Doğru Akım Esasları

8/14/2019 Doru Akm Esaslar

1/64

T.C.MLL ETM BAKANLII

MEGEP(MESLEK ETM VE RETM SSTEMNN

GLENDRLMES PROJES)

ELEKTRK ELEKTRONK TEKNOLOJS

DORU AKIM ESASLARI

ANKARA 2007


2/64

Milli Eitim Bakanl tarafndan gelitirilen modller;

Talim ve Terbiye Kurulu Bakanlnn 02.06.2006 tarih ve 269 sayl Kararile onaylanan, Mesleki ve Teknik Eitim Okul ve Kurumlarnda kademeli

olarak yaygnlatrlan 42 alan ve 192 dala ait ereve retim programlarndaamalanan mesleki yeterlikleri kazandrmaya ynelik gelitirilmi retimmateryalleridir (Ders Notlardr).

Modller, bireylere mesleki yeterlik kazandrmak ve bireysel renmeyerehberlik etmek amacyla renme materyali olarak hazrlanm, denenmekve gelitirilmek zere Mesleki ve Teknik Eitim Okul ve Kurumlarndauygulanmaya balanmtr.

Modller teknolojik gelimelere paralel olarak, amalanan yeterliikazandrmak koulu ile eitim retim srasnda gelitirilebilir ve yaplmasnerilen deiiklikler Bakanlkta ilgili birime bildirilir.

rgn ve yaygn eitim kurumlar, iletmeler ve kendi kendine meslekiyeterlik kazanmak isteyen bireyler modllere internet zerindenulalabilirler.

Baslm modller, eitim kurumlarnda rencilere cretsiz olarak datlr. Modller hibir ekilde ticari amala kullanlamaz ve cret karlnda

satlamaz.


3/64

i

AIKLAMALAR .............................................................................................................. iii

GR ..................................................................................................................................1RENME FAALYET-1 .................................................................................................31. DORU AKIM................................................................................................................3

1.1. Doru Akm Kavramlar............................................................................................31.1.1. Doru Akmn Tanm ........................................................................................31.1.2. Doru Akmn Elde Edilmesi .............................................................................31.1.3. Doru Akmn Kullanld Yerler......................................................................31.1.4. Ohm Kanunu......................................................................................................4

1.2. Devre zmleri .......................................................................................................51.2.1. Seri Devre..........................................................................................................51.2.2. Kirofun Gerilimler Kanunu..............................................................................61.2.3.Paralel Devre ......................................................................................................8

1.2.4. Kirofun Akmlar Kanunu...............................................................................101.2.5. Kark Devre...................................................................................................111.2.6. evre Akmlar Yntemi ..................................................................................13

1.3. Bobinler ve Kondansatrler .....................................................................................151.3.1. Doru Akm Devresinde Bobin ........................................................................151.3.2. Bobin Balantlar ............................................................................................161.3.3. Doru Akm Devresinde Kondansatr ..............................................................171.3.4. Kondansatr Balantlar..................................................................................19

UYGULAMA FAALYET ...........................................................................................22LME VE DEERLENDRME.................................................................................29PERFORMANS DEERLENDRME...........................................................................32

RENME FAALYET-2 ...............................................................................................33

2. DC KAYNAKLAR........................................................................................................332.1. Piller .......................................................................................................................33

2.1.1. Pil eitleri ve Yaplar ....................................................................................332.1.2. Pillerin Direnci.............................................................................................362.1.3. Pillerin EMK s (Elektromotor Kuvvet) ...........................................................362.1.4. Pillerde G .....................................................................................................382.1.5.Pillerde Verim...................................................................................................38

2.2. Akler.....................................................................................................................382.2.1.Ak eitleri ve Yaplar...................................................................................382.2.2. Ak Kapasiteleri ..............................................................................................42

2.3. Dinamolar ...............................................................................................................422.3.1. Dinamo eitleri ..............................................................................................42

2.4. Kaynak Balantlar.................................................................................................432.4.1. Kaynaklarn Seri Balants ..............................................................................432.4.2. Kaynaklarn Paralel Balants ve Sakncalar...................................................44

2.5. DC Kaynaklar Kullanrken Dikkat Edilecek Hususlar.............................................452.6. Elektromanyetizma .................................................................................................46

2.6.1. Akm Geen letken Etrafndaki Manyetik Alan ...............................................472.6.2. Akm Geen Bobinin evresindeki Manyetik Alan...........................................47

2.7. inden Akm Geen letkenin Manyetik Alan erisindeki Durumu ........................482.8. Manyetik Alan inde Bulunan letkenin Hareketi ...................................................48

NDEKLER


4/64

ii

2.9. DC Motorlar............................................................................................................492.9.1. DC Motor eitleri...........................................................................................49

2.9.2. Temel alma Prensibi....................................................................................492.9.3. Dn Yn Deitirme...................................................................................512.9.4. Gerilimle Hz Ayar..........................................................................................51

UYGULAMA FAALYET ...........................................................................................52LME VE DEERLENDRME.................................................................................53PERFORMANS DEERLENDRME...........................................................................55

MODL DEERLENDRME...........................................................................................56CEVAP ANAHTARLARI.................................................................................................57KAYNAKLAR ..................................................................................................................58


5/64

iii

AIKLAMALARKOD 522EE0013

ALAN Elektrik Elektronik Teknolojisi

DAL/MESLEK Alan OrtakMODLN ADI Doru Akm EsaslarMODLN TANIMI

Doru akm devre zmlerine ynelik bilgi ve becerilerinverildii renme materyalidir.

SRE 40/32

N KOUL n koul yoktur.

YETERLK Doru akmda devre zmlerini yapmak.

MODLN AMACI

Genel AmaDoru akm prensiplerini bilecek, doru akmda devrezmlerini yapabilecek, doru akm kaynaklarn gvenli birekilde kullanabilecek, elektromanyetizma ve doru akmmotorunun temel esaslarn kavrayabileceksiniz.Amalar1. Diren, bobin ve kondansatr balantlarn ve devre

zmlerini yapabileceksiniz.

2. Doru akmn elde ediliini, doru akm kaynaklarn,elektromanyetizman n ve doru akm motorlarnn temelesaslarn kavrayabilecek ve bunlar altrabileceksiniz.

ETM RETMORTAMLARI VEDONANIMLARI

Ortam: Elektrik makineleri laboratuvar, grsel eitimaralar, internet ortamnda inceleme ve aratrma yapma.Donanm: Analog/dijital l aletleri (ohmmetre, avometre,ampermetre, voltmetre, wattmetre), deiik endktansa sahipbobinler, analog dijital LCRmetre, deiik kapasitelerdekondansatrler, osilaskop, ayarl g kayna, elektronikdeney seti, eitli tipte pil, ak, dinamo, doru akm motoru.

LME VEDEERLENDRME

Modln iinde yer alan herhangi bir renme faaliyetinden

sonra, verilen lme aralar ile kendi kendinizideerlendireceksiniz.Modl sonunda retmeniniz tarafndan teorik ve pratikperformansnz tespit etmek amacyla size lme teknikleriuygulanacak modl uygulamalar ile kazandnz bilgi vebecerileri llerek deerlendirilecektir.

AIKLAMALAR


6/64

iv


7/64

1

GRSevgili renci,

Doru Akm Esaslar modl ile elektrik elektronik teknolojileri alannda teknolojikgelimelerle birlikte kullanmnn da artt doru akm ve gvenli kullanlmas ile ilgilitemel yeterlikleri kazanacaksnz.

Gnlk hayatta ska karlatmz pil, ak gibi doru akm kaynaklarn doru vegvenli bir ekilde kullanabileceksiniz. Ayrca televizyon, radyo, bilgisayar gibi elektronikcihazlarn, elektrik motorlar, elektromknats gibi elektrikli makinelerin onarmndakullanlacak temel dzeydeki elektrik kanunlarn renecek ve devre zm yntemlerini

kavrayacaksnz. Ayrca yine bu cihazlarda kullanlan bobin ve kondansatrlerin doru akmkarakteristiklerini bilerek bu cihazlarn almalar ile ilgili temel dzeyde bilgi sahibiolacaksnz.

Bu modl baarl bir ekilde tamamladnzda elektrik elektronik teknolojisialannda, doru akm devre zmlerini yapabilecek, doru akm kaynaklarn gvenli birekilde kullanabilecek, elektromanyetizma ve DC motor temel esaslarnkavrayabileceksiniz.

GR


8/64

2


9/64

3

RENME FAALYET-1

Diren, bobin ve kondansatr devrelerinin zmlerini yapabileceksiniz.

Diren balantlarnda kullanlan devre zm yntemleri nelerdir?

1. DORU AKIM1.1. Doru Akm Kavramlar

1.1.1. Doru Akmn Tanm

Zamanla yn ve iddeti deimeyen akma doru akm denir. ngilizce DirectCurrent kelimelerinin ksaltlmas DC ile gsterilir.

1.1.2. Doru Akmn Elde Edilmesi

DC reten kaynaklar u ekilde sralanabilir: Pil; kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dntren aralara pil ad verilir. Akmlatr; kimyasal yolla elektrik enerjisi reten aratr. Dinamo; hareket enerjisini DC elektrik enerjisine eviren aralardr. Dorultma devresi; Alternatif akm elektrik enerjisini DC elektrik enerjisine

eviren aralardr.

Gne pili; Gne enerjisini DC elektrik enerjisine eviren elemanlara gnepili denir.

