elektrik teknikerliği ders notu

T.C.
GAZİ ÜNİVERSİTESİ
Sürekli Eğitim Uygulama
ve Araştırma Merkezi
2015
ELEKTRİK TEKNİKERLİĞİ
DERS NOTU
İÇİNDEKİLER
ÖLÇME
Ölçü Aletleri
Gösteren ölçü aletleri
Kaydeden ölçü aletleri
Toplayan ölçü aletleri
Analog Ölçü Aletleri
Dijital Ölçü Aletleri
Ölçü Aletlerinin Özellikleri
Ölçmede Hata
Mutlak hata
Bağıl Hata
Aletlerin Sınıfı
Çeşitli Elektriksel Ölçü Aleti Tanımları
Temel Büyüklüklerin Ölçülmesi
Direnç değerinin ölçülmesi
Endüktans ölçme
Endüktansı etkileyen faktörler
LCR Metre ile endüktans değerinin ölçülmesi
Kapasite ölçme
Kapasiteyi etkileyen faktörler
Kapasitesinin ölçülmesi
LCR Metre ile kapasite ölçümü
Akım ölçme
Ampermetre yapısı ve çeşitleri
Ampermetreyi devreye bağlama ve akım ölçme
Akım trafosu kullanarak akım ölçme
Akım transformatörleri
Pens ampermetreler
Gerilim ölçme
Voltmetrenin yapısı ve tanımı
Voltmetreyi devreye bağlamak ve gerilim ölçmek
İş ve Güç Ölçme
Güç ölçme
Ampermetre ve voltmetre yardımı ile güç ölçmek
Wattmetrelerin yapısı ve çeşitleri
İş ölçmek
Sayaçların yapısı ve çeşitleri
Osiloskobun Tanıtılması
Osiloskop ile aşağıdaki değerler ölçülebilir
TEMEL ELEKTRİK TEKNOLOJİLERİNE GİRİŞ
Doğru ve Alternatif Akım Kavramları
Doğru akımın tanımı
Doğru akımın elde edilmesi
Alternatif Akım
Faz ve Faz Farkı
Gerilim (Potansiyel Fark )
Elektrik akımı
İletken, Yalıtkan ve Yarıiletken Maddeler
Atomun Yapısına Göre İletken ve Yalıtkan Tanımı
Direnç
İletken direncini etkileyen faktörler
Direncin sıcaklıkla değişimi
Direnç Bağlantıları
Elektrik Yasaları
İş, Güç ve Enerji
Verim
Kondansatör
Kondansatörün AA davranışı
Kondansatörlerin seri bağlanması
Kondansatörlerin paralel bağlanması
Bobin
Bobinin AA davranışı
Bobinlerin seri bağlanması
Bobinlerin paralel bağlanması
Dirençli ve Bobinli Devre (R-L)
Direnç ve Kondansatörlü Devre (R-C)
Direnç, Bobin ve Kondansatörlü Devre (R-L-C)
TRANSFORMATÖRLER
İndüklenen emk Değeri
Dönüştürme Oranı
DOĞRU AKIM MAKİNALARI
DA Makinasının Yapısı
DA Makinasının Parçaları
DA Motorunun Çalışması
ALTERNATİF AKIM MAKİNALARI
Asenkron Makinalarının Endüstrideki Önemi
A.C. Motorlar ile D.C Motorların karşılaştırılması
A.C Motor Çeşitleri
Senkron Hız- Asenkron Hız-Kayma
GÜÇ ELEKTRONİĞİ
Yarı İletken Güç Anahtarları
Diyot
Genel amaçlı diyotlar
Hızlı diyotlar
Yumuşak toparlamalı diyotlar
Schottky diyot
Avalanche diyot
Zener diyot
Tristör
GTO (Kapıdan Tıkanabilen Tristör)
Transistör (BJT)
MOSFET (Metal Oksit-Yarı İletken Alan Etkili Transistör)
IGBT (Yalıtılmış Kapılı İki Kutuplu Transistör)
Doğrultucular
Yarım dalga doğrultucu
Tam dalga doğrultucu
Köprü doğrultucu
Zener Diyot
Diğer Diyot Uygulamaları
Kırpıcılar (Clipper)
Kenetleme (Clamp) devreleri
YÜKSEK GERİLİM TEÇHİZATI
Güç Transformatörleri
Kesiciler
Ayırıcılar
İzolatörler
Bara Düzeneği
Ölçü Trafoları
Yüksek Gerilim NH Sigortaları
Parafudurlar
İkaz Küreleri
Koruma İletkeni
Ark Boynuzu
Koruma Röleleri
OTOMASYON ve KUMANDA TEKNİKLERİ
Üç Fazlı Asenkron Motorlar
Üç fazlı asenkron motorlara yol verme metotları
Üç fazlı asenkron motora yıldız-üçgen yol verme
Stator sargılarına ön direnç bağlamak
Stator sargılarını ayarlı üç fazlı bir kaynaktan beslemek
Rotor sargı dirençlerinin artırılması
Bir Fazlı Yardımcı Sargılı Asenkron Motorlar
Kontaktörler
Koruma Röleleri
Aşırı akım röleleri
Termistörler
Faz koruma rölesi
Faz sırası rölesi
Üç faz düşük, yüksek gerilim koruma ve faz sırası rölesi*
Zaman Röleleri
Düz zaman röleleri
Ters zaman röleleri
Yaklaşım Anahtarları
Optik Algılayıcılar (Fotoseller)
Karşılıklı algılayıcılar
Cisimden yansımalı algılayıcılar
ELEKTRİK TESİSAT BİLGİSİ
Kuvvet Tesisatı
Kuvvet Tesisatında Kullanılan Kablo Özellikleri
NVV (NYM-Antigron) kablo
YVV (NYY) kablo
XLPE izoleli YXV (N2Y) kablo
XLPE izoleli çelik zırhlı YXZ2V (2XRY) kablo
Tavan Üzerine Montaj
Askı ve Destek Sistemleri
Beton Kanal ile Montaj
Busbar kanal ve özellikleri
Boru ve Buatlar
Tesisat boruları
Buatlar
Kasalar
Döşeme Altı Boru Ve Kanalı Döşeme
Yer Döşeme Altı Boruları
Sıva Üstü Tesisat
Dübeller
Kablo Kanalı
Kroşeler
SAYISAL ELEKTRONİK
Sayısal Mantık Seviyeleri ve Dalga Formları
Sayı Sistemleri
Decimal (onlu) sayı sistemi
Binary (ikili) sayı sistemi
Octal (Sekizli) Sayı sistemi
Hexadecimal (Onaltılı)Sayı sistemi
Lojik Kapılar
VE Kapısı (And Gate)
VEYA Kapısı (OR Gate)
DEĞİL Kapısı (NOT GATE- Inverter)
VE DEĞİL Kapısı (NAND GATE)
VEYA DEĞİL Kapısı (NOR GATE)
ÖZEL VEYA Kapısı (XOR GATE)
ÖZEL VEYA DEĞİL Kapısı (XNOR Gate)
ÖLÇME
Çevremizde gözlediğimiz olayları anlamaya çalışma çabasının merkezinde ölçme işlemi
vardır. Ölçme yaparak bu olaylara neden olan değişkenler hakkında bilgi ediniriz. Bu sayede
bazı fiziksel olayları güvenli ve faydalı biçimde kullanabiliriz. Yine ölçme sonucunu
kullanarak olayın değişkenini kontrol edebiliriz.
Bütün büyüklüklerin bir de birimi vardır. İlgileneceğimiz büyüklükler, simgeleri, birimleri,
birim simgesi ve o büyüklüğü ölçmede kullanılan ölçü aletlerinin adları aşağıda listelenmiştir.
Elektriksel Büyüklük
Elektrik yükü
Elektrik akımı
Gerilim (Potansiyel farkı)
Aktif güç
Reaktif güç
Elektrik enerjisi
Frekans
Faz farkı
Güç faktörü
Direnç
Kapasite (Kondansatör)
Self (bobin)
Elektriksel alan şiddeti
Manyetik alan şiddeti
Simgesi
Q veya q
I veya i
V
P
Q
E
f

cos
R
C
L
E
H
Birimi
Coulomb
Amper
Volt
Watt
Var
Joule
Hertz
Derece, Radyan
Ohm
Farad
Henry
Volt/Metre
Amper/Metre
Birim
Simgesi
C
A
V
W
Var
J
Hz
Ölçü Aleti
Ampermetre
Voltmetre
Watmetre
Varmetre
Sayaç
Frekansmetre
0

F
H
V/m
A/m
Cosinüsfimetre
Ohmmetre
Alt ve Üst Katlar:
Elektriksel ölçme sonunda bulunan büyüklük değerlerinin sayısal olarak doğrudan olduğu gibi
ifadesi uygun olmayabilir. Örneğin bir kapasitenin değeri 0,000001 F , bir direncin değeri
1500000 , bir akımın değeri 0,002 A, bir işaretin frekansı 12500 Hz olabilir. Bu sayısal
değerleri daha düzgün ifade edebilmek için birimlerin alt ve üst katları kullanılmalıdır.
Alt katlar
Sayısal Değeri
Sembolü
Üst katlar
Sayısal Değeri
Sembolü
Mili
10-3
m
Kilo
103
k
Mikro
10-6

Mega
106
M
Nano
10-9
n
Giga
109
G
Piko
10-12
p
Tera
1012
T
Femto
10-15
f
Peta
1015
P
Bu alt ve üst katları kullanarak yukarıda geçen büyüklükleri daha sade olarak ifade edebiliriz;
0,000001 F = 1.10-6F = 1F
1500000 = 1,5.106 = 1,5 M
0,002 A = 2.10-3A= 2 mA
12500 Hz = 12,5. 103 Hz =12,5 kHz
Ölçü Aletleri
Ölçmek istediğimiz büyüklüğün miktarını doğrudan veya dolaylı olarak gösteren aletlerdir.
Ölçtüğü değeri gösterme şekline göre ölçü aletleri üçe ayrılır.
Gösteren ölçü aletleri
Ölçülen büyüklüğün, ölçme anındaki değerini gösterir. Değer değiştiğinde önceki değer
kaybolur. Bir gösterge alanları vardır ve işaretin büyüklüğünü ya doğrudan sayısal olarak
gösterir (dijital ölçü aletleri) ya da kullanıcı göstergeden dolaylı olarak okur. (analog ölçü
aletleri veya osiloskop). Piyasadaki ölçü aletlerinin hemen hepsi bu tiptedir.
Kaydeden ölçü aletleri
Ölçülen büyüklüğün herhangi bir andaki değerini hafızalarına kaydederler. Bu değerler daha
sonra okunabilir.
Toplayan ölçü aletleri
Ölçülen büyüklüğün o andaki değerini değil o ana kadarki toplamını gösterir. Elektrik
sayaçları gibi.
Çalışma prensiplerine göre ise ölçü aletleri analog ve dijital (sayısal) olmak üzere ikiye
ayrılır.
Analog Ölçü Aletleri: Büyüklüğün değerini, taksimatlı skala önünde sapan bir ibreyle dolaylı
olarak gösteren ölçü aletleridir.
Dijital Ölçü Aletleri: ölçtüğü büyüklüğün değerini göstergede doğrudan sayısal olarak
gösteren ölçü aletleridir. Giriş büyüklüğünü sayısal hale çevirerek gösterirler.
Ölçtükleri işaretlerin türlerine göre ise aletler DC ve AC olarak ikiye ayrılabilir.
DC Ölçü Aletleri: DC işaretlerde kullanılmak üzere imal edilmişlerdir. Giriş işaretinin
ortalama değerini gösterirler.
AC Ölçü Aletleri: Sinüzoidal AC işaretlerde kullanılmak üzere imal edilmişlerdir. Giriş
işaretinin etkin değerini gösterirler.
Fakat çoğu kez ölçü aletleri hem DC hem de AC işaretlerde çalışabilecek şekilde imal
edilirler. Ölçüm kademesinin değiştirilmesi veya bir DC-AC düğmesine basılmasıyla istenilen
işaret tipinde kullanılabilmektedirler.
Ölçü aletleri, yapılarına göre ise farklı gruplara ayrılır.
1- Elektromanyetik ölçü aletleri
2- Döner bobinli ölçü aletleri
3- Döner mıknatıslı ölçü aletleri
4- Elektrodinamik ölçü aletleri
5- Termik ölçü aletleri
6- Elektrostatik ölçü aletleri
7- Endüksiyon ölçü aletleri
8- Sayısal ölçü aletleri
Ölçü Aletlerinin Özellikleri
Doğruluk: Ölçülen değerin gerçek değere ne kadar yakın olduğunu gösterir. Ölçmedeki en
büyük parametredir. Doğruluğu belirlemek üzere mutlak hata ve bağıl hata tanımları
kullanılır.
Hassasiyet: Ölçü aletinin en küçük skala (gösterge) taksimatı veya skaladan okunabilen en
küçük değer ile ilgili bir parametredir.
Duyarlılık: Göstergedeki değişikliğin giriş işaretindeki değişikliğe oranı ile ilgilidir. Girişteki
küçük değişiklikler skalada algılanabilir değişim oluşturuyorsa duyarlılık yüksektir.
Tutarlılık: Aynı aletle aynı büyüklüğün ard arda yapılan ölçüm sonuçlarının birbirlerine
yakınlığıdır.
Çözünürlük: Ölçülen büyüklükteki, aletin cevap verebileceği en küçük değişime denir.
Kalibrasyon: Doğruluğundan emin olunan bir alet yardımıyla diğer bir cihazın ayarının
yapılması işlemidir. Ölçü aletlerinin belirli aralıklarla kalibrasyonu yapılmalıdır.
Ölçmede Hata
Yapılan her ölçme işleminin sonucunda bulunan değer ile ölçülen büyüklüğün gerçek değeri
arasında mutlaka bir miktar fark vardır. Buna “hata” denir. Hatalar, ölçü aletinden, ölçmeyi
yapan kişiden, ölçmede kullanılan yöntemden, sonucu okuma ve belirtme şeklinden
kaynaklanabilir. Hata miktarı değişik biçimlerde ifade edilebilir.
Mutlak hata
Büyüklüğün gerçek değeri ile ölçüm sonucu bulunan değer arasındaki farkın mutlak değeridir.
Xg: Ölçülecek büyüklüğün değeri,
X: Bulunan değer,
X: Mutlak hata
X  X g  X
Mutlak hata, ölçme işleminin ne kadar doğru yapıldığı konusunda yeterli miktarda açıklayıcı
değildir. Gerçekte hata miktarı ölçülen büyüklüğün miktarına da bağlıdır. Örneğin 1 metrede
yapılan 5 cm hata, 5 metrede yapılan 10 cm’lik hatadan daha az değildir.
Bağıl Hata
Yapılan mutlak hatanın büyüklüğün miktarına oranıdır. Bir oran olduğundan birimi yoktur.

