ve akımı bölmek için de kullanılırlar. Ayrıca dirençler üzerine düşen akım dolayısıyla ısınmaktadırlar bu amaçla da kullanılmaktadırlar. Peki dirençlerin değerleri nasıl hesaplanır?

Bu sorunun cevabı direnç renk kodları tablosunda

Yukarda gördüğünüz tablo direncin değerini hesaplarken kullanılır. Satın aldığınız direnç üzerinde şeritler halinde renkler bulunur tabii bu renklerin ve sıralarının hepsinin anlamı ve değeri vardır

1. Şerit direnç değerinin ilk basamağıdır.

2. Şerit direnç değerinin ikinci basamağıdır.

3. Şerit direnç değerinin üçüncü basamağıdır.

4. Şerit kat sayıdır. Oluşturulan direnç değeri on üssü kat sayısı ile çarpılır.

5. Şerit tolerans değeridir.

Şekildeki direncin değerini hesaplayalım;

İlk şerit kahverengi , ikinci şerit yeşil, üçüncü şerit siyah son şerit ise altın renklidir. O halde yazalım bakalım. Kahverenginin değeri 1, yeşilin değeri 5, siyahın degeri ise 10⁰ olarak hesaplanır. Yani direncin değeri 15 ohmdur. Toleransı %5 tir.

Direncin akım ve gerilimle olan ilişkisini veren yasaya da değinmeliyiz. Ohm Yasası. Alman fizikçi George Simon Ohm ‘a ithafen Ohm Yasası olarak bilinir. Ohm yasası bir dirençte akım ve gerilim arasındaki cebirsel bağıntıdır. V = I x R bağıntısına dayanır. V volt cinsinden gerilim, i amper cinsinden akım ve R ohm cinsinden dirençtir.

Direncin tersi iletkenliktir. G sembolüyle gösterilir. G= 1/R (simens/mho) ‘dur.

Çoğu devreyi çözmek için Kirchhoff Yasaları olarak bilinen iki önemli cebirsel bağıntıya daha ihtiyaç duyarız. 1848 yılında basılan bir makalede ilk defa belirten Gustav Kirchhoff ’a atfen Kirchhoff Yasası olarak bilinir. Kirchhoff akım yasası ve Kirchhoff gerilim yasası olarak bilinir. Kirchhoff’un akım yasası, bir düğüme gelen akımlar ile çıkan akımların toplamı sıfırdır. İfadesine dayanır. Kirchhoff gerilim yasası ise kapalı bir çevrim içerisindeki elemanların gerilimleri toplamı sıfırdır.

Düğümden çıkan akımlar artı giren akımlar ekşi olarak alınır.

Kirchhoff akım yasasına göre;

a düğümü için Is-I1=0

b düğümü için I1+Ic=0

c düğümü için -Ic-I1=0

d düğümü için I1-Is=0 buradan 4 denklem elde edilir.

Kirchhoff gerilim yasasına göre ise;

V1-Vc+V1-Vs=0 denklemi elde edilir.

Evet bir yazının daha sonuna geldim. Kısaca akım, gerilim, direnç ifadelerini ve bunları kapsayan konuları anlattım. Diğer yazılarımda görüşmek dileğiyle..