1.1.3. Doru Akmn Kullanld Yerler

Doru akmn yaygn olarak kullanld alanlaryle sralayabiliriz:

Haberleme cihazlarnda (telekomnikasyonda) Radyo, teyp, televizyon, gibi elektronik cihazlarda Redresrl kaynak makinelerinde Maden artma (elektroliz) ve maden kaplamaclnda (galvonoteknik )

RENME FAALYET1

AMA

ARATIRMA


10/64

4

Elektrikli tatlarda (tren, tramvay, metro) Elektro-mknatslarda

DC Elektrik motorlarnda

1.1.4. Ohm Kanunu

Tanm: 1827 ylnda George Simon Ohm Bir iletkenin iki ucu arasndaki potansiyelfarkn, iletkenden geen akm iddetine oran sabittir eklinde tanmn yapmtr.

Bir elektrik devresinde akm, voltaj ve diren arasndaki balanty veren kanunaOhm Kanunu ad verilir.

Bu tanma gre aadaki formller elde edilir.

Burada U gerilimi (birimi volt V); I akm (birimi amper A), R direnci (birimiOhm ) simgelemektedir. gende hesaplanmak istenen deerin zeri parmak ilekapatlarak denklem kolayca karlabilir.

rnek 1.1: 1,5 Vluk pilin ular arasna direnci 3 ohm olan bir ampul balanmtr. Ampulzerinden geen akm hesaplaynz (ekil 1.2).

ekil 1.1: Ohm kanununun denklem halinde gsterimi

I

UR

R

UIRIU ===

I R

U

I R

V

I R

U

I R

U


11/64

5

zm

= R

U

I 0,5A3

1,5

I == bulunur.

1.2. Devre zmleri

Elektronik devrelerde kullanlan direnler, seri paralel ya da kark balanarak eitlideerlerde direnler elde edilebilir.

1.2.1. Seri Devre

1.2.1.1. Seri Devrenin zellikleri

lerinden ayn akm geecek ekilde direnler birbiri ardna eklenirse bu devreye seridevre denir. stenen deerde diren yoksa seri balant yaplr. rnein iki adet 300lukdiren seri balanarak 600luk diren elde edilir.

1.2.1.2. Edeer Diren Bulma

Tm direnlerin yerine geecek tek dirence edeer diren veya toplam diren denir.RT veya Re eklinde gsterilir. Seri devrede toplam diren artar. Birbiri ardnca balanandirenlerden her birinin deeri aritmetik olarak toplanr ve toplam diren bulunur. Toplamdiren bulunmasnda kullanlan denklem;

n321TR....RRRR ++++= eklindedir.

ekil 1.2


12/64

6

ekil 1.3: Seri bal diren devresi

rnek 1.2: ekil 1.4te adet seri bal diren gsterilmitir. A-B noktalar arasndaki

edeer direnci hesaplaynz.

ekil 1.4

zm: 15753RRRR 321T =++=++=

1.2.1.3. Akm Geii

Devre akm seri bal tm direnlerin zerinden geer.

ekil 1.5: Seri devrede akm geii

1.2.2. Kirofun Gerilimler Kanunu

Kirof, Gerilimler Kanunu ile; devreye uygulanan gerilim, direnler zerinde dengerilimlerin toplamna eittir der.


13/64

7

Yani, n21T U.....UUU +++= ....... (V) tur. ........... ( 1 )

R.IU = olduundan ................... ( 2 )

( ) ( ) ( )nn21T R.I...RI.R.IU +++= (3) eklinde de yazlabilir.

rnek 1.3: ekil 1.6da verilen devrede direnler zerinde den gerilimleri berabercebulalm.

ekil 1.6

zm: ncelikle edeer diren ( rnek 1.2de olduu gibi)

321AB RRRR ++= 15753R AB =++=

ve devreden geen akm (Ohm Kanunu yardmyla)15

30

R

UI

AB

== = 2A bulunur.

imdi ise her bir diren iin Ohm Kanununu uyguladmzda;

a b cekil 1.7: (a,b,c)

6V32R.IU 11 === 10V52R.IU 22 === V1472R.IU 33 ===

Kirof Kanununa gre direnler zerinde ki gerilimlerin toplam retecin gerilimineeit olmalyd;


14/64

8

Grld gibi retecin gerilimi ile direnler zerine den gerilimlerin toplambirbirine eittir.

1.2.3. Paralel Devre

1.2.3.1. Paralel Devrenin zellikleri

Direnlerin karlkl ularnn balanmas ile oluan devreye paralel balant denir.Paralel balantda toplam diren azalr. Direnler zerindeki gerilimler eit, zerinden geenakmlar farkldr.

1.2.3.2. Paralel Devrede Diren Toplama

Paralel balantda seri balantdan farkl olarak edeer diren, diren deerlerininarpmaya gre terslerinin toplamnn yine arpmaya gre tersi alnarak bulunur. Formlhaline getirirsek;

ekil 1.8: Paralel devre

Sadece iki paralel direncin olduu devrelerde hesaplamann kolayl asndan;

21

21e

RR

RRR

+

= forml de kullanlabilir.

30V14106UUUU 321 =++=++=


15/64

9

rnek 1.4: ekil 1.9daki devrede A ve B noktalar arasndaki edeer direnci hesaplaynz.

ekil 1.9

6

12

6

1

3

1

R

1

R

1

R

1

)1((2)21e

+=+=+= === 2

3

6R

6

3

R

1e

e

veya

==+

=

+

= 2

9

18

63

63

RR

RRR

21

21e olarak bulunur.

1.2.3.3. Gerilim Eitlii

Paralel kollarn gerilimleri eittir. Kaynak ularn takip edersek doruca direnularna gittiini grebiliriz (ekil 1.10).

ekil 1.10

Burada Uk kaynak gerilimi baka hibir diren zerinden gemeden doruca R1direncinin ularna gitmekte dolaysyla U1 gerilimi kaynak gerilimine eittir. Tm bunlarR2 direnci ve U2 gerilimi iinde geerlidir. Baka bir deile Uk=U1=U2dir.

Direnci dk olan koldan ok, direnci fazla olan koldan az akm geii olur. Akm vediren arasnda ters orant vardr.


16/64

10

1.2.4. Kirofun Akmlar Kanunu

Kirof, Akmlar Kanunu ile bir dm noktasna gelen akmlarn toplam o dmnoktasn terk eden akmlarn toplamna eittir der ( ekil 1.11).

n21T I...III +++= (A) ........... ( 1 )

R

UI = olduundan 1 numaral denklemde yerine yazarsak

n21

TR

U...

R

U

R

UI +++= .............. ( 2 ) eklinde de yazlabilir.

ekil 1.11

rnek 1.5: ekil 1.12deki devrenin I1 ve I2 kol akmlarn ve I akmn bulunuz.

ekil 1.12

zm: Kaynak gerilimi paralel direnlerde den gerilimlere eittir.

5A3

15

R

UI

1

1 === 2,5A6

15

R

UI

2

2 ===


17/64

11

Kirofun Akmlar Kanunu ile

7,5A2,55III 21 =+=+=

1.2.5. Kark Devre

1.2.5.1. Kark Devre zellikleri

Hem paralel hem de seri bal direnlerin bulunduu devrelere kark devre denir.Kark devreler seri ve paralel devre zelliklerini gsterir.

1.2.5.2. Edeer Diren Hesaplama Yntemi

Kark devre zmlerinde devrenin seri ve paralel ksmlar ayr ayr hesaplanarak

sadeletirme yaplr. Sadeletirmeler sonucunda edeer diren bulunur.

rnek 1.6:ekil 1.13teki devrenin A-B noktalar arasndaki toplam direncini bulunuz.

ekil 1.13

zm : 642RRR 211e =+=+= ( ekil 1.14 )

(ekil 1.15)

ekil 1.14

ekil 1.15

4126

126

RR

RRR

31e

31eT =

+

=

+

=


18/64

12

1.2.5.3. Kol Akmlarnn Bulunmas

Kark devre zmlerinde devrenin akmn ve kol akmlarn bulmak iin devrenintoplam direncini bulmak gerekir.

rnek 1.7: ekil 1.16daki devrede her bir koldan geen akm hesaplaynz.

ekil 1.16zm: Edeer direnci hesaplayalm:

18126RRR 211e =+=+=

627

162

918

918

RR

RRR

31e

31eT ==

+

=

+

=

Devre akmn Ohm Kanunu ile hesaplayalm:

2A6

12

R

UI

T

=== bulunur.

Kol akmlarn Kirof Akmlar Kanunundan faydalanarak bulalm. Burada kaynakgeriliminin ayn zamanda R3 direnci zerinde olduuna dikkat edelim.

1,33A9

12

R

UI

3

2 === A77,033,12III 21 ===

ekil 1.17


19/64

13

1.2.5.4. Direnler zerinde Den Gerilim Deerlerinin Bulunmas

Direnler zerindeki gerilimleri bulurken iinden geen akmla diren deeriarplarak bulunur.

rnek 1.7ye devam edelim ve direnlerin zerinde den gerilimleri dehesaplayalm:

4V22RIU 111 ===

V842RIU 212 ===

12V84UUU 21 =+=+=

V12211RIUU 323 ==== ekil 1.18

1.2.6. evre Akmlar Yntemi

Bu yntemde, devrenin her bir gz iin ( Herhangi bir evrenin seilmesinde desaknca yoktur ) bir evre akm ve yn seilir( ekil 1.19).