X
Xg
Bağıl hata çoğu kez yüzde (%) olarak ifade edilir. Bunun için:
Yüzde Hata = 100. 
Aletlerin Sınıfı
Ölçüm ne kadar doğru yapılırsa yapılsın ölçü aletlerinden kaynaklanacak hataların önüne
geçilemez. Ölçü aletlerinin ne kadar hata yapabileceğini gösteren bir sınıfı vardır. s: Aletin
sınıfı, Xmax: Aletin ölçebileceği maksimum değerdir.
s
X
100
X max
Bu değer genelde % olarak kullanılmaktadır. İmal edilen aletler 0,1 0,2 0,5 1 1,5 2,5 5
sınıflarından birinden olur. Mümkünse sınıfı düşük olanlar tercih edilmelidir.
Örnek 1: 12 voltluk bir akünün gerilimi 12,3 volt olarak ölçülüyor. Yapılan mutlak hatayı ve
bağıl hatayı ve yüzde hatayı bulunuz.
X = |12-12,3| = 0,3 V
 = 0,3 / 12 = 0,025
Yüzde hata = 100.0,025 =%2,5
Örnek 2: Bir gerilim 1 sınıfından 750 voltluk voltmetreyle 220 V olarak ölçülüyorsa bu
gerilimin gerçek değeri ne olabilir?
s
sX max
1.750
X
100  X 
 V 
=7,5V
100
100
X max
Vg=2207,5 Vmin = 212,5V
Vmax = 227,5V
Örnek 3: 12 voltluk bir akünün gerilimi;
a- Sınıfı 2,5 olan 20 voltluk bir voltmetreyle,
b- Sınıfı 1 olan 200 voltluk bir voltmetreyle,
c- Sınıfı 1 olan 20 voltluk bir voltmetreyle ölçülünce % kaç hata yapılır.
Yüzde Hata = 100.  = 100.
s. X max
s. X max
X
= 100.
=
100 X g
Xg
Xg
a- Yüzde Hata = 2,5.20 / 12 = % 4,17
b- Yüzde Hata = 1.200 / 12 = % 16,67
c- Yüzde Hata = 1.20 / 12 = % 1,67
Buradan anlaşılacağı üzere ölçülecek büyüklüğün değerine göre, uygun kademeli ölçü aleti
kullanılmalıdır. Çok kademeli ölçü aletlerinde ise ölçülecek büyüklüğe en yakın fakat ondan
mutlaka büyük olan kademe seçilmelidir.
Çeşitli Elektriksel Ölçü Aleti Tanımları
Elektrik elektronik alanında en çok kullanılan ölçü aletleri aşağıda belirtilmiştir. Bu ölçü
aletlerinin tamamının dijital ve analog modelleri mevcuttur. Bu ölçü aletleri ve ölçtüğü
büyüklüklere kısaca değinelim;
Ampermetre: Doğru veya alternatif akım devrelerinde alıcının çektiği akımı ölçen ölçü aleti
olup devreye seri bağlanır. Ampermetreler (A) harfi ile belirtilir.
Voltmetre: Doğru ve alternatif akım devresinin ya da devreye bağlı bir alıcının uçlarındaki
gerilim değerini ölçmeye yarayan ölçü aleti olup devreye paralel bağlanır. Voltmetreler (V)
harfi ile belirtilir.
Lcrmetre: Elektrik devrelerinde değişik amaçlar için kullanılan ve alıcı olarak görev yapan
direnç, bobin ve kondansatörün; direnç, endüktans ve kapasite değerlerini ölçen ölçü
aletleridir. Lcrmetre ile doğru ölçüm yapabilmek için uygun kademe seçimi yapılmalıdır.
Osiloskop: Elektrik ve elektronik devrelerinde akım ve gerilimin değeri, frekans ve faz farkı
ölçümlerini dijital veya analog ekranda grafiksel olarak gösteren aletlerdir.
Elektrik Sayacı: Elektrik devrelerinde alıcıların harcadığı elektrik enerjisini, yani harcanan
güç ile zaman çarpımını ölçen ölçü aletleridir. sayaçlarda akım ve gerilim bobini olmak üzere
iki bobin bulunur. Akım bobini devreye seri, gerilim bobine devreye paralel bağlanır.
Wattmetre: Doğru ve alternatif akım devrelerinde alıcıların çektikleri elektriksel gücü ölçen
aletleridir. Wattmetreler akım ve gerilim bobinlerine sahip olup akım bobini devreye seri,
gerilim bobini devreye paralel bağlanır.Güç hesaplamalarda (P) harfi ile ifade edilir.
Frekansmetre: Alternatif akım devrelerinde elektrik enerjisinin frekansını ölçen aletlerdir.
Frekansmetreler devreye paralel bağlanır ve (Hz) şeklinde ifade edilir.
Multimetre: Elektrik veya elektronik devrelerinde akım, gerilim, direnç, frekans endüktans
ve kapasite ölçümü yapar. Bunların yanı sıra elektronik elemanların sağlamlık kontrolü ve uç
tespiti işlemleri yapabilen tümleşik ölçü aletleridir.
Temel Büyüklüklerin Ölçülmesi
Direnç değerinin ölçülmesi
Direnç değerini ölçen ölçü aletlerine ohmmetre denir. Yalnız direnç ölçen ohmmetreler
bulunduğu gibi bu işlem, birden fazla büyüklüğü ölçebilen, bu yüzden daha pratik kullanım
imkanı sağlayan avometreler ile de yapılmaktadır. Ohmmetreler yapı olarak akım ölçen, döner
bobinli ölçü aletleridir. Bu ölçü aletlerinin skalası akım değil de direnç (Ω) ölçecek şekilde
taksimatlandırılmıştır. Ohmmetreler direnç ölçmenin yanında elektrik elektronik devrelerinde
açık ve kapalı devre kontrollerinde de sıkça kullanılmaktadır. Ohmmetreler ölçüm yapmak
için mutlaka kendine ait bir enerji kaynağına ihtiyaç duyarlar. Bu gereksinim genellikle 9 V
veya 1,5 V’ luk pillerin seri bağlanması ile giderilir. Ohmmetre veya avometreler ile
kesinlikle enerji altında direnç ölçümü yapılmaz. Ohmmetreler veya avometreler çalışan
bir cihazda ölçüm yapılırken problarının ikisinin de elle tutulmamasına dikkat edilmelidir. Bu
direncin yanında vücut direncinin ölçülmesine özellikle de büyük değerli dirençlerin
ölçülmesinde, değerin yanlış belirlenmesine neden olur.
Endüktans ölçme
Bobinler iletken tellerin yan yana veya üst üste sarılmasıyla elde edilen devre elemanlarıdır.
Bobinlerin, elektrik akımının değişimine karşı gösterdikleri tepkiye endüktans denir.
Endüktans, L harfi ile sembolize edilir ve birimi henry (H)'dir. Uygulamada daha çok
endüktans biriminin alt katları olan μH(Mikro Henri) ve mH (Mili Henri) kullanılır. 1 H=103
mH=106 μH dir. Bir bobinin endüktif reaktansını (XL) bulabilmek için endüktans değeri
bilinmelidir.
Endüktansı etkileyen faktörler
Uygulamada kullanılan bir bobinin endüktansı çeşitli faktörlere göre azalmakta ya da
artmaktadır. Bunlar:

Sarım sayısı

Nüvenin cinsi

Sarımlar arası aralık

Tel kesiti

Bobinin biçimi

Sargı katı sayısı

Bobinin çapı

Sargı tipi

Uygulanan AC gerilimin frekansıdır.
Bobine doğru gerilim uygulandığında, geçen akıma bobinin ( R ) omik direnci karşı koyarken
aynı bobine alternatif gerilim uygulandığında, alternatif akıma gösterilen direnç daha büyük
olur. Alternatif akımdaki bobinin bu direnci (XL) ile ifade edilir ve endüktif direnç olarak
tanımlanır. Endüktif reaktans:
XL=2.π.f.L formülü ile hesaplanır.
Örnek: 1 Henry’lik bir bobinin frekansı 50 Hz olan şebeke hattı üzerinde çalışmaktadır. Bu
bobinin endüktif reaktansını ve doğru gerilim uygulandığındaki endüktif reaktansını bulunuz.
 XL= 2.π.f.L=2.3,14.50.1=314 Ω : Alternatif akımdaki endüktif reaktansı
 XL= 2.π.f.L=2.3,14.0.1= 0 Ω : Doğru akımdaki endüktif reaktansı
Buradan da görüldüğü gibi bobinlerin alternatif akıma karşı gösterdikleri zorluk doğru akımda
olduğundan çok daha fazladır. Çünkü alternatif akımda zamana karşı değişim söz konusudur.
Bobinlerin hepsi endüktansa sahip olduklarından, endüktansın etkisi ile alternatif akımın
değişimine karşı koymaya çalışır. Bu durum endüktif reaktansı oluşturur. Doğru akımda
frekans değerinin 0 olmasıyla akım değerinde herhangi bir değişiklik olmaz. Dolayısıyla
endüktansın akım değişimi ile karşılaşmadığı için karşı koyacak bir sebebi kalmamıştır ve
endüktif reaktans değeri doğru akımda sıfırdır.
LCR Metre ile endüktans değerinin ölçülmesi
Endüktans değeri de aynen direnç değerinde olduğu gibi kesinlikle enerji altında olmadan
Lcrmetre veya endüktans ölçme özelliğine sahip avometreler ile yapılabilmektedir. Endüktans
ölçerken aynen direnç ölçümündeki teknikler uygulanmaktadır. Lcrmetre olmadığı durumda
endüktans ölçme özelliğine sahip avometre ile aynen Lcrmetre de olduğu gibi ölçüm
yapılabilir. Yalnız burada dikkat edilmesi gereken husus, bu özelliğe sahip avometrelerde
endüktansı ölçülecek bobin, problara değil Lx olarak gösterilen bağlantı noktasına
bağlanmalıdır.
Lcrmetreler ile endüktans ölçülürken ölçülecek endüktans değerine uygun kademe seçilir,
eğer endüktans değeri için seçilen kademe küçük ise değer ekranında “1”, kademe büyük ise
“0” değeri görülür. Bu durumlarda seçilen kademe büyütülerek ya da küçültülerek ölçüm
tamamlanır. Lcrmetre ile bobinin endüktansını (L) ölçtüğünüzü, endüktansında
alternatif akımın değişimine karşı gösterilen zorluk olduğunu unutmayın.
Kapasite ölçme
İki iletken levha arasına bir yalıtkan malzeme konularak yapılan elektronik devre
elamanlarına kondansatör denir. Kondansatörler elektrik enerjisini depo etmek için
kullanılır ve her kondansatörün depo ettiği enerji miktarı farklılık gösterir. Kondansatörlerin
depo edecekleri enerji miktarını kapasitesi belirler. Tanım olarak, kondansatörün elektrik
enerjisini depo edebilme özelliğine kapasite denir. Kapasite “C” harfi ile ifade edilir ve
birimine Farad(F) denir. Uygulamada farad büyük bir değer olduğundan daha çok ast
katları kullanılır. Bunlar, pikofarad (pF), nanofarad (nF), mikrofarad (mF), milifarad (mF)
şeklindedir.
Kapasiteyi etkileyen faktörler
Kondansatörlerde kapasiteyi etkileyen, faktörler yapısı ile ilgili özellikleridir. Bunlar:

Kondansatör plakalarının yüzey alanına

Plakalar arası mesafeye

Araya konan yalıtkan malzemenin cinsine bağlıdır.

Kondansatör kapasitesi (sığası), plakaların yüzey alanı ve plakalar arasındaki
mesafeyle ilişkilidir. Ayrıca plakalar arasındaki yalıtkan maddenin yalıtkanlık
özelliği de kondansatörün sığasını etkiler.
Kapasitesinin ölçülmesi
Kondansatör kapasitesi değişik ölçü aletleri ve teknikler ile ölçülebilir. Bunlardan en pratik
olan yöntem Lcrmetre ya da kapasite ölçümü yapabilen avometre kullanmaktır. Ayrıca sadece
kapasite ölçümü yapan kapasite metrelerde bulunmaktadır. Bu ölçü aletlerin hepsinde de
kademe seçimi ve ölçme tekniği aynı olup direnç ve endüktans ölçümünde olduğu gibi uygun
kademe seçimi yapılır. Kondansatör uçları Lcrmetrede problarına ya da ölçüm noktasına,
avometrelerde yalnız ölçüm noktasına bağlandıktan sonra değer ekranından sonuç okunur.
LCR Metre ile kapasite ölçümü
Lcrmetrelerde kapasite ölçümü, endüktans ölçümünden farklı değildir. Kapasite ölçümü
yapılırken burada da ölçülecek değere uygun kademeyi seçmek ve ölçümü bundan sonra
başlatmak hızlı ve doğru bir ölçüm yapılmasını sağlayacaktır. Kademe seçiminden sonra
ölçüm yapıldığında değer ekranında kapasite değeri yerine “1” ifadesi görmeniz aynen direnç
ve endüktans ölçümünde olduğu gibi küçük bir kademe, “0” ifadesinin görülmesi büyük bir
kademe seçildiğini gösterir. Aynı zamanda okunan değerde hassasiyet arttırılmak isteniyorsa
(100 μf yerine, 99.2 μf gibi) kademe küçültülerek bu hassasiyet arttırılabilir.
Akım ölçme
Birim zamanda, bir yönde meydana gelen elektron hareketine elektrik akımı denir. Elektrik
akımı, iletkenlere uygulanan potansiyel farkın iletken atomunun son yörüngesindeki
elektronları kendi yörüngesinden koparıp bir yönde ötelemesi ile meydana gelir. Elektrik
akımı “I” harfi ile gösterilir. Akım şiddeti ampermetre ile ölçülür.
Ampermetre yapısı ve çeşitleri
Elektrik akım şiddetini ölçmede kullanılan ölçü aletlerine ampermetre denir.
Ampermetrelerin elektrik devrelerindeki sembolü, daire içinde “A” ile ifade edilir.
Ampermetreler devreye seri bağlanır, çünkü alıcı veya alıcılardan geçecek akımın
ölçülebilmesi için akımın tamamının ampermetreden geçmesi gerekmektedir. Ampermetreler
devreye seri bağlandıklarından, ölçüm yaptıkları devrelerde bir yük gibi akımı sınırlandırıcı
etki yapmamaları gerekmektedir. Bu yüzden ampermetrelerin iç dirençleri çok küçüktür (0-1
Ω) ve yanlışlıkla paralel bağlanmaları durumunda üzerinden çok büyük akım geçeceğinden
kısa sürede kullanılmaz hale gelebilirler.
Akım şiddetini ölçen bu aletler dijital, analog ve pens ampermetreler olarak çeşitlere sahiptir.
Ampermetreler ölçülecek değere göre mA seviyesinden kA seviyesine kadar ölçme alanına
sahip olarak imal edilmektedirler. Ölçülecek akımın DC veya AC olmasına göre, DC
ampermetresi veya AC ampermetresi kullanılmalıdır.
Ampermetreyi devreye bağlama ve akım ölçme
Akım ölçme işlemi yapılmadan önceki en önemli nokta ölçüm yapılacak akıma uygun
ampermetre seçmektir. Ampermetre seçimi yapılırken aşağıda belirtilen hususlara kesinlikle
dikkat edilmelidir:

Ampermetreler devreye seri bağlanır.

Akım çeşidine uygun(AC-DC) ampermetre seçilmelidir.

Ampermetrenin ölçme sınırı, ölçülecek akım değerinden mutlaka büyük olmalıdır.

Alternatif akım ölçmelerinde ampermetreye bağlanan giriş ve çıkış uçları farklılık
göstermezken doğru akımda “+” ve “–“ uçlar doğru bağlanmalıdır. Aksi takdirde
analog ölçü aletlerinde ibre ters sapar dijital ölçü aletlerinde değer önünde negatif
ifadesi görünür.

Ölçülecek akım değerine uygun hassasiyete sahip ampermetre seçilmelidir. μA
seviyesindeki akım, amper seviyesinde ölçüm yapan bir ampermetre ile
ölçülemez.

Ampermetre ölçüm yapılacak noktaya, alıcının veya devrenin çektiği akımın
tamamı üzerinden geçecek şekilde, yani seri bağlanmalıdır.

Enerji altında hiçbir şekilde ampermetre bağlantısı yapılmamalı ve mevcut
bağlantıya müdahale edilmemelidir.
Akım trafosu kullanarak akım ölçme
Endüstride birçok tesiste AC elektrik enerjisi kullanılır. Bu tesislerin koruma ve kontrol
devrelerinde ölçü aletleri ve röleleri vardır. Bu durum yüksek gerilim ve büyük akımların
ölçülmesini zorunlu kılmaktadır, bu işlemin direkt olarak yapılması çok zor ve tehlikelidir.
Çünkü ölçü aletlerinin yüksek gerilime ve büyük akım değerlerine dayanacak şekilde
yapılması mümkün değildir. Bu gibi devrelerde belirli standartlarda yapılmış, ucuz ve küçük
yapılı ölçü aletleri ve kontrol cihazlarının yüksek gerilim ve büyük akımlı hatlara
bağlanmasını sağlayan transformatörler kullanılır. Bu transformatörlere ölçü
transformatörleri denir. Ölçü transformatörlerinin sekonder uçlarına ampermetre, voltmetre,
wattmetre, sayaç ve koruma röleleri bağlanır. Ölçü transformatörleri iki kısma ayrılır:
 Akım transformatörleri
 Gerilim transformatörleri
Gerilim transformatörleri çok yüksek gerilimlerin ölçülmesinde kullanıldığından burada
değinilmeyecektir.
Akım transformatörleri
Büyük değerli akımların ölçülmesinde akım transformatörleri kullanılır. Akım
transformatörlerinin primer sargısından ölçülecek akım sekonder sargısından ise ölçü aleti
akımı geçer. Örneğin, 100/5 dönüştürme oranına sahip bir transformatörün primer sargısından
100 A akım geçerken sekonder sargısından ve sekonder sargısına bağlı ölçü aletinden 5 A
akım geçer. Dijital ampermetrelerde 5 A’lik sekonder akımı ölçü aletinden geçtiğinde, ölçü
aletine girilen akım transformatörü oranı 100/5 olarak ayarlanmış ise ölçü aleti gösterge
ekranında 100 A akım değeri gösterir.
Burada akım transformatörünün görevi büyük değerli akımı ölçü aletini tehlikeye sokmayacak
değere düşürerek güvenli ölçme sağlamaktır. Akım transformatörlerinin primer uçları K-L,
sekonder uçları k-l olarak gösterilir. Akım transformatörleri, hassasiyet sınıfı ve dönüştürme
oranlarına göre seçilerek kullanılır. Akım transformatörlerinde sekonder sargı uçları açık
bırakılmamalıdır. Bu durum akım trafosunun yanarak kullanılmaz hale gelmesine neden
olabilir. 1000 A kadar akım transformatörleri aşağıda verilmiştir:
10-15-20-30-50-75-100-150-200-300-400-600-800-1000 / 5 şeklindedir.
Akım transformatörünün primeri, akım değeri ölçülecek enerji hattına; sekonder uçları da
ölçü aleti uçlarına bağlanmalıdır. Ayrıca sekonder sargı uçlarından birinin mutlaka
topraklaması gerekir.
Pens ampermetreler
Pens ampermetreler dijital ve analog olmak üzere çeşitli tipte, değişik özelliklere sahip olacak
şekilde üretilmektedir. Pens ampermetreler, akım ölçme işlemini daha pratik hale getirmek
için ampermetre ve akım trafosu aynı gövde içerisinde birleştirilerek oluşturulmuş ölçü
aletleridir. Aletin gövdesinden dışarı doğru açılan demir nüvesi, pens gibi açılıp kapanacak
şekilde yapılmıştır. Böylece akımı ölçülecek iletken kesilmeden pens içerisine alınır. Pens
içerisindeki iletken tek sipirlik primer sargı görevi görerek etrafında oluşan manyetik alan
pens şeklindeki nüveden geçerek alet içerisindeki sekonder sargıda bir gerilim meydana
getirir ve akım değeri bu şekilde tespit edilir. Pens ampermetrelerde pens içerisine yalnız
akımı ölçülecek iletken alınmalıdır. Pens içerisinde birden fazla iletken alınırsa ölçülen akım
değeri şu şekilde yorumlanmalıdır. İletkenlerden aynı yönde akım geçiyor ise ölçülen değer
bu akımların toplamına, zıt yönlü akım geçiyor ise farkına eşittir.
Gerilim ölçme
Bir elektrik devresinde akımın geçişini sağlayan etki olup iki nokta arasındaki potansiyel fark
olarak ifade edilir. (V) harfi ile gösterilir. Gerilim birimi volttur.
Voltmetrenin yapısı ve tanımı
Elektrik devrelerinde gerilim ölçmeye yarayan ölçü aletlerine voltmetre denir. Voltmetreler
devreye paralel bağlanır ve “V” harfi ile gösterilirler. Voltmetreler devreye paralel olarak
bağlandıklarından kaynağın veya devrenin gerilimini düşürecek kadar akım çekmemelidirler.
Bu da voltmetrelerin iç direncinin yüksek olmasını gerektirir. Elektrik devrelerinde
voltmetrenin yanlışlıkla seri bağlanması durumunda iç direnci çok fazla olduğundan kaynak
geriliminin büyük bir kısmı voltmetre üzerinde düşeceğinden alıcı düzgün olarak çalışmaz.
Eğer alıcı yüksek akımlı ise bu durumda voltmetre seri bağlanacak olursa yanarak kullanılmaz
hale gelebilir.
Voltmetreyi devreye bağlamak ve gerilim ölçmek
Gerilim ölçme işleminde en önemli noktalardan biri yapılacak gerilim ölçümüne uygun
voltmetre seçmektir. bu seçimim doğru yapılması, ölçümün doğruluğu, ölçüm yapan kişinin
ve ölçü aletinin güvenliği için önemlidir. Voltmetre seçimi yapılırken aşağıda belirtilen
hususlara kesinlikle dikkat edilmelidir:

Voltmetreler devreye paralel bağlanır.