Seilen bu evre akmlarndan faydalanarak Kirofun Gerilimler Kanunu her bir gzeuygulanr ve gz adedi kadar denklem yazlr. Gz adedi kadar bilinmeyen evre akm

olduundan, elde edilen gz adedi kadar denklem zlerek her bir gzn evre akmbulunur. Sonrada evre akmlar kullanlarak kol akmlar kolaylkla bulunabilir.


20/64

14

ekil 1.19

rnek 1.8:ekil 1.20deki devrenin zmn evre akmlar yntemi ile bulunuz.

ekil 1.20

zm

( ) ba

ba

I.9I.1.104-

I.1I.412

+=

+=

ba

ba

I364I40

I4I12

=

+=Ib = 0,8 A olarak bulunur.

b_ I3528 =

2,8A4

0,812II4I12

aba

=

=+= olarak bulunur.

I1=Ia=2,8AI2=Ib=0,8AI3=Ia+Ib=2,8+0,8=3,6A olarak bulunur.


21/64

15

1.3. Bobinler ve Kondansatrler

1.3.1. Doru Akm Devresinde Bobin

Bobin silindir zerine sarlm ve d izole edilmi iletken telden oluur( ekil 1.21).Bu yzden gerek bobin, telin zdirencinden dolay bir omik dirence de sahiptir.

ekil 1.21

1.3.1.1. Doru Akmda Bobinin Kullanld Yerler

DCde bobin; elektrikte motor, elektromknats, rle, elektronikte ise filtre ve regledevrelerinde kullanlr. Bobinin DCde dar bir kullanm alan vardr. ACde daha geni birkullanm alan vardr. Bununla ilgili olarak bir sonraki modl olan AC Esaslarnda gereklibilgiye ulaacaksnz.

1.3.1.2. Bobinde Akmn Ykselii

Seri R-L devresine yani gerek bobine ekil 1.22.a daki gibi DC uygulandnda ilkanda bobin akmdaki deiiklie kar koyar. Bu yzden akm yavaa ykselir. Faraday veLenz kanunlarna gre akmn ykseliindeki empedans miktar akmn deiim orannabaldr. Akm deiiklii ne kadar fazla olursa o kadar fazla diren gsterir. Akm direncintek bana alaca deere kadar ykselir. nk eer akmda deime olmazsa bobininempedans yoktur. Bu ykselme oran L/R zaman sabitesi ile karakterize edilir. ekil 1.22.bdeki gibi logaritmik bir eri eklinde olur. Bu olaylar ok ksa srede gerekleir.

ekil 1.22: a) Bobinin DC balanmas b) Bobinden geen akm ve bobinin gerilimi


22/64

16

R

L =

n21T L1...

L1

L1

L1 +++=

Bobinin zaman sabitesi denklemi dir.

1.3.1.3. Bobinde Akmn Azal

Bobine uygulanan akm bobin sarglar tarafndanoluturulan manyetik alanda ( Resim 1.1 ) potansiyel enerjiolarak depolanr. Bu enerji sayesinde devre akm kesilse bilebobin zerinde kalan manyetik alan sayesinde bobin ulararasnda bir EMK kalr. Bu haldeki bobinin ular arasna bir alc,rnein ampul balansa; ampul yanmaya manyetik alan azalmayabalar. Manyetik alan bittiinde ampul sner. Bu sre akmnykseliinde de olduu gibi bobinin indktansna (L) baldr.

Resim 1.1

1.3.2. Bobin Balantlar

Bobinlerin balantlar tpk direnlerde olduu gibi hesaplanr.

1.3.2.1. Bobinlerin Seri Balants

Seri balanm bobinlerin toplam indktans aritmetik toplama ile bulunur.

ekil 1.23

n21T L...LLL +++= forml kullanlr.

1.3.2.2. Bobinlerin Paralel Balants

Toplam indktans, bobinlerin indktans deerlerinin arpmaya gre terslerinintoplamnn yine arpmaya gre tersi alnarak bulunur.

ekil 1.24


23/64

17

1.3.2.3. Bobinlerin Kark Balants

nce seri veya paralel bobinler kendi aralarnda tek bobin haline getirilir daha sonratoplam indktans hesaplanr.

rnek 1.9: ekil 1.25teki devrede A-B noktalar arasndaki edeer indktanshesaplaynz.

ekil 1.25

zm: nce paralel olan L1 ve L2 bobinlerinin ortak indktanslarn hesaplayalm:

0,4

1

0,4

1

L

1

L

1

L

1

21e1

+=+= dirH'0,22

0,4L

0,4

2

L

1e1

e1

===

ekil 1.26

imdi de seri hale gelen iki indktansn toplamn bulalm:

H0,70,50,2LLLL T3e1T =+=+= olarak bulunur.

1.3.3. Doru Akm Devresinde Kondansatr

1.3.3.1. Doru Akmda Kondansatrn Kullanld Yerler

Kondansatr doru akm geirmeyip alternatif akm geiren bir elemandr.Ykseltelerde DCyi geirip AC geirmeyerek filtre eleman olarak kullanlr. AC/DCdntrlmesinde diyotlar dzgn bir DC elde edilemez burada da filtre eleman olarakkullanlr. Enerji depolama zelliinden faydalanlarak kontaklarn gecikmeli almasistenen yerlerde rleye paralel balanarak kullanlabilir.

1.3.3.2. Kondansatr Kapasitans

arj ilemi sonunda kondansatr, Q elektrik ykyle yklenmi olur ve bir EC enerjisikazanr.


24/64

18

Kondansatrn yklenebilme zelliine kapasitans (sa) denir. Birimi Farad (F)sembol Cdir.

Q, EC, C ve uygulanan U gerilimi arsnda u balant vardr.

U.CQ= ...... ( 1 )2

U.CEc

2

= ......... ( 2 )

Q: Elektrik yk (Coulomb)U: Gerilim (Volt)C: Kapasitans (Farad)EC: Enerji (Joule)

Bir numaral balantdan da anlald gibi, C kapasitans ve uygulanan U gerilimi nekadar byk ise Q elektrik yk ve buna bal olarak devreden akan IC akm da o kadarbyk olur.

rnek 1.10: 48 V 1000F lk bir kondansatr tam arj durumunda depolad yk veenerjisini hesaplaynz.

zm: Kondansatrn yk;

Coulomb104848101000UCQ 36 ===

Kondansatrn enerjisi;

Joule1,151011522

102304

2

48101000

2

UCE 3

3262

C ==

=

=

=

1.3.3.3. Kondansatrn arj ve Dearj

Kondansatr bir DC kaynaa baladmzda kondansatrden doluncaya kadar akmakar. Kondansatr dolduunda ular arasndaki gerilim maksimum deerine ular. Bugerilim, kendisini besleyen kaynan gerilimine eittir. Dolduunda kondansatr ular vekondansatr besleyen kaynan ular arasnda potansiyel fark sfr olaca iin devredenakm akmaz. Dolaysyla dolma zaman dnda bir kondansatr DC gerilim altnda ak

devre davran gsterir. ekil 1.27.a 'da grld gibi kondansatr bir DC kaynanabalanrsa, devreden ekil 1.27.b 'de grld gibi, geici olarak ve gittike azalan IC gibibir akm akar. IC akmnn deiimini gsteren eriye kondansatr zaman diyagram denir.

Bu olaya, kondansatrn arj edilmesi, kondansatre de arjl kondansatr denir."arj" kelimesinin Trke karl "ykleme" ya da "doldurma" dr.


25/64

19

nTCCCC +++= ...21 321 Q...QQQ +++=

VCQVCQUCQ nn2211 ===

n21 U...UUU ====

ekil 1.27: a) Kondansatrn doru akma balanmas

b) Kondansatrn arj (zaman diyagram)

UC geriliminin kontrol bir DC voltmetre ile de yaplabilir. Voltmetrenin "+" ucu,

kondansatrn, kaynan pozitif kutbuna bal olan plakasna, "" ucu da dier plakayadokundurulursa UC deerinin ka volt olduu okunabilir. Eer voltmetrenin ular yukardaanlatlann tersi ynde balanrsa voltmetrenin ibresi ters ynde sapar.

Kondansatrn bir R direnci zerinden dearj edilmesi:

Kondansatrde depo edilen enerji kondansatr ularna balanan bir direnleharcanarak boaltlr. Bu olaya kondansatrn boalmas (dearj) denir.

1.3.3.4. Zaman Sabitesi

Zaman sabitesi kondansatre seri balanan R direnci ve kondansatrn kapasitesi ile

doru orantldr. ile gsterilir.

= R.Cdir.

R.C srede kondansatr gerilimi, arj geriliminin ancak 0,632si kadardr.Kondansatr pratikte 4. R.C kadar srede tam dolmu kabul edilir.

1.3.4. Kondansatr Balantlar

1.3.4.1. Kondansatrlerin Paralel Balants

Paralel balantda kondansatr kapasiteleri aritmetik olarak toplanr. Gerilimler ise

ayn kalr. Paralel balant yaplan kondansatrlere uygulanacak alma gerilimi en dkgerilime sahip olan kondansatrn deeri kadar olabilir.

ekil 1.28


26/64

20

nTCCCC

1...

111

21

+++=

n21 ...QQQQ ===

nn2211 UC...UCVCQ ====

n21 U...UUU +++=

1.3.4.2. Kondansatrlerin Seri Balants

Seri balantda toplam kapasitans azalr alma gerilimi artar.

ekil 1.29

1.3.4.3. Kondansatrlerin Kark Balants

Devre zmnde nce paralel balantlar sonra seri balantlar zmlenerek toplamkapasitans bulunur.rnek 1.11: ekil 1.30daki devrede A-B noktalar arasndaki toplam kapasiteyihesaplaynz.

ekil 1.30

zm:

F1004060CCC 21es1 =+=+=

)(25(4)3es1T 16

1

100

1

C

1

C

1

C

1+=+=

400

29

C

1

T

= CT = 13, 79

rnek 1.12:ekil 1.31deki devrede edeer say C1, C2, C3 kondansatrlerinin, yklerini,

potansiyel farklarn bulunuz.


27/64

21

ekil 1.31

zm:

F642Ces1 =+= FCC

CCC

es

es

T2

36

36

31

31 =+

=

+

=

C2412102UCQ 6TT ===

C24QQQ 3e1T ===

8V

103

1024UUCQ

6

6

3333 =

==

4V812U-UUUUU 3e13e1 ===+=

C84102VCQ 6111 ===

C164104VCQ 6222 ===


28/64

22

UYGULAMA FAALYET

Uygulama 1:Ohm Kanunu Deneyle Aklaynz.

Deneyin AmacBir elektrik devresinden geen akm, devreye uygulanan gerilimle doru, devre direnci

ile ters orantldr tanmnn deney ile incelenmesi ve konu ile ilgili bilgi ve beceri kazanmak.

Deney Balantemas

Ara ve Gereler 1 adet voltmetre 1 adet ampermetre 1 adet potansiyometre 1 adet ayarl diren

Deneyin Yaplekildeki devre kurulur ve P potansiyometresi en kk deerinde iken devreye

gerilim uygulandnda devreden bir akm geer. nce R direnci sabit tutulup Ppotansiyometresi ile devre gerilimi kademe kademe artrlr, akm ve gerilim deerleriokunarak kaydedilir. Daha sonra P potansiyometresi belli bir deerde sabit tutulup R direncikademe kademe deitirilir ve yine akm-gerilim deerleri okunarak kaydedilir.

UYGULAMA FAALYET


29/64

23

Not: Uygun l aleti kullanmaya dikkat ediniz. Devreyi uygun deerdeki devreelemanlar seerek breadboard zerinde de kurabilirsiniz.

Sorular

1. Deneyde alnan akm ve gerilim deerlerinden faydalanarak gerilimleri yatayeksende, akmlar dikey eksende gstererek Akm-Gerilim grafiini iziniz.

2. Aldnz U ve I deerlerini Ohm Kanunu formlndeki yerine koyarak herkademe iin RY deerini hesaplaynz.

3. Bulduunuz deerlerden faydanarak akm-diren grafiini iziniz4. Deneyden kardnz sonucu ksaca aklaynz

Cevaplar

Sonu


30/64

24

Uygulama 2:Kirofun Gerilimler Kanununu deneyle aklaynz.

DeneyinAmacSeri bal devrelerdeki toplam gerilimi; kapal bir elektrik devresinde devreye

uygulanan gerilim devredeki direnler zerinde den gerilimlerin toplamna eittireklindeki tanmn deney ile incelenmesi ve konu ile ilgili bilgi ve beceri kazanmak.

Deney Balantemas

Ara ve Gereler 4 adet voltmetre 1 adet ampermetre 3 adet ayarl diren ( Veya deiik deerlikli direnler )

Deneyin YaplBalant kurulup kontrol edildikten sonra direnler en byk deerine alnarak

devreye gerilim uygulanr. I, U, U1, U2, U3, deerleri okunarak kaydedilir. Daha sonra ayarldirenlerin deeri deitirilerek ( Eer ayarl diren bulamamsanz deiik deerliklidirenler kullanarakta deneyi yapabilirsiniz.) birka deer daha alnr ve kaydedildiktensonra devre alteri alarak deneye son verilir.


31/64

25

Not: Uygun l aleti kullanmaya dikkat ediniz. Devreyi uygun deerdeki devreelemanlar seerek breadboard zerinde de kurabilirsiniz.

Sorular:

1. Kirofun Gerilimler Kanunu hangi devrelere uygulanr? Yaznz.2. Kirofun Gerilimler Kanununu tanmlayarak formln yaznz.3. Direnlerden birinin ksa devre olmas durumunda devrede olacak deiiklikleri

aklaynz.4. Deneyden kardnz sonucu ksaca aklaynz.Cevaplar

Sonu


32/64

26

Uygulama 3: Kirofun Akmlar Kanununu deneyle aklaynz.

DeneyinAmacParalel bal devrelerde devre akm devredeki direnler zerinden geen akmlarn

toplamna eittir ve ayn zamanda bir dm noktasna gelen akmlarn toplam bu dmnoktasndan kan akmlarn toplamna eittir, eklindeki tanmn incelenmesi ve konu ileilgili bilgi ve beceri kazanmak.

Deney Balantemas

Ara ve Gereler 1adet voltmetre 3 adet ampermetre 3 adet anahtar 2 adet ayarl diren 1 adet lamba

Deneyin YaplBalant kurulup kontrol edildikten sonra direnler en kk deerine alnr ve S1, S2

ve S3 anahtarlar akken K alteri kapatlarak devreye gerilim uygulanr.S1, S2 ve S3anahtarlar kapatlarak I, I1, I2, I3 deerleri okunur ve gzlemler tablosuna kaydedilir. Dahasonra ayarl direnler kademe kademe artrlarak her kademede deerler okunur ve kaydedilir( Ayarl diren yerine deiik deerlikli direnlerde kullanlabilir.) .

Not: Devre balantsnda kullanlan ampermetreler alclarn ektii akm karlayacakdeerde seilmelidir. Ayrca devreye alc olarak ayarl diren (Reosta) yerine lambagruplar da balanabilir. Devreyi uygun deerdeki devre elemanlar seerek breadboardzerinde de kurabilirsiniz.


33/64

27

Sorular

1. Kirofun Akmlar Kanunu hangi devrelere uygulanr? Yaznz.2. Kirofun Akmlar Kanunu tanmlayarak formln yaznz.3. Deneyde alnan I1, I2 ve I3 akm deerlerinden faydalanarak her kademe iin

devre akmn hesaplaynz ve I ampermetresinden okunan akm deeri ilekarlatrnz.

4. Devredeki direnlerden veya anahtarlardan birisinin ksa devre olmasdurumunda ne olur? Aklaynz.

5. Deneyden kardnz sonucu ksaca aklaynz.Cevaplar

Sonu


34/64

28

Uygulama 4.1: 1-2-3. lem basaman takip ederek yapnz.

Aadaki ekilde verilen devreyi kurunuz. Deerleri hesaplaynz. llen deerlerle karlatrnz.

Uygulama 4.2: 4 ve 5. ilem basaman takip ederek yapnz.

lem Basamaklar neriler

ekildeki direnli devreyi breadboardzerine kurunuz.

Devrede kullanlacak malzemelerintemininde retmeninizden yardmisteyiniz.

I, I1 ve I2 deerlerini hesaplaynz. Deerleri hesaplarken bilgisayfalarna bavurabilirsiniz.

I, I1 ve I2 l aletlerinde okunan deerlerihesapladnz deerlerle karlatrnz.

Karlatrma srasnda oluabilecekkk farkllklar lm hatas vediren tolerans deerlerindenkaynaklanabilir.

Bobin ularna osilaskop balayarakdeiimi gzlemleyiniz.

Balanty yaparken retmeninizedannz

Kondansatr ularna osilaskop balayarakgerilimdeki deiimi gzlemleyiniz.

Balanty yaparken retmeninizedannz.


35/64

29

LME VE DEERLENDRME

LME SORULARI

Aadaki sorular cevaplandrnz.

1. 5 ve 10luk iki diren birbirine paralel balanmtr, devrenin edeer direncinihesaplaynz.

2. Bir kaynaa diren seri olarak balanmtr. R1 direncinin ularnda 20 Volt vardr R2direncinden 5 Amper gemektedir. R3 direnci 2 olduuna gre devredeki kaynangerilimini hesaplaynz.

3.ekildeki devrede A ve B noktalar arasndaki edeer direnci hesaplaynz. 52 Voltlukgerilim uygulandnda en yksek akmn hangi direnten getiini hesaplaynz.

4.ekildeki kaynaktan ekilen akm hesaplaynz.

5.ekildeki devrede 5 luk direnten geen akm 14A ise kaynak gerilimini hesaplaynz.

LME VE DEERLENDRME


36/64

30

6.ekildeki devrenin kol akmlarn hesaplaynz.

7.ekildeki devrenin edeer indktansn hesaplaynz.

8. ekildeki devrenin edeer indktans Le=0,0755Hdir bilinmeyen L3 indktansnhesaplaynz.

9.ekildeki devrenin edeer kapasitans ( Ce) hesaplaynz.


37/64

31

10. ekildeki devrenin edeer kapasitans 0,5F ise bilinmeyen C4n kapasitans nekadardr?

DEERLENDRME

Cevaplarnz cevap anahtar ile karlatrnz. Doru cevap saynz belirleyerekkendinizi deerlendiriniz. Yanl cevap verdiiniz ya da cevap verirken tereddt yaadnzsorularla ilgili konular faaliyete dnerek tekrar inceleyiniz.

Tm sorulara doru cevap verdiyseniz dier faaliyete geiniz.