Gerilim çeşidine uygun(AC-DC) voltmetre seçilmelidir.

Gerilimin ölçme sınırı ölçülecek gerilimin değerinden mutlaka büyük olmalıdır.

Alternatif gerilim ölçmelerinde voltmetreye bağlanan giriş ve çıkış uçları farklılık
göstermezken doğru akımda “+” ve “–“ uçlar doğru bağlanmalıdır. Aksi
takdirdeanalog ölçü aletlerinde ibre ters sapar, dijital ölçü aletlerinde gerilim
değeri önünde (─) ifadesi görünür.

Ölçülecek gerilim değerine uygun hassasiyet ve yapıya sahip voltmetre
seçilmelidir.

10 mV’luk gerilim, kV seviyesinde ölçüm yapan voltmetre ile ölçülemez.

Voltmetre gerilimi ölçülecek kaynak veya alıcının uçlarına bağlanmalıdır.

Enerji altında, sabit voltmetrelerin bağlantısı yapılmamalı ve yapılmış bağlantıya
müdahale edilmemelidir. Ancak taşınabilir ve problar vasıtası ile ölçüm
yapılabilecek voltmetreler ile gerekli önlemler alındıktan sonra ölçüm yapılabilir.
İş ve Güç Ölçme
Güç ölçme
Elektrik enerjisi ile çalışan alıcıya elektrik enerjisi uygulandığında ısı, ışık, hareket vb. şekilde
iş elde edilir. Elektrik enerjisi bir iş yaptırdığına göre bir güce sahiptir. Buradan da görüldüğü
gibi birim zamanda yapılan işe güç denir. Gücün birimi watt’tır. Bu güç devreye uygulanan
gerilim ve çekilen akımla doğru orantılıdır. Elektriksel güç:
P = V x I şeklinde ifade edilir.
P= Elektriksel güç (watt), V= Gerilim (Volt), I= Akım (Amper)
Örnek: 220 volt gerilimle çalışan bir ütü 4.8 amper akım çekmektedir, bu ütünün gücünü
hesaplayınız.
P= V x I = 220 x 4,8 = 1056 watt
Alıcılar genellikle standart gerilimlerde çalıştıklarından aynı gerilimle çalışan alıcılardan fazla
akım çeken daha fazla güç harcayacaktır.
Ampermetre ve voltmetre yardımı ile güç ölçmek
P = V x I formülünde görüldüğü gibi elektrik devrelerinde akım ve gerilimin çarpımı
elektriksel gücü verir. Burada elektrik devresinin çektiği gücün bulunabilmesi için akım ve
gerilim değerlerinin ölçülmesi gereklidir. Ancak, alternatif akımda omik dirençlerin çektiği
güç aktif, bobin ve kondansatörlerin çektiği güç reaktiftir. (Bu konu ileriki modüllerde detaylı
olarak işlenecektir). Bu yüzden P= V x I formülü ile gücün hesaplanması, yalnız DC
devrelerde ve omik dirençli AC devrelerinde mümkündür.
Wattmetrelerin yapısı ve çeşitleri
Doğrudan doğruya güç ölçen aletlere wattmetre denir. Wattmetrelerin dijital ve analog tipleri
bulunmakta olup seviye olarak genelde W ve KW seviyelerinde sınıflandırılırlar.
Wattmetreler ile doğru ve alternatif akımda güç ölçülebilir. Ancak AC ve DC wattmetre
seçimine, AC ve DC’de güç ölçebilen wattmetre de ise AC-DC kademe seçimine dikkat
edilmelidir. Güç akım ve gerilimin çarpımına eşit olduğundan wattmetreye alıcının akım ve
gerilim değerleri aynı anda girilmelidir. Bu gereksinim wattmetrenin akım bobini güç ölçümü
yapılacak devreye seri, gerilim bobini paralel olacak şekilde bağlanarak karşılanır.
Wattmetrelerde küçük güç ölçülecekse akım bobininin sonra, büyük güç ölçülecek ise akım
bobininin önce bağlanması ölçme hatasını azaltacaktır.
İş ölçmek
Elektrik enerjisinin zaman içerisinde kullanımı işi oluşturur. W = P.t formülü ile iş hesaplanır.
Elektriksel işi ölçen aletlere elektrik sayaçları denir. Elektrik sayaçları abonenin harcadıkları
elektrik enerjisini kilowatt saat (KWh) olarak ölçer.
Sayaçların yapısı ve çeşitleri
Elektrik sayaçları, harcanan elektrik enerjisini KWh cinsinden ölçen, bir ve üç fazlı alternatif
akım devrelerinde kullanılan indüksiyon tipi ve elektronik tip olarak üretilen ölçü aletleridir.
Günümüzde elektronik elektrik sayaçları olarak isimlendirilen elektrik sayaçları, günün farklı
saatlerinde ve hafta sonları farklı ücretlendirme yapabildiklerinden kullanımı zorunlu
koşulmuştur. Analog sayaçlarda akım ve gerilim bobini mevcut olup sayaca bağlı devreden
akım geçtiğinde oluşan manyetik alan sayaç içerisindeki alüminyum diskin dönmesini sağlar.
Diskteki hareket bağlı olduğu bir numaratöre aktarılır, böylece harcanan elektrik enerjisi
miktarı numaratör ile ifade edilir. Elektronik sayaçlarda ölçülen iş dijital bir ekrandan okunur.
Bu sayaçlarda ölçülen değer, tarih, gerçek zaman saati dönüşümlü olarak dijital ekranda ifade
edilir. Elektronik sayaçlar farklı tarifeler üzerinden ücretlendirme yapmanın yanında optik
port vasıtası ile okuma kolaylığı saylamaktadır. Kalibrasyona analog sayaçlara göre daha az
ihtiyaç göstermektedir.
Osiloskobun Tanıtılması
Elektriksel büyüklükleri ölçen aletleri, ölçtükleri büyüklükleri sayısal veya analog olarak
ifade ederler. Osilaskoplar ise ölçtüğü büyüklüğün dalga şeklini göstererek maksimum
değerini ölçer. Örneğin, bir voltmetre ile ölçülen 12 V AC gerilim osilaskop ile ölçüldüğünde
yaklaşık 16,97 V gibi bir değer okunur. Bu değerlerin farklı olmasının sebebi ölçü aletlerinin
AC’de etkin değeri, osiloskobun ise AC’nin maksimum değerini ölçmesidir. Osiloskoplar,
diğer ölçü aletlerine göre daha pahalı olmalarına karşılık bir sistemdeki arızanın tespiti
osilaskoplar ile daha kolaydır. Çünkü televizyon veya daha karmaşık sistemlerin belirli nokta
ve katlardaki çıkışları sabittir ve bu çıkışlar sisteme ait kataloglarda nokta nokta belirtilir.
Osilaskop ile yapılan ölçümlerde katalogdan farklı çıkış veren katta arıza var demektir.
Osiloskop ile aşağıdaki değerler ölçülebilir

AC ve DC gerilim değerleri

Değişen elektriksel büyüklüklerin dalga şekilleri

Devreden geçen akım

Faz farkı

Frekans

Diyot, transistör gibi yarı iletken elemanların karakteristikleri

Kondansatörün şarj ve deşarj eğrileri
TEMEL ELEKTRİK TEKNOLOJİLERİNE GİRİŞ
Elektrik Mühendisliği Bilimi, farklı biçimdeki enerjilerin elektrik enerjisine dönüşümü,
elektrik enerjisi biçiminin dağıtımı ve iletimi, nihai faydalanma için yeniden dönüşümü ve
kontrolü ile ilgilenir. Elektrik enerjisinin kısa zamanda bu kadar gelişmesinin nedenleri
maddeler halinde sıralayacak olursak;
 Üretildiği yerden çok uzaklara taşınabilir.
 Elektriğin, rengi, kokusu, boyutları, ağırlığı yoktur.
 Dünyada en yaygın olarak kullanılan enerji türüdür.
 Tüm enerji çeşitlerinden elde edilebilir. Örneğin, elektrik jeneratörleri mekanik enerjiyi
elektrik enerjisine çevirirler.
 Diğer enerji çeşitlerine kolayca dönüşebilir. Evimizdeki ısıtıcılarda elektrik enerjisi ısı
enerjisine, lambalarımızda ışık enerjisine dönüşmektedir.
 İletilmesi kolaydır. Elektrik santrallerinde üretilen elektrik enerjisi, iletkenlerin yardımıyla
tüketiciye en ucuz şekilde ulaştırılır.
 Sonradan kullanılmak üzere depolanabilir.
 Artık madde bırakmadığından çevre kirliliği oluşturmaz.
Kullanılacağı yere kadar en az kayıp ile götürülebilen elektrik enerjisinin elde edilmesinde
tabiatta bulunan farklı enerji kaynakları kullanılmaktadır. Bu kaynaklar değişik dönüşümler
sonucu elektrik enerjisine çevrilirler. Kaynakların bazıları ise direkt kullanılmaktadır. Şekil
1’de kullanılan kaynakların şeması görülmektedir.
Şekil.1 Elektrik Enerjisinin elde edilmesinde kullanılan kaynaklar
Doğru ve Alternatif Akım Kavramları
Doğru akımın tanımı
Devreden geçen zamanla yönü ve şiddeti değişmeyen akıma doğru akım denir. Kısaca DA
harfleri ile gösterilir.
a. Düzgün Doğru Akım: Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişmeyen doğru akım
çeşididir. Bir pil veya akü bir alıcıya bağlandığında geçen akımın şeklidir. Şekil.2’de
düzgün doğru akıma örnek bir doğru akım sinyali verilmiştir.
I
DC Akım
Şekil.2 Düzgün doğru akım
b. Değişken Doğru Akım: Zamana bağlı olarak yönü değişmeyen, fakat şiddeti değişen
doğru akım çeşididir. Değişken doğru akım örnekleri Şekil.3’te görülmektedir.
Şekillerden de görüleceği üzere akımların şiddeti zaman bağlı olarak değişmesine rağmen
yönü değişmediği görülmektedir. Bu tip sinyalleri filtre olmayan devrelerden elde etmek
mümkündür.
Şekil.3 Karışık doğru akım şekilleri
Doğru akımın elde edilmesi
DA üreten kaynaklar şu şekilde sıralanabilir:

Pil; kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren araçlara pil adı verilir. Kuru ve ıslak
piller ile bataryalar DA elektrik enerjisi üretiminde kullanılırlar.

Akümülatör; kimyasal yolla elektrik enerjisi üreten araçtır.

Dinamo; hareket enerjisini DA elektrik enerjisine çeviren araçlardır.

Doğrultmaç devresi; alternatif akım elektrik enerjisini yarıiletkenler yardımı ile DA
elektrik enerjisine çeviren araçlardır.