38/64

32

PERFORMANS DEERLENDRME

DEERLENDRME LTLER Evet Hayr

Deney devre balantlarn kurabildiniz mi?

Deerleri hesaplayabildiniz mi?

Deerleri lebildiniz mi?

Deerleri karlatrabildiniz mi?

DEERLENDRME

Faaliyetlerin ierisinde bulunan ilem basamaklarnn tam olarak yerine getirildiinigrmek iin her renci basamaklar ayr ayr yerine getirmelidir. Faaliyetlerin sonundaamaca ulaabilmek iin faaliyetlerin her aamasndan baarl olmak gerekmektedir. Eerfaaliyetlerin ierisindeki kriterlerde baar salayamadysanz modl faaliyetlerini tekrarediniz.



39/64

33

RENME FAALYET-2

Doru akm kaynaklarn ve DC motorlarn gvenli olarak kullanabileceksiniz.

Ak eitlerini ve yaplarn aratrnz.

2. DC KAYNAKLAR2.1. Piller

Piller kimyasal enerjiden elektrik enerjisi reten dzeneklerdir. Gnlk hayatta okkullandmz pillerin en byk avantaj elektrik enerjisini tanabilir klmasdr.

2.1.1. Pil eitleri ve Yaplar

lk zamanlarda piller tek defa kullanlabiliyordu ve tekrar kullanlabilen elektrikkayna olarak akmlatrler bulunmutu.

Zamanmzda pek ok eit pil, birden ok kullanlabilme, yani tekrar arj edilebilmezelliine sahiptir.

Piller u ekilde snflandrlabilir: Atom pili: Uranyum ve grafit bloklardan oluan ve nkleer enerjiden

elektrik enerjisi elde etmeye yarayan hcrelerdir. Yakt pili: Hidrojen ve oksijenden elektrik enerjisi elde etmeye yarayan

dzeneklerdir. Yakt hcresi olarak da adlandrlr. Gne pili: Gne pilleri veya fotopiller amorf silisyum kristallerinden

elde edilen P-N kavakl bir yar-iletken yapdr. Takriben ak gnelihavada desimetrekarede 1 Watt enerji verebilir.

RENME FAALYET2

AMA

ARATIRMA


40/64

34

Resim 2.1: Gne pili

Kuru pil: Kuru piller, elektrot olarak inko ve karbon kullanlr. Kurupillerde kutuplamay nlemek iin genel olarak kullanlan manganezdioksittir.

Resim 2.2: Kuru pil

Sv piller: Sv kutuplanmaz pillerin ilk rnei Daniel pilidir. Danielpilinde bakr ve inko elektrot olarak kullanlr. 1,08 volt elektrik gerilimiretir, her elektrot kendi tuzlarnn zeltisine batrlm ve aradagzenekli blme ile birbirlerinden ayrlmtr. Burada inko znr,bakr ise ker. Daniel pili bir sv pildir. Sv pillerde elektrolit svdr.Daniel pili de byledir, keza akmlatrlerde de elektrolit s v slfrikasittir.

Gazl piller: Basn altndaki gaz iinde olan piller gazl pil olarakadlandrlr. Sir William Robert 1839da elektrotlar odun kmrndenolan gazl pili yapmtr. Gaugain ve Zeuger pilleri de gazl pillerdendir.

Gndelik kullanmdaki piller iki tiptir: Tekrar arj edilebilen piller; Nikel Kadmiyum, Nikel Metal Hidrit ve

Lityum on pillerdir.


41/64

35

Tekrar arj edilemeyen piller; muhtelif alkalin, gm oksit, inko-karbon ve cival pillerdir.

2.1.1.2. Nikel Kadmiyum Piller (Ni-Cd)

Adndan da anlalaca gibi nikel ve kadmiyumdan yaplm pillerdir. arjl halde1.44 Volt maksimum voltaja sahiptir. Uygun artlarda kullanldnda 10000 defa tekrar arjedilebilir. Uzay teknolojisinde yaklak 20 yl kullanlr.

Bo halde iken 1.2 Voltta tutulmaldr. Bu pillerin verimli kullanlmas iin 1.1 Voltpil geriliminde mutlaka tekrar arj edilmeleri gerekir. Bunun iin zel dzenekler mevcuttur.Bu pillerin g erisi birden azalr ve kullanm sresi sonunda g birden der. Pek okcihazda, zellikle elektrikli tra makinelerinde kullanlan 220 V kondansatr devreli akmreglatrleri ok baarldr. Lkin pillerin yerlerine yerletirilmesi srasnda arplma

tehlikesi vardr. Bu tip pilleri arj etmek iin yaplacak arj cihaznn voltajn yksek tutmakve akm reglasyonu yapmak gerekir. Nikel-Kadmiyum pillerin arjnda deiik tekniklerkullanlr. Bunlar pilin mrn uzatmak iin yaplan ilemlerdir. Pil yar boalm halde ikenarj edilmez. Aksi halde pil hafzasnda tuttuu bu noktadan ileriye doru arj olur bu dakapasitesini drr. Bu tip piller nce boaltlr, sonra doldurulur.

2.1.1.3. Nikel Metal Hidrit Piller (Ni-MH)

Nikel Kadmiyum pillerden sonra piyasaya kan bir pil eididir. Ni-Cd. pillere gredaha yksek kapasiteye sahiptir. arj edilmeleri hemen hemen Ni-Cd piller gibidir. Her ikipilin de bir i direnci vardr. Bu diren Ni-Cd pillerde daha yksektir. Bu nedenlekullanlmadnda bu piller kendi iinden bir akm aktr ve boalrlar. Bu olay Ni-MH

pillerde daha abuk olur ve daha ksa srede boalr.

2.1.1.4. Lityum Ion Piller (Li-Ion)

Dier arj edilebilen pillere gre daha yksek kapasiteleri olan pillerdir. Hafif pillerolup, kendi kendine boalmalar yavatr. Memory effecti yoktur yani istendii an arjedilebilir. Dearj g erisi lineerdir ve birden biterek sizi yolda brakmaz. arj edilmeleriNi-Cd ve Ni-MH pillere gre biraz daha gtr; fakat bir yandan kullanlr bir yandan da arjedilebilirler. Hem voltaj hem de akm reglasyonu ile arj edilir. zellikle laptop, ceptelefonu gibi tanr cihazlarda tercih edilir.


42/64

36

Pil Sistemlerinin MukayesesiSistem

zellikNi Cd Ni - MH Li Ion Kurun Asit

Enerji younluu/( hacim ) + + +

Enerji younluu/( arlk ) + + +

Tekrar kullanlabilmeperformans

+ + + + + +

Kendi kendine dearj + + + + +

Hzlarj edilebilme + + + +

Yksek akm ile dearjedilebilme

+ + + +

Gvenirlilik + + * + +

Fiyat + + +

Gerilim uyumluluu + + + +

Dearjda gerilim stabilitesi + + + +

+ + : Mkemmel, + : yi, : Uygulamalarn ou iin yeterli, : Dezavantajl,* : Kontrol devreleri gerekli

Tablo 2.1: Pil zellikleri

2.1.2. Pillerin Direnci

Tm kaynaklarn bir i direnci vardr. Bunun nedeni her iletkende olduu gibi pillerinyapsnda bulunan maddelerin de az da olsa bir dirence sahip olmalardr.

2.1.3. Pillerin EMKs (Elektromotor Kuvvet)

Elektromotor kuvveti (ksaca EMK denir ile gsterilir.) kayna, devrede oluanyklerin potansiyel enerjisini artrabilecek olan (batarya, pil, jenaratr gibi) herhangi biraygttr.

ekil 2.1

EMK, elektrik yklerini dk potansiyelden yksek potansiyele (tepeye doru)hareket ettirir ( ekil 2,1).


43/64

37

Bir kaynan EMKs, birim yk bana yaplan i olarak tanmlanr ve birimi Volttur.Bir kalem pilin EMKs 1,5 volttur.

ekil 2.2

ayet bataryann i direnci olmasayd bataryann ular arasndaki potansiyel fark(k voltaj), onun EMKsna eit olurdu. Ama gerekte bir batarya her zaman r ilegstereceimiz kk de olsa bir i dirence sahip olduundan, bataryann k voltaj

EMKsna eit deildir (ekil 2.3).

ekil 2.3Formlde = ak devre voltajn ifade etmektedir.

V= devreden bir akm getii zamanki g kaynann devreye salad potansiyelfark EMK batarya zerindeki etiketlenmi gerilimdir. rnein, pilin EMKs 1,5 Volttur.Pil devreye balandnda pilin zerindeki gerek gerilim i direncine (r) baldr ve i.rkadar etiketlenmi deerinden daha azdr.

ekil 2.4


44/64

38

Devre zerindeki bir noktadan, rnein a noktasndan ( ekil 2.4 ) balayp tekrarayn noktaya geldiimizde potansiyel farklarnn toplam, yani devrede EMK tarafndan

retilen gerilim fark direnler zerinde harcanan potansiyel farkna eit olacaktr. D direnRye yk direnci denir.

2.1.4. Pillerde G

Tm pillerin zerinde pilin gcn gsteren bir rakam mevcuttur. Bu mA saat (mAh)olarak ifade edilir. Bir pilin zerinde 800 mAh yazyorsa, bu pil 800 mA akm ancak bir saatboyunca aktabilir. Eer bu pilden devaml olarak 100 mA akm ekiyorsanz o zaman bu pilsize 8 saat hizmet edebilecektir.