Güneş pili; Güneş enerjisini DA elektrik enerjisine çeviren elemanlara güneş pili denir.
Günümüzde yaygınlaşmaya başlamıştır.
Doğru akımın kullanıldığı yerler
Doğru akım telekomünikasyon, elektronik cihazlar, redresörler, galvonoteknik, elektrikli
taşıtlar, elektromıknatıslar ve DA motorlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Alternatif Akım
Belirli bir zaman aralığında önce bir yönde akan elektrik akımı, sonra aynı zaman aralığında
diğer yönde akıyor ve bu akış devamlı ve düzenli olarak değişiyorsa bu akıma alternatif
akım denir. Kısa tanım olarak “zamana bağlı olarak periyodik bir şekilde yön ve şiddet
değiştiren akım” olarak tanımlanabilir. Alternatif akım kısaca AA ile gösterilebilir.” denir.
Şekil.4’de bir periyotluk alternatif akım eğrisi verilmiştir.
(+)
(+)Pozitif
Alternans
0
T/2
T/2
T
t
zaman
(-)
(-)Negatif
Alternans
(-)
1 Saykıl
Şekil.4 Bir periyotluk alternatif akım eğrisi
Saykıl
Şekil.4’deki emk’nın sıfırdan başlayarak pozitif maksimum değere yükselmesi, tekrar düşerek
sıfıra ve negatif maksimum değere inmesi, buradan da tekrar sıfıra ulaşmasına bir saykıl
denir. Bir saykıl pozitif ve negatif alternanstan oluşur.
Periyot
Bir saykılın tamamlanması için geçen zamana periyot denir. T harfi ile gösterilir. Periyodun
birimi zaman birimi olan saniyedir.
T
1
f
Frekans
Bir saniyede oluşan saykıl sayısına frekans denir. Birimi Hertz’dir. “f” ile gösterilir ve
alternatif akımın frekansı olarak adlandırılır. Şekil.4’te 1 peryotluk alternatif akımın değişim
eğrisi verilmiştir. Bu eğrinin 1 saniyedeki değişimi kullanılarak alternatif akımın frekansı
bulunabilir. Eğer alternatif akımın periyodu T saniye ise 1 saniyelik zaman f.T olur. Buradan;
f 
1
T
bağıntısı yazılabilir.
Alternans
Bir saykıl pozitif ve negatif alternanslardan oluşur. Şekil.4’deki emk’nın sıfırdan başlayarak
pozitif maksimum değere yükselmesi, tekrar düşerek sıfıra düşmesi pozitif alternansı ve
negatif maksimum değere inmesi, buradan da tekrar sıfıra ulaşması ise negatif alternansı
oluşturur.
Sinüs eğrisi
Şekil.5 (a, b, c, d)’de zamanla değişimleri farklı alternatif akımlar verilmiştir. Bu akımların
pozitif ve negatif periyotlarının aynı olduğu görülmektedir. Bu alternatif akımlardan sadece
sinüs eğrisi şeklindeki alternatif akım idealdir.
Şekil.5 Elektrik enerjisinin elde edilmesinde kullanılan kaynaklar
Alternatif akım değerleri
Alternatif akımın yönü ve şiddeti zamana bağlı olarak değiştiği için alternatif akım ile yapılan
hesaplamalarda alternatif akımın ani, maksimum, ortalama ve etkin değerlerinin ne olduğu ve
aralarındaki ilişkilerin bilinmesi gerekir. Şekil.6’da bir alternatif akımın alacağı değerler şekil
üzerinde gösterilmiştir. Bu kısımda alternatif akıma ait bu değerlerin nasıl hesaplandığı ve
aralarındaki bağıntılar verilecektir.
(+)
Im
Maksimum Değer
Ortalama
Değer
0.636.Im
(+)
0
T/2
T
t
zaman
(-)
(-)
Şekil.6 Alternatif akımın değerleri
Ani değer
Alternatif akımın zamanla değerinin değiştiği Şekil.6’dan görülmektedir. İşte alternatif akımın
herhangi bir andaki değerine ani değer denir. Bir saykılda sonsuz sayıda ani değer vardır.
Akımın ve gerilim ani değerleri aşağıda verilen formüller ile hesaplanabilir.
i  I m sin t
v  Vm sint
Maksimum değer
Ani değerlerin en büyüğüne maksimum değer denir. Şekil.6’dan da görüleceği üzere
alternatif akımın maksimum değeri 90o ve 270o olduğu görülmektedir.
Ortalama değer
Bir saykıldaki ani değerlerin ortalamasına ortalama değer denir. Alternatif akımın bir
saykıldaki pozitif ani değerlerin sayısı, negatif ani değerlerin sayısına eşit ve aynı büyüklükte
olduğundan alternatif akımda ortalama değer sıfırdır. Bu nedenden dolayı ortalama değer
hesaplanırken alternanslardan birinde hesaplama yapılır. Maksimum değer belli ise ortalama
değer;
formülü ile hesaplanır. Şu halde alternatif akımın ortalama değeri, maksimum
iort  0.636I m
değerin o.636 katıdır.
Etkin değer
Alternatif akımda en çok kullanılan değer etkin değerdir. Etkin değer, doğru akımın yaptığı
işe eşit is yapan elektrik akımının, doğru akıma eş olan değeridir. Yani, bir dirençten, belirli
bir zaman aralığında verilen alternatif akımın sağladığı ısı miktarını, aynı dirençte ve aynı
sürede bir doğru akım tarafından elde etmektir. Bu doğru akım değerine ve potansiyel farkına,
alternatif akımın etkin değeri ve etkin potansiyel farkı denir.
Alternatif akım ile aynı bir dirençte, aynı zamanda, eşit miktarda ısı açığa çıkaran doğru
akımın değerine alternatif akımın etkin veya efektif değeri denir.
ve 
Vm
2
ie 
 0.707.Vm
Im
2
 0.707.I m
Örnek 1:
v(t )  311 sin( 314 t ) ile ifade edilen bir sinyalin t=0.005 saniyedeki ani değerini bulunuz?
Çözüm
v(0.005 )  311 sin( 314 x0.005 )  311 volt
Örnek 2:
Aşağıda verilen sinyalin, a) maksimum değerini b) periyodunu, bulunuz?
u(v)
10
wt
0
p
p/2
3p/2
2p
Çözüm
a) Dalganın maksimum değeri Um=10V. dur. Şekilden kolayca bulunabilir.
u(v)
10
Umax=10V.
wt
0
p/2
p
T=2p
3p/2
2p
b)Periyod ise T=2pi radyan olarak bulunur işlem kolaylığı bakımından sinuzoid
fonksiyonlarda yatay eksen açı olarak alınır.
Örnek 3:
Verilen Akımın etkin ve ortalama değerini bulunuz?
i(A)
10
t(s)
0
1
2
3
4
Çözüm
T=2 s ve
Olarak denklemi çıkarılır,
Io 
2
 1 10
1T
1 1

i( x)dx   10tdt  10dt   (12  02 )  10(2  1)  7,5 A.

T0
2 0

 2  2
1
I
2

1T
1 1
1 100 3 3

2
2
i
(
x
)
dx
.

100
t
dt

100 dt. 
1  0  100 (2  1)  8.16 A.





T0
2 0
2 3

1



Faz ve Faz Farkı
Alternatif akım ve emk’leri gösteren vektör veya eğrilerin başlangıç eksenine (x ekseni veya
referans ekseni) göre bulundukları duruma faz denir. Üç çeşit faz vardır. Bunlar sıfır faz, ileri
faz ve geri fazlardır. Şekil.7’deki dalgalar için alternatif gerilimin eğrilerinin faz durumuna
bakıldığında A ile gösterilen alternatif gerilim 0 fazlı, B ile gösterilen alternatif gerilim 20°
ileri fazlı, C ile gösterilen alternatif gerilim ise 45° geri fazlıdır.
Sıfır faz
Eğer sinüsoidal bir eğri t=0 anında sıfır üzerinden başlayarak pozitif yönde artıyorsa, bu
eğriye sıfır faz eğrisi denir. Eğer ω açısal hızı ile saat ibresinin ters yönde dönen bir vektörün
t=0 anında referans ekseni ile yaptığıaçı sıfır ise bu vektöre sıfır faz vektörü denir. Şekil.7’de
A eğrisinde sıfır fazlı bir alternatif gerilim eğrisi görülmektedir.
İleri faz
Şekil.7’deki B vektörü ileri faz vektörü ve eğrisi de ileri faz eğrisidir.
Geri faz
Şekil.7’ deki C vektörü geri faz vektörü ve eğride geri fazlı eğridir. Çünkü, t=0 anında C
vektörü X ekseninden 45o kadar geridedir.
10
A
sıfır faz
45 derece geri
8
6
B
20 derece ileri
C
4
2
0
-2
-4
-6
-8
-10
0
45
90
135
180
225
270
315
360
Şekil.7 Çeşitli dalga şekilleri
Gerilim (Potansiyel Fark )
Bir elektrostatik alan içindeki iki noktanın potansiyelleri arasındaki farka potansiyel farkı
denir. Potansiyel farkı elektrik alanı içindeki birim yükün B noktasından A noktasına
taşınması ile yapılan iştir. Potansiyel farkı “volt” ile ölçülür. V ile gösterilir.
Elektrik akımı
Elektrik akımı bir elektron akışıdır. İletkenin bir noktasından geçen elektron sayısı bize akan
elektrik miktarı hakkında fikir verir. Elektronların bol oldukları bir noktadan daha az oldukları
bir noktaya doğru sürekli olarak akışları elektrik akımını meydana getirir. Elektrik akım
şiddeti bir iletkenin bir noktasından bir saniyede geçen elektron sayısına denir. Elektrik akım
şiddeti birimi kulon/saniye’dir. Kulon/saniye yerine Fransız fizikçisi Andre Marie Ampere’in
adından alınan “amper” kullanılır. Akım I ile gösterilir.
İletken, Yalıtkan ve Yarıiletken Maddeler
Maddeleri elektrik akımını iletme durumlarına göre ayırabiliriz. Elektrik akımına karşı çok
küçük direnç gösteren malzemeler iletken, elektrik akımına karşı çok yüksek direnç gösteren
malzemeler de yalıtkan olarak adlandırılabilir.
Atomun Yapısına Göre İletken ve Yalıtkan Tanımı
Atomların son yörüngesindeki elektron sayıları elementlerin özelliklerini belirler. Elektrikte
kullanılan maddeler de iletken madde, yalıtkan madde ve yarı iletken madde olarak
isimlendirilirler.
Atomların dış (valans) yörüngelerindeki elektron sayısı dörtten az (1-2-3) olan Elementlere
iletken denir. Bu elementler elektrik akımını iyi iletirler. Herhangi bir maddenin birim
hacmindeki serbest elektron sayısı o maddenin elektrik akımı iletmedeki özelliğini tayin eder.
Birim hacimdeki serbest elektron sayısı fazla olan madde serbest elektron sayısı az olan
maddeye göre daha iyi iletkendir.
Atomların dış yörüngelerindeki elektron sayısı 8 olan tüm elementlere yalıtkan denir.
Yalıtkan gereçler elektriği iletmezler. Son yörüngelerindeki elektron sayısı 5,6,7 olan
elementler ise bir noktaya kadar yalıtkandırlar. Yalıtkan cisimlerde serbest elektronlar yok
denecek kadar azdır. Mükemmel yalıtkan madde diye bir şey yoktur. Metal iletkenlerle
mukayese edildiğinde birim hacimdeki elektron sayısı çok küçük olan maddeler pratikte
yalıtkan sınıfına girerler. Mika, cam, kauçuk, pamuk, kağıt, yağ ve hava yalıtkan maddelere
örnek olarak verilebilir.
Atomların dış yörüngelerindeki elektron sayısı 4 olan elementlere yarı iletken denir.
Yarıiletken maddeler normalde yalıtkan olup, bazı özel şartlar altında iletken durumuna geçen
maddeler olarak tanımlanabilir. Silisyum, germanyum vb. Bu iki element elektronikte yaygın
olarak kullanılan diyot, transistör gibi devre elemanlarının kaynağını oluşturmaktadır. Bu iki
element doğada kristal yapı halinde bulunur. Bu halleriyle iyi bir yalıtkandırlar.
Direnç
Elektrik akımına karşı zorluk gösterilmesi elektriksel direnç olarak adlandırılır. Herhangi bir
iletkenin direnci bu iletkenin kesitine, uzunluğuna ve cinsine bağlıdır. Elektronik devrelerde
en sık kullanılan devre elemanıdır ve “R” harfiyle gösterilir. Dirençler sahip oldukları
elektriksel büyüklüklerle anılırlar. Direncin elektriksel büyüklüğü “ohm” dur ve “Ω” ( omega
) harfiyle gösterilir. Dirençler temel olarak; devrenin herhangi bir noktasından arzu edilen
akımın geçmesini sağlamak ve devrenin herhangi bir noktasında arzu edilen gerilimin elde
edilmesi amacıyla kullanılır. Kullanım yerlerine göre sabit, ayarlı ve ortam etkili olmak üzere
üç tür direnç vardır:
Devre akımını ya da gerilimini belirli bir değerde sabitlemek amacıyla kullanılan, dolayısıyla
direnç değerinin değişmediği elemanlara sabit direnç denir. Telli, Karbon, Film, Entegre ve
SMD ( Yüzey Temaslı Cihaz – Surface Mounted Device) direnç olmak üzere çeşitleri
mevcuttur.
Direnç değerinin belli bir aralık boyunca ayarlanabildiği dirençlere ayarlı direnç denir.
Böylece bağlandıkları noktanın gerilimini ya da bağlandıkları noktadan geçen akımı ayarlama
olanağı olur. Trimpot, Potansiyometre ve Reosta olmak üzere üç türü vardır.
Direnç değeri çeşitli doğa olayları neticesinde değişen dirençlere “ortam etkili direnç” denir.
Üzerine uygulanan ısı, ışık ve elektrik potansiyeli (gerilim) gibi etkilerle direnç değişimi
sağlanır. Işık Etkili (LDR), Isı Etkili (NTC, PTC) ve Gerilim Etkili (Varistör) çeşitleri vardır.
İletken direncini etkileyen faktörler
Bir iletkenin direnci “R” (ohm), iletkenin boyu “l “ (metre), kesiti “S” (mm²) ve iletkenin
yapıldığı malzemenin öz direnci olan “  ”(Ω.mm²/m) ya bağlıdır. Direncin, boy kesit ve öz
dirençle arasındaki bağıntıyı veren formül:
R
 .l
S
’dur. Burada K 
1

olduğundan, formül R 
l

KS
şeklinde de ifade edilebilir.