2.1.5.Pillerde Verim

arjl piller akm arjna tabidir. Ni-Cd piller zerlerinde yazl olan mA saat deeri neise o deerin onda biri kadar bir akm ile 14 saat arj edilir. rnein, zerinde 750 mAhyazan bir pili 75 mA ile 14 saatte arj edebiliriz. Hzlarj imkan da vardr, pilleri 1 saattesarj edecek kadar akm baslr. Hzl arjda 4001000 mA gibi yksek bir arj akmuygulanr. Hzlarj pilin mrn ok ksaltr. Normal kullanma mr 10000 defalara kadarkabilecek iken bu say iki haneli rakamlara kadar debilir.

Bir Nikel Kadmiyum pilin arj olduunu, scaklnn artmasndan da anlayabiliriz;nk bu durumda kimyasal reaksiyon (reversible) bitmi verilen enerji s enerjisinednmektedir.

2.2. Akler2.2.1. Ak eitleri ve Yaplar

Kurun oksitli, nikel kadmiyumlu, nikel demirli, gm inkolu, olmak zere deiiktip akmlatrler mevcuttur. En ok kullanlan kurunlu akmlatrlerde elektrotlarkurundur. Seyreltik slfrik asit de elektrolit olarak kullanlr.

Bir ak hcresi aadaki ana elemanlardan oluur:

Ak Kab: ounlukla ebonit veya plastik malzemeden yaplr. Transparantak kaplar, aknn iindeki elemanlarn incelenmesine imkan verirler. Akkaplar kullanlaca yerin durumuna gre eitli boyutlarda yaplr.

Ak Kapa: Ak kab malzemesinden yaplan ve hcrenin stn kapatanksmdr. Ak kabnn stn, hava szdrmaz bir biimde presleyerek veyayaptrarak kapatr.


45/64

39

Resim 2.3: Aknn i yaps

Hcre Kapa (Tpa): Ak kapandaki dili delie taklan, plastikmalzemeden yaplm kk bir kapaktr.

ana ilevi vardr:

Yerinden karlarak, elektrolitin younluunu lmek ve/veya saf suilave etmek.

Buon kapal iken ak iinde oluan gazlarn, kapak iindeki kk delikyoluyla dar kmasn salamak. zel tip buonlarda, hcre iinde oluan gaz, buon iinde younlaaraktekrar elektrolite dnmesini salamak, bylece aknn saf su kaybnazaltmak.

Elektrolit: Slfrik asit, saf su karm olan bir svdr. Aknn tipine,imalatnn veya kullancnn tercihine bal olarak slfrik asit, su orandeiik, eitli akler imal edilmektedir.

Seperatr: Hcre iindeki plakalarn birbirine deerek ksa devre olmasnnleyen paralardr. Aside dayankl yaltkan malzemeden yaplr, imalatnn

tercihine bal olarak eitli profilde olur. Bununla birlikte seperatr tipininseiminde ve yerine taklmasnda u hususlara zen gsterilir:

Ak i direncini artrmamak. Seperatrleri mikro gzenekli yaparak, plakalar arasndaki elektrolit

temasn azaltmamak. Plakalar, zellikle nakliye esnasnda eilme ve krlmalarn nleyecek

ekilde sktrmak.


46/64

40

Plakalar: Bir ak hcresi iinde pozitif ve negatif olmak zere iki ayr plakagrubu vardr.

Negatif Plaka: Saf kurundan zgara biiminde, kalplarda dklerekelde edilir. Mekanik direnci arttrmak iin kurun iine antimuan katlr.Izgarann profili, imalat tekniine bal olarak eitli olabilir. Ancak,nakliye ve kullanmda eilip krlmayacak kadar salam ve zerinesvanacak olan aktif madde denen pastay iyi muhafaza edecek ekildeolmasna dikkat edilir.

Kurun-asit aklerin hepsinde negatif plakalar, kurundan yaplm zgarann iine,kurun oksit pastann svanmas suretiyle elde edilir. Plakann boyutlar kullancnn talebineveya imalatnn tercihine gre eitli olabilir.

Pozitif Plaka: Kurun-asit aklerin pozitif plakalar eittir:o Svanm Dz Plaka: Yapsal olarak negatif plaka gibidir.o Tpkl Plaka: Esas olarak antimuanl saf kurundan kalplarda

dklerek elde edilir. Ana ereveye bal dikey ubuklar zerine,gzenekli sentetik malzemeden yaplm tpkler taklmtr. Tozhalindeki aktif madde, vibrasyon metoduyla, tpklerin ierisinedoldurulur. Tpklerin ak olan altlar plastik tka dizisi ilekapatlr. Bylece hem aktif maddenin tpkler iinde kalmas salanr, hem de kurun ubuklarn ve tpklerin dz sralarhalinde sallanmadan durmas temin edilir. Bu tr pozitif plakayapmadaki ama, aktif maddenin tpk iinde muhafaza edilerek,dklmesini engellemektir.

ekil 2.5

o Artrlm Yzeyli Plaka (Plante): Saf kurunun, zel profildedkm suretiyle elde edilir. ok saydaki dikey ubuklarnoluturduu gerek yzey, plakaya dik bakldnda grnenyzeyin takriben 12 katdr. Bylece elektrolitle temas eden plakayzeyi arttrlm olur. Pozitif plakann aklanan ekilde imalatnmteakip, FORMASYON denen kimyasal ilemlerle plakayzeyinde kurun peroksit film halinde aktif madde oluturulur,


47/64

41

iletme sresince dearjda kurun slfat haline dnen yzeyarjda tekrar kurun peroksit film haline dner.

ekil 2.6

Ak HcresiBir ak hcresi, yukarda aklanan elemanlarn, ak kab ierisine tekniine uygun

bir ekilde yerletirilmesi ile oluturulur. Ak hcresi iindeki negatif plaka says, pozitifplaka saysndan bir fazladr. Bylece pozitif plakann iki yzeyi de aktif durumda tutularakbklmesi nlenir. ekilde iki pozitif ve negatif plakas olan bir ak hcresigrlmektedir.

ekil 2.7

emada grld gibi btn pozitif plakalar ve negatif plakalar ayr ayr hcre iindekurun kprlerle birbirine kaynak edilerek her bir cins plaka grubunun mterek kutuplarhcre kapandan dar karlr.

Ak gruplar, hcrelerin (+) ve (-) kutuplarnn birbirlerine harici kprlerlebalanmas suretiyle elde edilir. Harici kprlerin hcre kutuplarna balants, imalatnntekniine bal bir husustur. ounlukla cvata ile veya kaynakla balanr.


48/64

42

2.2.2. Ak Kapasiteleri

Akmlatrler voltaj kayna ile arj edilirler normal arj iin kapasitesinin 1 /10ukadar akm verilir ve 24 saat sresince arj olur. Otomobillerde kullanlan akmlatrler 45ve 60 Ah kapasitesindedir. Yani bu akmlatr kullanlma sresi ile verdii akm arpm60a eittir. Yani 10 amper ekiliyorsa 6 saat akm verebilir. Dolu bir akmlatrnmaksimum voltaj 14,5 volttur. Akmlatrlerin zerinde ayrca maksimum akm deeri deyazar. Bu ok yksek bir akm deeridir. Bir Akmlatr 250 Ampere kadar bir akmaktabilir.

2.3. Dinamolar

Hareket enerjisini doru akm elektrik enerjisine dntren makinelere dinamo denir.

Resim 2.4: Dinamo

2.3.1. Dinamo eitleri

Gnmzde dinamolar bisiklet, otomobil gibi hareketli olan aralardaki elektrikenerjisi ihtiyacn karlamak iin kullanlr. Ayrca sanayide yksek akm istenen yerlerdernein kaynak motoru gibi motorlarla akuple olarak balanan dinamolarda kullanlabilir.


49/64

43

321

321

rrrR

I

+++

++=

R

I

=

Resim 2.5: Bisiklet dinamosu

2.4. Kaynak Balantlar

reteler uygulamada amaca gre seri, paralel ya da kark balanarak uygun birEMK veya yeterli akm elde edilir. Birden fazla reteten oluan sisteme batarya denir.

2.4.1. Kaynaklarn Seri Balants

ekildeki devrede grld gibi EMKlar 1, 2, 3, ve i direnleri r1, r2, r3, olanretelerin birinin (+) kutbu, dierinin (-) kutbuna birletirilerek yaplan balamaya seribalama denir.

ekil 2.8

Seri bal bir devrede:

Potansiyel fark, retelerin potansiyel farklar toplamna eittir.321 ++=

Btn retelerden geen akmn deeri ayndr.ya da


50/64

44

Devredeki retelerin t kadar zamanda verdii enerjiler toplam, bu retelerinyerine geen e deer retecin ayn zamanda verdii enerjiye eittir.

rnek 2.1: Her biri 1,5 voltluk 3 tane pil seri olarak balanmtr. retecin verebileceitoplam gerilimi bulunuz.

5,45,15,15,1 321 =++=++= Volt.

rnek 2.2: Birbirine seri bal tane pilin i direnci 0,2 dur. Toplam i direnci bulunuz.

riT = r1+r2+r3 = 0,2+0,2+0,2= 0,6 dur.

rnek 2.3: Birbirine seri bal 1,5 voltluk tane pilin i direnci toplam 0,6 dur. Seri

bal pilin ularna bal lamba 0,3 Amper akm ekerse lamba ularnda den gerilimka Volttur?

pil zerinde den gerilim:

Ur = 0,6 x 3 = 0,18 Volt

UL = UP - Ur = 4,5 0,18 = 4,32 Volt olarak bulunur.