R= İletken direnci, ohm (Ω)

l= İletkenin boyu, metre (m)

S= İletkenin kesiti (mm²)

K= İletkenin yapıldığı malzemenin öz iletkenliği (m/Ω.mm²)

 : iletkenin yapıldığı malzemenin öz direnci (Ω.mm²/m)’dir.” ro” olarak okunur.
Özdirenç: Birim uzunluk (1 metre) ve birim kesitteki (1mm2) iletkenin direncine özdirenç
denir. Özdirenç “  ” ile gösterilir.
Öziletkenlik: Özdirencin tersine öziletkenlik denir. “K” harfi ile gösterilir.
Yukarıdaki formülde görüldüğü gibib:
 İletkenin boyu uzadıkça direnci de artar, boyu kısaldıkça direnci azalır. Özetle bir
iletkenin direnci boy ile doğru orantılıdır.
 İletkenin kesiti artıkça direnci azalır, kesit azaldıkça direnç artar. Özetle bir iletkenin
direnci kesit ile ters orantılıdır.
 Öz direnç iletkenin iletkenlik kalitesini gösterir. İletkenin yapıldığı metalin öz direnç
değeri küçük ise direnç küçük, öz direnç değeri büyük ise direnç değeri büyüktür. Özetle öz
direnç ile direnç doğru orantılıdır. Tablo.1 çeşitli iletkenler öz dirençleri ve öz iletkenlikleri
verilmiştir.
Tablo.1 Öz direnç ve öz iletkenlik
İLETKEN CİNSİ
ÖZ DİRENCİ (  ) Ω.mm2/m
ÖZ İLETKENLİK (K)
BAKIR
0.0178
56
ALÜMİNYUM
0.0285
35
KROM-NİKEL
1.1
0.91
GÜMÜŞ
0.016
62.5
ÇİNKO
0.063
16
Direncin sıcaklıkla değişimi
Tüm iletkenlerin dirençleri sıcaklık ile belirli bir miktar değişir. Bu değişim bazı metallerde
direncin artması yönünde olurken bazı iletkenlerde de direnç değerinin azalması yönünde
olur. Direncin, sıcaklık faktöründen dolayı değişmesi büyük akım değeri ile çalışan devrelerde
çok önemli değildir. Ancak özellikle elektronik devrelerde dikkate alınmalı ve dirençlerin
sıcaklıktan dolayı değerindeki değişmeye bağlı olarak akımda da belirli bir miktar değişiklik
olduğu unutulmamalıdır.
Direnç Bağlantıları
Seri Bağlantı: İçlerinden aynı akım geçecek şekilde dirençler bir biri ardına eklenirse bu
devreye seri devre denir. İstenilen değerde direnç yoksa seri bağlantı yapılır.
Birbiri ardınca bağlanan dirençlerden her birinin değeri aritmetik olarak toplanır ve toplam
direnç bulunur. Devre akımı seri bağlı tüm dirençlerin üzerinden geçer.
Şekil.8 Dirençlerin seri bağlantısı
RT  R1  R2  R3  ....  Rn
şeklindedir.
Paralel Bağlantı: Dirençlerin karşılıklı uçlarının bağlanması ile oluşan devreye paralel
bağlantı denir. Paralel bağlantıda toplam direnç azalır. Dirençler üzerinde ki gerilimler eşit,
üzerinden geçen akımlar farklıdır. Eşdeğer direnç, direnç değerlerinin çarpmaya göre
terslerinin toplamının yine çarpmaya göre tersi alınarak bulunur.
1
1
1
1


 .... 
Reş R1 R2
Rn
Şekil.9 Dirençlerin paralel bağlantısı
Sadece iki paralel direncin olduğu devrelerde hesaplamanın kolaylığı açısından;
Reş 
R1 .R2
R1  R2
formülü de kullanılabilir.
Elektrik Yasaları
Ohm Kanunu: 1827 yılında George Simon Ohm “Bir iletkenin iki ucu arasındaki potansiyel
farkın, iletkenden geçen akım şiddetine oranı sabittir” şeklinde tanımını yapmıştır.
Bir elektrik devresinde akım, voltaj ve direnç arasındaki bağlantıyı veren kanuna “Ohm
Kanunu” adı verilir. Bu tanıma göre aşağıdaki formüller elde edilir.
V  I .R
I
V
R
R
V
I
Burada V gerilimi (birimi volt “V”); I akımı (birimi amper “A”), R direnci (birimi Ohm “Ω”)
simgelemektedir. Üçgende hesaplanmak istenen değerin üzeri kapatılarak denklem kolayca
çıkarılabilir.
Kirşof Kanunları: Akım ve Gerilim kanunları olmak üzere ikiye ayrılır.
1) Kirşof’ un Akımlar Kanunu: Bir düğüm noktasına gelen akımların toplamı o
düğüm noktasını terk eden akımların toplamına eşittir.
I T  I 1  I 2  ....  I n
( A ) ve I 
V
R
olduğundan
IT 
V
V
V
şeklinde

 ...... 
R1 R2
Rn
de
yazılabilir.
Şekil.10 Paralel devrede gerilim eşitliği
Örnek 1: Şekildeki devrenin I1 , I2 kol akımlarını ve I akımını bulunuz?
Çözüm: Kaynak gerilimi paralel dirençlerde düşen gerilimlere eşittir.
Paralel devrede gerilim eşitliği
Çözüm:
Kaynak gerilimi paralel dirençlerde düşen gerilimlere eşittir.
I1 
V
15

 5A
R1
3
I2 
V
15

 3A
R2
5
Kirşoffun akımlar kanunu yardımı ile
I  I1  I 2  5  3  8 A
Kirşoff’un Gerilimler Kanunu: Devreye uygulanan gerilim, dirençler üzerinde düşen
gerilimlerin toplamına eşittir. Yani, VT  V1  V2  ...  Vn ( V )' tur. U  I .R olduğundan denklem
VT  I .R1  I .R2  ...  IRn
şeklinde yazılabilir.
Seri devrede akım eşitliği
Örnek 2: Şekilde verilen devrede dirençler üzerinde düşen gerilimleri bulunuz?
Seri devrede gerilim eşitliği
Çözüm: Öncelikle eşdeğer direnç;
R AB  R1  R2  R3  3  5  7  15
I 
V
30

 2A
R AB 15
Her bir direnç için Ohm Kanununu uyguladığımızda;
V1  I .R1  2.7  14V
V2  I .R2  2.5  10V
V3  I .R3  2.3  6V
V  V1  V2  V3  14  10  6  30V
İş, Güç ve Enerji
Bir kuvvetin bir cisme etki ederek ona konum değişikliği kazandırması iş olarak tanımlanır. İş
yapabilme yeteneğine de enerji adı verilir.
Elektriksel ifadeyle iş, birim zamanda belli bir enerji harcayarak bir olayın gerçekleşmesi (ısı,
ışık, manyetik alan elde etme vb.) olarak tanımlanır. Elektrikle çalışan bir alıcının harcadığı
enerji miktarı arttıkça gördüğü iş de o oranda artar. Elektrikte iş W harfiyle gösterilir.
İş birimi, watt saat (Wh)' tir. Devreye bağlı 1000 W (1 kW) gücündeki alıcı, bir saat boyunca
çalışıyorsa yaptığı iş 1 kWh' tir.
İşin yapılması için geçen süre t ile ifade edilir, birimi de saat’ tir.
İşin formülü İş = Güç × Zaman ise W  P* t olarak bulunur.
Örnek 1:
5 kW’lık bir elektrik cihazı 300 dakika süresince çalıştırılacaktır. Bu elektrik cihazının yaptığı
iş’i hesaplayınız. ( 1 saat 60 dakikadır. )
Çözüm: iş = harcanan güç × zaman ( 300 dakika 5 saat’ dir )
W  P * t  5 * 5  25 kwh
olarak bulunur.
Elektrikte yapılan işi ölçen cihazlar elektrik sayaçlarıdır. Günümüzde mekanik sayaçların
yanında elektronik sayaçlarda kullanılmaktadır. Şekil.11’de piyasada kullanılan sayaçlara ait
bir fotoğraf verilmiştir. Endüksiyon sayaçlarının yapısında akım bobini, gerilim bobini,
numaratör ve alüminyum disk düzeneğinden meydana gelmiştir. Elektronik sayaçların
bağlantıları her birinden farklı olup sayaç bağlantı şemaları sayaç üzerinde verilmektedir.
Şekil.11 Bir fazlı elektromekanik ve dijital sayaç
Birim zamanda üretilen veya tüketilen enerjiye ya da birim zamanda yapılan iş, iş yapma gücü
veya saniyede yapılan iş “güç” olarak tanımlanır. Güç birimi joule/saniye veya watt için,
uçlarındaki potansiyel farkı bir volt olan dirençten 1 saniyede 1 kulonluk elektrik miktarı
geçince sarfedilen enerjidir. Bir elektrikli ısıtıcının birim zamanda harcadığı enerji aynıdır.
Ama zaman ilerledikçe harcadığı toplam enerji geçen zamanla artmaktadır. Güç saniyede
yapılan işi verir.
Güç 
iş
süre
P
W
t
Elektrikte Güç; Elektrik alıcılarının birim zaman içinde (saniyede) yaptıkları işe elektrik
gücü denir. Elektrikte güç, alıcının çektiği akım ile gerilimin çarpımıdır. Güç, P harfi ile
gösterilir.
Elektrik gücü birimi : joule/saniye ya da watt (vat)’ tır.
Güç 
iş
zaman
P
W
t
P
V .I .t
t
t zamanı sadeleşirse
P=VI denklemi bulunur.
P = Güç, birimi watt
V = Uygulanan gerilim, birimi volt
I = Alıcıdan geçen akım, birimi amper
R = Alıcının direnci, birimi ohm ( om)’dur
Kısaca güç birimi watt için : 1 voltluk gerilim altında 1 amper akım geçiren alıcının gücü 1
watt‘ tır.
Alternatif akımda güç
Bir doğru akım devresinde kullanılan güç, bu devreye uygulanan gerilim ile devreden geçen
akımın çarpımıdır. Alternatif akımda ise gerek devreye uygulanan gerilim, gerekse devreden
geçen akım zamana bağlı olarak değişirler. Akım ve gerilimin çarpımı olan güç de zamana
bağlı olarak değişik değerler alır. Doğru akım devrelerinde olduğu gibi, alternatif akım
devrelerinde güç her zaman V.I değildir. Bir alternatif akım devresinde gerilim ve akım;
V  Vm sint
ve i  I m sin(t   ) dır.
Alternatif akım devrelerinde herhangi bir andaki güç;
P  Vm I m sin t . sin(t   ) ’dir.
P değerine gücün ani değeri veya ani güç denir.
1.Aktif Güç: Ortalama güce aktif güç de denir. Burada güç faktörü veya güç katsayısı devreye
girer. Bir devre elemanının gücünü arttırmak için cos ’yi büyütmek yani  ’yi küçültmek
gerekir. Elektrik enerjisi üretiminde güç faktörünün 1’ e yakın olması istenilir.
P  V R .I  P  V .I . cos
2.Reaktif Güç: Saf bobinli veya saf kondansatörlü bir devrede (sadece L veya sadece C)
gücün ortalama değeri sıfırdır. Gücün ortalama değerinin sıfır olması yani aktif gücün sıfır
olması bobinin kaynaktan bir enerji çekmediğini gösterir. Pozitif alternansta kaynaktan
çekilen güç, negatif alternansta kaynağa geri verilmektedir. Bobinler ve kondansatörler enerji
harcayan değil enerji depo eden elemanlardır.
Saf bobin ve kondansatör devrelerinde   90 olduğu için güç katsayısı sıfırdır (Cos900=0).
P  V .i . cos  formülüne göre P=0 olur. Saf bobinde ve saf kondansatörde gerilim ve akımın
etkin değerinin çarpımına reaktif güç denir.
V  i .X c
QC  V .i  i 2 X c 
V2
Xc
V  i .X L
QL  V .i  i 2 X L 
V2
XL
Q  V .i . sin
3.Görünür Güç: Aktif gücü dirençler, reaktif gücü ise endüktif ve kapasitif reaktanslar çeker.
Eğer bir devrede hem direnç hem de reaktans bulunuyorsa, bu devrede aktif ve reaktif güçler
bir arada bulunur. Böyle bir devrede V.i değeri ne aktif gücü ne de reaktif gücü verir. Direnç
ve reaktanstan oluşan bir devrede V.i çarpımına görünür güç denir. S harfi ile gösterilir.
S  V .i  i 2 Z 
V2
Z
S
Aktif
Güç
Reaktif
üç
Görünür
Güç
P
Q
S
Watt
VA
VA