2.4.2. Kaynaklarn Paralel Balants ve Sakncalar

EMKlar 1 ve i direnleri r1 olan n tane retecin (+) ve (-) kutuplarnn ekil

2.9daki gibi kendi aralarnda birletirilerek yaplan balantya paralel balant denir.

ekil 2.9

Paralel balamada retelerin EMKleri eit olmaldr. Aksi taktirde R direncindengemesi gereken akm EMKleri kk olan ara devrelerden geerek istenmeyen durumlaraneden olabilir.

Devredeki retelerin t kadar zamanda verdii enerjiler toplam, bu retelerin yerinegeen e deer retecin ayn zamanda verdii enerjiye eittir.


51/64

45

n

rr 1e =

Paralel bal rete devresinde edeer EMK, retelerden birinin EMKineeittir.

1 =

EMKleri, 1 ve i direnleri r1 olan zde n tane rete paralel balanrsaedeer

diren olur.

Devreden geen akm iddeti,

nrR

R

I 1+=

= olur.

Bir devrede hem paralel, hem de seri bal reteler bulunuyorsa, bu tr balamayakark balama denir. Byle devrelerde paralel ve seri bal ksmlardaki edeer retelerinEMK ve i direnci hesaplanr. Sonra devreden geen akm iddeti bulunur.

rnek 2.4: Birbirine paralel bal 1,5 Voltluk 3 pilin her birinin i direnci 0,3 Ohmdur.Buna gre rete devresinin toplam gerilimini ve pillerin i direnleri toplamn bulunuz.

1 = olduundan toplam gerilim 1,5 Volttur.

1,0r0,3

1

0,3

1

0,3

1

r

1

r

1

r

1

r

1e

321e

=++=++= veya

1,03

3,0

n

rr 1e === olarak bulunur.

2.5. DC Kaynaklar Kullanrken Dikkat Edilecek Hususlar

reteler, byk EMK elde edebilmek iin seri balanmal, paralel bal retelerin

EMKleri eit olmaldr. Paralel bal retelerin bulunduu sistemin edeer EMK yanitoplam EMK retelerden birinin EMK kadardr (e=1). Kapal devreden geen akmiddeti,

R

I

= ile bulunur.


52/64

46

Pil Kullanmnda Dikkat Edilecek HususlarHayatmz kolaylatran her teknolojik rnde grlebildii gibi piller de bilhassa

bilinsiz kullanlmas ve atklarnn gerei ekilde kontrol edilmemesi sonucunda evreyeolduka nemli zararlar verebilmektedir.

Doru akmda dk bir g vermelerine ve saladklar enerjinin ebekeenerjisininkinden ok daha pahal olmasna karlk, pillerin kolayca tanabilir zerkreteler olma stnl vardr. Uygulamalar, asker alanda (gdml ve balistikmermilerin, torpidolarn itme sistemleri) olduu kadar sivil alanda da (radyo alclarn,teypleri, tra makinelerini, kameralar, aydnlatma dzeneklerini, oyuncaklar vb.beslemede) olduka yaygndr. Saatlerin, elektronik oyunlarn, cep hesap makinelerinin vecep telefonlarnn gelimesiyle minyatr pillere yeni pazarlar almtr.

ocuklarn pillerle oynamasna kesinlikle msaade edilmemelidir. zellikle i direnleri dk pillerin (rnein Ni - Cd trleri gibi) para,

bilezik, yzk veya dier madeni eyalarla ksa devre yapmas sonucundaortaya kan yksek scaklklar yanklara yol aabilir.

Dme tipi veya kk boy pillerin yutulmas halinde derhal tbbimdahale gereklidir.

Kk ocuklarn oynadklar pilli oyuncaklarn, pil yuvalarnnemniyetli bir ekilde kapal olduu kontrol edilmelidir.

Pilleri (+) ve (-) kutuplarnn kullanldklar cihaza doru biimdeyerletirilmeleri son derece nemlidir.

arj edilemeyen trdeki piller herhangi bir ekilde kesinlikle arj ileminetabi tutulmamaldr.

Kullanlm piller, hayatiyet kazandrmak iin kesinlikle stlmamaldr. Piller atee atlmamal veya paralanmamaldr. Cihaznzdaki pillerin tamam ayn anda deitirilmelidir. Yeni pillerle

ksmen kullanlm piller bir arada altrlmamal ve farkl markalardapiller beraber kullanlmamaldr. Aksi takdirde pillerin akma ihtimalioalacaktr. Bu ise cihazn arzalanmasna ve evre kirliliine yolaacaktr.

arj edilebilir pil ve batarya bloklarnn zel durumlar haricinde0Cnin altnda ve 40Cnin stndeki scaklklarda arj edilmeleritavsiye edilmez.

2.6. Elektromanyetizma

Elektrik akm ile elde edilen manyetik alana genel olarak elektromanyetizma denir.


53/64

47

2.6.1. Akm Geen letken Etrafndaki Manyetik Alan

Elektrik akm, elektrik yklerinin hareketinden meydana gelmektedir. Elektriintemel esaslar modlnde manyetik ykn ne olduuna deinmemize ramen manyetikalann nasl olutuuna deinmedik. Bu blmde manyetik alann nasl olutuunugreceiz.

Manyetik alanlar genel olarak iki trl elde edilir. Bunlardan biri bildiimiz doalmknatslar yardm ile dieri ise bir iletkenden akm geirerek elde edilir.

Bu modlde iinden akm geen bir tel parasnn etrafnda oluturaca manyetikalann byklk ve ynnn nasl bulunaca anlatlacaktr.

Resim 2.6

Resim 2.6da uzunca bir tel parasndan I akm getiini dnelim. Bu telinetrafnda manyetik bir alan oluur. Manyetik alan telden uzaklanca r2 ile orantl azalr; amatelden herhangi bir r uzakl iin tel boyunca bykl sabittir. Bu byklk telin iindengeen akmla doru orantldr.

Akm tayan telin etrafnda oluturduu manyetik alann ynn bulmak iin sa elkuraln kullanrz. Sa el kural olduka pratik bir yntemdir. Akm tayan bir tel parasnnetrafnda oluturduu manyetik alan iin Sa El Kuralnda; akm yn sa elin baparmann gsterdii yn olarak seilir. Sa elin kvrlm drt parma ise manyetik alannynn gstermi olur.

2.6.2. Akm Geen Bobinin evresindeki Manyetik Alan

Bir kasnak zerine yan yana sarlan iletkenlerin oluturduu btne bobin denir. Builetkenden; yani bobinden akm geirildiinde bobin iinde bir manyetik alan meydana gelir.Bu manyetik alann bykl de akm iddetine I bobinin boyuna L sarm saysna Nve ortama baldr.


54/64

48

Resim 2.7

2.7. inden Akm Geen letkenin Manyetik Alan erisindekiDurumu

Sabit bir manyetik alan ierisinde kalan iletkenden akm geirildiinde, iletken iindengeen akmn oluturduu manyetik alann, etrafndaki manyetik alan ile etkileimisonucunda iletken manyetik alan dna doru itilir. Manyetik alann dnda bu hareketdurur.

Resim 2.8

letkenin itilme yn iletkenden geen akm ve manyetik alann ynne baldr. Buhareketin yn sol el kural ile bulunur.

Sol El Kural: Sol el drt parma birletirilerek alr. Kuvvet izgileri avu iinegirecek ekilde alan iine sokulan sol el drt parma akm ynn gsterecek ekildetutulursa yana alan baparmak hareketin ynn gsterir.

2.8. Manyetik Alan inde Bulunan letkenin Hareketi

ndksiyon prensibi: Dinamolarn alma prensibi; ksaca, sabit manyetik alanierisinde bulunan iletken manyetik alan kuvvet izgileri tarafndan kesilecek ekilde hareketettirilirse o iletkende gerilim indklenir. Bu olaya indklenme denir.


55/64

49

Resim 2.9

letkende indklenen gerilimin miktar iletkenin hareket hz ve manyetik alannbykl ile doru orantldr. ndklenen akmn yn de iletkenin hareket ynne vemanyetik alann ynne baldr ve akmn yn sa el kural ile bulunur (Resim 2.9).

Sa El Kural: Sa elin avu ii N kutbuna bakacak ekilde tutulduunda, alaniindeki iletkenin hareket ynn yana alan ba parmak gsteriyorsa iletkende indklenengerilimin ynn bitiik drt parmak gsterir.

2.9. DC MotorlarTanm: Doru akm elektrik enerjisini hareket enerjisine dntren makinelere

doru akm motoru denir.

2.9.1. DC Motor eitleri

Doru akm motorlar alma prensibi olarak ayndr. Tek farkllk gleridir. Kkgl motorlara doal ya da yapay olan sabit mknatslar yeterli iken byk gl motorlardagerekli manyetik alan elektromknatsla oluturulur.

2.9.2. Temel alma Prensibi

Telin itilme kuvveti telden geen akma telin boyuna ve telin iinde bulunduu ortamabaldr. F=I.L.B forml ile bulunur.

Kuvvetin yn sol el kural ile bulunur.


56/64

50

Resim 2.10

Sabit manyetik alan iinde kalan bobinin dnme kuvveti manyetik alan ile doruorantldr (Resim 2.10).