P
Güç Üçgeni
Güç Birimleri
Şekil.12 Güç üçgeni
Örnek 1: Şekildeki devrenin aktif, reaktif ve görünür güçlerini bulunuz? Cos  = 0,6
Paralel devrede gerilim eşitliği
Çözüm:
Z  R 2  X L2  3 2  4 2  5
I
V 100

 20 Amper
Z
5
P  VI . cos  100* 10* 0.6  600 Watt
Q  VI . sin   100* 10* 0.8  800 VAr
S  VI  100* 10  1000VA
Verim
Elektrik Makine – Motor veya Transformatörüne verilen güç, dönen kısım, alıcı veya ikinci
sargıya iletimi sırasında bazı sebeplerden dolayı kayba uğrar. Bir makinenin verimi alınan
gücün verilen güce oranıdır. Kayıplar ne kadar azaltılırsa verim o kadar yüksek olur.
Kondansatör
Kondansatörler elektrik enerjisini depolamak amacıyla kullanılan devre elemanlarıdır.
Karşılıklı duran ve aralarında fiziksel bir temas olmayan iki ayrı plaka ve plakalara bağlı iki
ayrı iletken telden oluşurlar. Devrelerde C harfiyle temsil edilirler. Her bir plakaya elektrot
denir. Şekil.13’de kondansatörün temel yapısı görülmektedir.
Kondansatör, elektronların kutuplanarak elektriksel yükü elektrik alanın içerisinde
depolayabilme özelliklerinden faydalanılarak, bir yalıtkan malzemenin iki metal tabaka
arasına yerleştirilmesiyle oluşturulan temel elektrik ve elektronik devre elemanıdır. Piyasada
kapasite, kapasitör, sığaç gibi isimlerle anılan kondansatörler, 18. yüzyılda icat edilip
geliştirilmeye başlanmış ve günümüzde teknolojinin ilerlemesinde büyük önemi olan elektrik
- elektronik dallarının en vazgeçilmez unsurlarından biri olmuştur. Elektrik yükü depolama,
reaktif güç kontrolü, bilgi kaybı engelleme, AC/DC arasında dönüşüm yapmada kullanılırlar
ve tüm entegre elektronik devrelerin vazgeçilmez elemanıdırlar. Kondansatörlerin
karakteristikleri olarak; plakalar arasında kullanılan yalıtkanın cinsi, çalışma ve dayanma
gerilimleri,
depolayabildikleri
yük
miktarı
sayılabilir.
Bu
kriterler
göz
önünde
bulundurulduktan sonra gereksinime uygun olan kondansatör tercih edilir. Kondansatörlerin
fiziksel büyüklükleri, çalışma gerilimleri ve depolayabilecekleri yük miktarına bağlıdır.
Tasarım açısından ise çeşitlilik boldur, hemen hemen her boyut ve şekilde kondansatör temin
edilebilir.
Şekil.13 Kondansatör ve kondansatör sembolleri
Kondansatör sığası plakaların yüzey alanı ve plakalar arasındaki mesafeyle ilişkilidir. Ayrıca
plakalar arasındaki yalıtkan maddenin yalıtkanlık özelliği de kondansatörün sığasını etkiler.
Kondansatörlerin elektriksel değeri kapasitans olarak adlandırılır ve birimi Farad’ dır. C harfi
ile gösterilir F ve katları olarak adlandırılır. Levhaların yüzey alanı ve levhaların arasındaki
mesafe kapasiteyi etkileyen faktörlerdir.
Farad birimi yalnız başına çok büyük bir sığaya karşılık geldiğinden ast katları kullanılır.
Bunlar Farad (F), Mili Farad (mF), Mikro Farad (µF), Piko Farad (pF)’tır. 1F=103 mF=106
µF=109 nF=1012 pF’tır.
Kondansatörün AA davranışı
Şekilde gösterilen, alternatif bir gerilimin beslediği kondansatöre
U=Umsin(t)
Gerilimi uygulansın kondansatör içinden geçen akım
ile bulunur, ifadelerin grafiği Şekil.14’deki gibi olur;
Um
10
Uc
Ic
Uc Gerilimi
8
6
4
Im
Ic Akımı
2
0
-2
-4
-6
-8
-10
0
90
180
270
360
Şekil.14 Kondansatör üzerindeki gerilimin oluşturduğu akım
Şekilden de anlaşılacağı gibi kondansatör akımı ile gerilim arasında 90 derece faz farkı
mevcuttur buna göre kondansatör gerilimi, akımında 90 derece geri fazdadır denir. Akım
eşitliğindeki c ifadesinin tersine kapasitif reaktans denir ve Xc ile gösterilir.
Xc 
1
Kapasitif Reaktans (  , Ohm). Xc ‘nin kaynak frekansı ile ters orantılı olduğu
C
görülmektedir. Buna göre kaynak frekansı 0 Hz ise Xc sonsuz empdans değerini alacaktır.
Örnek 1:
Maksimum değeri 60V. ve frekansı 50 Hz olan bir AA devresine C=10 F olan bir
kondansatör bağlanmaktadır, buna göre?
a)Devrenin Xc Kapasitif reaktansını
b)Kondansatörden geçecek akımın tepe değerini bulunuz
Çözüm:
a)
b)
Seri R-C devresine bir DC uygulandığında ilk anda kondansatör kısa devre özelliği gösterir ve
yaklaşık zaman sabitinin (CR) beş katı süreden sonra kondansatör açık devre özelliği
göstererek akım geçişi olmaz.
50
R1
Kondansator gerilimi
1
25
50Vdc
V1
C1
1m
Kondansator akimi
0
0s
I(R1)
2.0ms
V(C1:2,0)
0
4.0ms
6.0ms
8.0ms
Time
Kondansatörlerin seri bağlanması
Kondansatör seri olarak bağlandığında plakalar arası etkin mesafe artar, dolayısı ile
toplamkapasite değeri en küçük kondansatörün kapasite değerinden de küçük olur. Seri bağlı
devrede her eleman üzerinden akan akım değeri (I=Q/t) akacağı için her bir kondansatörde
biriken yük miktarı da aynı olur.
QT  Q1  Q2  Q3  ....  Qn
E  V1  V2  V3  ....  Vn
V 
Q
C
bağıntısından
QT Q1 Q2 Q3
Q



 ...  n elde edilir.
CT C1 C2 C3
Cn
Kondansatörler üzerinde biriken yükler aynı olduğundan;
1
1
1
1
1



 ... 
elde edilir.
CT C1 C2 C3
Cn
Kondansatörlerin paralel bağlanması
Kondansatörler paralel olarak bağlandığında etkin plaka yüzeyi artar. Sistemin toplam
kapasitesi her bir kondansatörün kapasiteleri toplamına eşit olur.
QT  Q1  Q2  Q3  ....  Qn
Q  C.V
bağıntısından
CT E  C1V1  C2V2  C3V3  ....  CnVn
Her bir kondansatörün gerilimi kaynak gerilimine eşit olduğundan
V1  V2  V3  ....  E
CT  C1  C2  C3  ...  Cn elde edilir.
Bobin
Bobinler iletken bir telin nüve denilen bir malzeme üzerine sarılmasıyla elde edilirler. Tel
ardışık şekilde ve belli bir çapta sarılır. Teller birbiri üzerine sarılırken kısa devre oluşmaması
için yalıtılırlar (yalıtım için vernik tercih edilir). Nüve malzemesi yerine hava da olabilir.
Bobinler DC akım altında yalnızca sarım telinin uzunluğundan ileri gelen omik direnç
gösterirler. Sargı telleri etrafında sabit manyetik alan oluşur. AC akım altındaysa akıma karşı
gösterdikleri direnç artar. Çünkü manyetik alan şiddeti değiştikçe bobinde akıma karşı koyan
ek direnç etkisi oluşur. AC akımın salınımı (frekans) yükseldikçe akıma karşı gösterdiği
direnç de artar. Bobinler de kondansatörler gibi elektrik enerjisini çok kısa süreliğine
tutabilme özelliğine sahiptir. Bobinlerin elektriksel değeri endüktans olarak adlandırılır ve
birimi 'Henry' dir, ‘L’ harfiyle gösterilir. Bobin endüktansını etkileyen bazı etkenler vardır.
Telin sargı çapı, sargı sayısı, kalınlığı ve telin üzerine sarıldığı nüvenin fiziksel özelliği bobin
endüktansını etkiler. Şekil.15’de bir toroid nüve ve bir plastik karkasın üzerine sarılmış
bobinler görülmektedir.
Bobin iletkeninin üzerine sarıldığı malzemeye karkas ya da mandren, iletkenin her bir
sargısına da bir sipir denir.
Şekil.15 Bobinin genel yapısı
Bobinin AA davranışı
Şekil.16’da gösterilen, alternatif bir gerilimin beslediği bobine
Şekil.16 Alternatif akımda bobin
I=Imsin(t)
akımı uygulansın bobin uçlarında oluşan gerilim
UL  L
di
d
 L I m sin( t )  LI m cos(t ) olur
dt
dt
Burada bobinden geçen akım sin formunda iken gerilimin ise cos formunda olduğu
görülmektedir. Buna göre bobin akımı ile erilim arasında 90 derece faz farkı mevcuttur denir.
Bu durum Şekil.17’den de görülmektedir. Saf bobinli devrede akım gerilimden 90 derece
geridedir. Yukarıdaki eşitlikte L ifadesi endüktif reaktans olarak adlandırılır ve XL ile temsil
edilir.
X L  L olur birimi ohm (  ) ile sembolize edilir.
Um
10
UL Gerilimi
UL
IL
8
6
IL Akımı
Im
4
2
0
-2
-4
-6
-8
-10
0
90
180
270
360
Şekil.17 Bobin içinden geçen akım ve üzerindeki gerilim.
Örnek 1:
Maksimum değeri 30V. ve frekansı 50 Hz olan bir AA devresine L=200mH olan bir bobin
bağlanmaktadır, buna göre?
a)Devrenin XL Endüktif reaktansını
b) Bobinden geçecek akımın tepe değerini bulunuz
Çözüm:
a)
b)
Bobinlerin seri bağlanması
Bobinler seri bağlandığında eşdeğer bobin endüktansı (LT) seri bağlı bobin endüktanslarının
(Li) toplamına eşittir.
Bobin endüktansları arasındaki ilişki dirençler arasındaki ilişkiye benzer.
Bobinlerin paralel bağlanması
Bobinlerin paralel bağlanmasında eşdeğer bobin endüktansı, en küçük endüktans değerinden
daha küçük olur.
Dirençli ve Bobinli Devre (R-L)
Bir direnç ve bobinden oluşan devreye V1 geriliminde doğru akım uygulandığında, geçen
akım şiddeti I1 ise; bu devreye aynı V1 gerilimini sağlayan alternatif akım uygulandığında,
devreden geçen akım şiddetinin daha küçük olduğu görülür.
Devreye alternatif gerilim uygulandığında akımın küçülmesi, devrenin direncinin artması ile
açıklanabilir. Devrede akım ile gerilim arasında bir faz farkı vardır. Akım gerilimden
geridedir.
Akım ile gerilim arasındaki faz farkına φ dersek;
Z  R2  X L2
V  i.Z
cos 
R
Z
Bu bağıntıdaki Z büyüklüğü RL devresinin alternatif akıma karşı göstermiş olduğu dirençtir.
Bu dirence R-L devresinin empedansı denir ve Z ile gösterilir.
XL ve R yi birbirine dik vektörlere benzetirsek, Z bunların bileşkesi olur. Akım ile gerilim
arasındaki faz farkı φ, aynı zamanda Z ile R arasındaki açıdır. Şekil.18’de bobin ve dirençli
devrede empedans ve gerilim düşümleri vektörleri verilmiştir.
Z
V=i.Z
VL=i.XL