Resim 2.11

Bobin bir eksen etrafnda dnecek ekilde manyetik alan iine yerletirilir. Elektrikakm fra ve kolektr (komtatr) yardmyla bobine iletilir (Resim 2.11).

Dnn ayn ynde ve srekli olmas iin ayn kutbun altndan srekli ayn yndeakmn gemesi gerekir.

Akmn her yarm turda yn deitirmesi yan yana konulan kolektr dilimleri ve kutupekseninde sabit tutulan fralar ile salanr.


57/64

51

Resim 2.12

Bobin dndke manyetik alan ile bobin arasnda bir as oluur. Aradaki annkosins ile doru orantl olarak dndrme kuvveti de azalr. Bu durumda kuvvetF=I.L.B.cos forml ile hesaplanr.

2.9.3. Dn Yn Deitirme

Doru akm motorunun dn ynn deitirmek iin uygulanan akm ynndeitirmek yeterlidir. Bobine etkiyen kuvvetin yn dolaysyla motorun dn yn,manyetik alann ve iletkenden geen akmn ynne baldr. Alan ynn deitirmeninmmkn olduu harici uyartml DC motorlarda, alan yn deitirilerek veya uygulanan

gerilimin yn deitirilerek motorun dn yn deitirilebilir. Sabit mknatsl DCmotorlarda alan ynn deitirmek mmkn olmadndan akm ynn deitirmek yeterliolacaktr.

2.9.4. Gerilimle Hz Ayar

Doru akm motorlarnda dn hz manyetik alan kuvveti ve iletkenden geenakmla doru orantldr. Sabit mknatsl DC motora uygulanan gerilim deitirilerekiletkenden geen akm, dolaysyla hz deitirilebilir. Harici uyartml DC motorlarda iseuyartm akm dolaysyla manyetik alan ayarlanarak hz ayar yapmak mmkndr.


58/64

52

UYGULAMA FAALYET

Uygulama 1: Aadaki devre balantsn kurunuz ve gerekli hesaplamalar 1-2-3. ilembasaman takip ederek yapnz.

Uygulama 2: Kk gl bir teyp motorunun balantsn 4. ve 5. ilem basamaklarntakip ederek yapnz.

lem Basamaklar neriler

ekildeki devreyi kurunuz. ekildeki devreyi retmeninizedanarak kurunuz.

Pillerin botaki gerilimlerini lnz. Piller devreye balandndaki deerleri

lnz.

Devrenin akmn lnz.

lmlerin yapmn elektrikselbyklklerin llmesi modlndentekrar edebilirsiniz.

Pillerin i direnlerini hesaplaynz. diren hesaplamasnda gerekli bilgiyibilgi sayfalarndan edinebilirsiniz.

Sabit mknatsl bir DC motoru ayarlgerilim verebilen bir kaynaa balaynz.

Balanty kurarken retmeninizedannz.

DC motora uyguladnz gerilimmotorun alma gerilimini

gememelidir. Gerilim ayar yaparak hz deiimini

gzlemleyiniz. Hz lmn optik turmetre ile

yapnz.

UYGULAMA FAALYET


59/64

53

LME VE DEERLENDRME

LME SORULARI

Aadaki 1. ve 2. sorular iin ekildeki devreden yararlannz.

1. Devre akmn hesaplaynz.

2. Her pil 600 mAh kapasitelidir. Piller tam dolu iken boalma sresini hesaplaynz.

Aadaki 3. ve 4. sorular iin ekildeki devreden yararlannz.

3. Pillerden ekilen I1, I2 ve I akmlarn hesaplaynz.

4. Kapasiteleri 600 mAh olan pillerden hangisi daha nce ne kadar srede boalr?

LME VE DEERLENDRME


60/64

54

5. ekildeki gibi bir araba aksnn kutup ba oksitlendii iin 0,1 diren meydanagetirmektedir. Araba farlarnn toplam direnci 0,48 olduuna gre;

A. Akden normalde ekilmesi gereken akm hesaplaynz.B. Oksidasyondan sonra ekilen akm hesaplaynz.

6. 12V 60 Ahlik bir araba aks toplam gc 120 W olan farlar n ak kalmas neticesindeka saat sonra tamamen boalr.

7. Akm geen bobinin etrafndaki manyetik alan aadakilerden hangisine bal deildir.C. Bobinin uzunluuna LD. Bobinin sarm saysna NE. Bobinin bulunduu ortama F. Bobinin yapld telin kesitine SG. Bobinden geen akma I

8. Sol el kuralnda bitiik drt parmak ... ynn gsterirse yana alan ba parmak... ynn gsterir.

9. Sabit manyetik alan ierisinde bulunan iletken manyetik alan kuvvet izgileri tarafndankesilecek ekilde hareket ettirilirse o iletkende ... indklenir. Bu olaya.denir

10. Sabit manyetik alan iinde hareket ettirilen iletkende indklenen gerilimin miktar iletkenin hareket ...ve manyetik alann ... ile doru orantldr.

11. Sabit manyetik alan iinde hareket ettirilen iletkende indklenen gerilimin ynnbulmak iin . kural kullanlr.

12. Sabit mknatsl DC motorun dn yn uygulanan .. yn ile deitirilebilir.


61/64

55



Devre balantsnekle gre kurabildiniz mi?

Deerleri lebildiniz mi?

Deerleri hesaplayabildiniz mi?

Deerleri karlatrabildiniz mi?

DC motor hz kontroln yapabildiniz mi ?

DEERLENDRME

Faaliyetlerin ierisinde bulunan ilem basamaklarnn tam olarak yerine getirildiinigrmek iin her renci basamaklar ayr ayr yerine getirmelidir. Faaliyetlerin sonundaamaca ulaabilmek iin faaliyetlerin her aamasndan baarl olmak gerekmektedir. Eerfaaliyetlerin ierisindeki kriterlerden baar salanamadysa modl faaliyetlerini tekrar

ediniz.



62/64

56

MODL DEERLENDRMEAada listelenen ilem basamaklarndaki davranlar yapabiliyorsanz EVET

stununa, yapamyorsanz HAYIR ksmna X iareti koyunuz.


Doru akmn tanm rendiniz mi?

Doru akmn kullanld yerleri biliyor musunuz?

Ohm kanunu rendiniz mi ?

Seri devre ve paralel devre balantlarn rendiniz mi?

Direnleri seri balayp deerlerini lebiliyor musunuz ?

Direnleri paralel balayp deerlerini lebiliyor musunuz?

Kirofun gerilimler kanununu biliyor musunuz ?

Kirofun akmlar kanununu biliyor musunuz ?

Bobin alma prensibini rendiniz mi?

Bobinlerin seri balama hesabn yapabiliyor musunuz?

Bobinlerin paralel balama hesabn yapabiliyor musunuz?

Kondansatrlerin seri balama hesabn yapabiliyor musunuz?Kondansatrlerin paralel balama hesabn yapabiliyormusunuz?

Zaman sabitesinin tanmn biliyor musunuz ?

DC Kaynak eitlerini rendiniz mi?

DC kaynak balantlarn rendiniz mi?

Elektromanyetimann tanmn biliyor musunuz ?

DC motorlarn alma prensibini rendiniz mi ?

DC motor dn ynn deitirmeyi rendiniz mi?

DEERLENDRME

Tm sorulara cevabnz evet ise modl baaryla tamamlam oldunuz. Hayrcevabnz varsa ilgili konuyu tekrar ediniz.

MODL DEERLENDRME


63/64

57

CEVAP ANAHTARLARIRENME FAALYET1 CEVAP ANAHTARI

1 Re = 3,33 2 Uk=35 V3 Re=5,2 en yksek

akm 2 lukdirenten akar 8A

4 Ik=3A5 Uk=126V6 I1=1A, I2=1A, I3=2A7 Le=0,66H

8 L3=0,1H9 Ce=2,4F10 C4=0,4F

RENME FAALYET2 CEVAP ANAHTARI1 I=0,48A2 Boalma sresi:

1saat 15 dakikadr.3 I1=0,33A I2=0,16

I=0,49A

4 1. pil, 1 saat 48dakikada boalr.5 a.Normalde

ekilecek akm 25 Ab. Oksidasyondansonra ekilen akm20,7 A

6 6 saat sonratamamen boalr

7 Bobinin yapldtelin kesitine S

8 akm hareket9 gerilim

indklenme10 hz bykl11 sa el12 gerilimin

CEVAP ANAHTARLARI


64/64

KAYNAKLAR

ZDEMR Ali, Elektrik Bilgisi, MEB Yayn Evi, Ankara, 2001. GRKEM A., KU M., Elektroteknik 1, zkan Matbaaclk Ankara, 2002. GVEN M.E, MARTI . B., Elektroteknik II, MEB yaynlar, Ankara, 1992. JOSEPH A, Teori ve Problemlerle Elektrik Devreleri, Gven Kitabevi

Yaynlar, Ankara 1980, eviri AYTER S., AKAR M.

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hph.html; http://www.biltek.tubitak.gov.tr/; http://www.stlawu.edu/; http://egitek.meb.gov.tr; http://www.answers.comWeb Siteleri

KAYNAKLAR
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hph.htmlhttp://www.biltek.tubitak.gov.tr/http://www.stlawu.edu/http://egitek.meb.gov.tr/http://www.answers.com/http://www.answers.com/http://egitek.meb.gov.tr/http://www.stlawu.edu/http://www.biltek.tubitak.gov.tr/http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hph.html

Documents

Doğru Akım Esasları