VR=i.R
R
Şekil.18 Bobin ve dirençli devrede empedans ve gerilim düşümleri vektörleri
Direnç ve Kondansatörlü Devre (R-C)
Kondansatörlü devrelerde Xc kondansatörün alternatif akıma karşı gösterdiği dirençtir. RC
devresinin alternatif akıma karşı gösterdiği direnç empedanstır. Z ile gösterilir.
Xc ile R’ yi birbirine dik vektörlere benzetirsek Z bunların bileşkesi olur. Akım ile gerilim
arasındaki faz açısı φ, aynı zamanda Z ile R arasındaki açıdır. Şekil.19’da kondansatör ve
dirençli devrede empedans ve gerilim düşümleri vektörleri verilmiştir.
Z  R2  X C 2
cos 
V  i.Z
R
Z
R


VR=i.R
XC
VC=i.XC
V=i.Z
Z
Şekil.19 Bobin ve kondansatörlü devrede empedans ve gerilim düşümleri vektörleri
Direnç, Bobin ve Kondansatörlü Devre (R-L-C)
Birbirine
seri
bağlanmış
RLC
elemanlarından
oluşan
devreye
alternatif
gerilim
uygulandığında, bu devrenin etkin akım ve gerilimi aşağıdaki bağıntı ile bulunur.
Z  R 2  ( X L  X C )2
Buradaki Z büyüklüğü devrenin empedansıdır. Bir RLC devresinin empedansı, devre
elemanlarının dirençlerinin vektörel toplamı düşünülerek hesaplanır. Devredeki bobin ve
kondansatörden meydana gelen faz farkları birbirine zıt yöndedir. Akım ile gerilim arasındaki
(φ) faz farkı;
cos 
R
Z
veya tan 
X L  XC
R
Akım ile gerilim arasındaki faz farkı XL ile XC’ nin birbirine göre büyüklüklerine bağlıdır.
XL büyük XC ise φ pozitif ve akım gerilimden geridedir.
XL küçük XC ise φ negatif ve akım gerilimden ileridedir.
XL eşit XC ise φ=0 olup akım ile gerilim aynı fazdadır.
Bir RLC devresinde XL = XC olduğunda Z = R olur. Bu duruma devrenin rezonans hali
denir. Devrenin rezonans frekansı aşağıdaki formülle bulunur.
f 
1
2p LC
Bir RLC devresinde rezonans halinde empedans en küçük değerini, devre akımı en büyük
değerini alır. Bir RLC devresinde akımın en büyük değerini alabilmesi için ya kaynak
frekansı değiştirilerek XL = XC yapılır, ya da frekans sabit tutulup L veya C ya da her ikisi
birden değiştirilerek devre rezonansa getirilebilir. Şekil.20’de direnç, bobin ve kondansatörlü
devrede empedans ve gerilim düşümleri vektörleri verilmiştir.
XC
XL
VC
VL=i.XL
V=i.Z
Z
VL-VC

XC
R

VR=i.R
VC=i.XC
Şekil.20 Direnç, bobin ve kondansatörlü devrede empedans ve gerilim düşümleri vektörleri
TRANSFORMATÖRLER
Elektrik enerjisinin en önemli özelliklerinden biri de üretildiği yerden çok uzak mesafelere
kolayca taşınabilmesidir. Taşımanın verimli olabilmesi için taşıma esnasında kayıp gücün en
az seviyede tutulması gerekmektedir. Santrallerde jeneratörler vasıtasıyla üretilen gerilim,
alternatif gerilimdir. Jeneratörlerde üretilen gerilim uzak mesafelere taşınacak değerde
değildir. Jeneratör çıkış gerilimleri 0, 4-3, 3-6, 3-10, 6-13-14, 7-15, 8 ve 35kV
mertebesindedir. Tabii bu değerler yeterli olmadığından yükseltilmeleri gerekir. Bu alternatif
gerilimin
yükseltilmesi işlemi transformatörler
gerçekleştirilir.
Uzak
mesafelere
taşınan
yardımıyla çok kolay bir şekilde
elektrik
enerjisi,
abonelerin
kullanımına
sunulabilmesi için düşürücü trafolar yardımıyla orta ve alçak gerilime düşürülür. Yukarıda
anlatılan sebeplerden dolayı enerji iletimi ve dağıtımında transformatörlerin önemi büyüktür.
Transformatörler, enerjinin çeşidini ve frekansını değiştirmeden, genliğini değiştiren elektrik
makinesi olarak tanımlanır. Başka bir ifadeyle girişine uygulanan alternatif gerilimin
frekansını değiştirmeden, gerilim değerini değiştirerek çıkışta veren elektrik makinesidir.
Transformatörler, ince silisyumlu saclardan oluşan nüve ile bunun üzerine, yalıtılmış
iletkenlerle sarılan sargılardan oluşur.
Trafoların yapısını oluşturan nüveler değişik tiplerde üretilmektedir. Bunlar:

Çekirdek tipi

Mantel tipi

Dağıtılmış tip
olmak üzere üç çeşittir.
Manyetik nüve çeşitleri Şekil 21’de verilmiştir.
Nüve
Nüve
Nüve
Sargılar
Sargılar
a. Çekirdek nüve
b. Mantel nüve
Şekil.21 Manyetik nüve çeşitleri
Sargılar
c. Dağıtılmış nüve
Genel Çalışma Prensibi
Şekil.22’de görülen trafonun primer sargılarına alternatif gerilim uygulandığında, bu sargıda değişken
bir manyetik alan oluşur. Bu alan, manyetik nüve üzerinden devresini tamamlar. Primere uygulanan
alternatif gerilimin zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değiştiğinden, oluşturduğu manyetik alanın da
yönü ve şiddeti değişir. Bu alan sekonder sargılarını keserek alternatif bir gerilim indükler. Dikkat
edilirse sargıların elektriksel bir bağlantısı olamamasına rağmen, manyetik indüksiyon yolu ile gerilim
indüklemesi olmaktadır.
Şekil.22 Bir fazlı transformatörün prensip şeması
Transformatörün primer sargılarına doğru gerilim uygulandığında, demir nüve üzerinde yine bir
manyetik alan oluşur fakat bu manyetik alan sabit bir alandır. Bu alanın zamana göre yönü ve şiddeti
değişmediğinden, sekonder sargılarında bir gerilim indüklemesi olmaz. Çünkü manyetik indüksiyon
prensibine göre değişken manyetik alanlarda gerilim indüklemesi olur. Dolayısıyla transformatörler
doğru gerilimde çalışmaz ve kullanılmaz.
İndüklenen emk değeri
Lenz Kanunu’na göre bir iletkende indüklenen elektromotor kuvvet (emk), saniyede kesilen kuvvet
çizgisi sayısı ile doğru orantılıdır. Kesme hızı ne kadar fazla ve kesilen kuvvet çizgisi ne kadar çoksa
indüklenen emk da o kadar büyük olur.
Transformatörün sekonder sargısında indüklenen emk’nın değeri,
E = 4, 44. f. N. ØM şeklinde formüle edilebilir. Bu formülde kullanılan büyüklükler ve birimleri:
E : Sargılarda indüklenen emk’nın etkin değeri (Volt)
f : Frekans (Hz)
N : Sargıların sipir sayısı (sipir)
ØM : Manyetik akının maksimum değeri (Weber)
İndüklenen emk formülü içindeki manyetik akı da ØM = BM . Sn formülü ile bulunur.
Buradaki büyüklükler ve birimleri ise
BM : Manyetik akı yoğunluğu (Tesla ya da Weber/m2)
Sn : Manyetik nüvenin kesiti (m2)
Burada yazılan formüller ve birimler yeni uluslararası birim sistemine göre verilmiştir.
Dönüştürme oranı
Transformatörlerin dönüştürme oranı, primer sargıda indüklenen gerilimin sekonder sargıda
indüklenen gerilime oranı olarak tanımlanır. İndüklenen gerilimler sipir sayısı ile doğru orantılı
olduğundan, dönüştürme oranı sipir sayılarının oranına da eşittir.
Ayrıca ideal bir trafoda verim %100’dür. Buna göre primer gücü ile sekonder güçleri eşit olur. Bu
eşitlikten yola çıkarak,
S1  S 2 , S1  U1 I1 ve S 2  U 2 I 2 ise buradan U1 I1  U 2 I 2 olur.
Bu eşitlikten
U1 I 2
oranı elde edilir.

U 2 I1
Dönüştürme oranı k, a, n ve ü harfleri ile gösterilebilir. Fakat genelde k harfi kullanılır. Dönüştürme
oranı, trafo hesaplamalarında kullanılan sabit bir katsayı olduğundan birimi yoktur. Buna göre
dönüştürme oranı,
k
E1 U 1 N1 I 2



E2 U 2 N 2 I1
DOĞRU AKIM MAKİNALARI
DA Makinasının Yapısı
Doğru akım makinaları dönen kısım (endüvi), duran kısım (endüktör), yatak, kapak, fırça ve
kolektörden oluşur. Şekil.23’de basit bir DA makinasi görülmektedir.
Şekil.23 Basit bir DA makinası
DA Makinasının Parçaları
Endüktör
Görevi manyetik alan meydana getirmektir. Endüktör sargısı DA makinasinin gövdesinde bulunur,
vida veya somunlarla gövdeye tutturulur. Şekil.24’de tipik bir DA makinasının kutup görünümü
verilmiştir.
Kutup
Kutup
sargısı
Şekil.24 Endüktör (Kutup)
Doğru akım makinasının özelliğine göre endüktör sargısı yapısal değişiklikler gösterir. Küçük güçlü
DA makinalarında ve pilli oyuncakta daimi mıknatıs, endüktör olarak görev yapmaktadır. Doğru akım
motorlarında kutup sayısı, alternatif akım makinalarında olduğu gibi hız, indüklenen gerilim ve akımın
frekansına bağlı değildir. Burada kutup sayısı makinanın gücüne ve devir sayısına göre değişir.
Endüktör, makinanın gücüne (büyüklüğüne, çapına) ve devir sayısına göre 2, 4, 6, 8 veya daha çok
kutuplu olur.
Endüvi
DA makinalarında dönen, mekanik enerjinin alındığı kısımdır. Doğru akım makinasının yapısına göre
çeşitli ebatlarda yapılmaktadır. Endüvi üzerinde kolektör ve preslenmiş sac paket bulunur. Sac
üzerindeki emaye yalıtkanlı iletkenlerden akım geçtiğinde motor olarak çalışır yani döner. Manyetik
alan içindeki endüvi dışarıdan bir kuvvetle döndürülürse DA gerilim üretir yani dinamo görevi yapar.
Şekil.25’de tipik bir DA makinasının endüvisi görülmektedir.
Endüvi
sargısı
Rulman
Saclar
Mil
Kollektör
Soğutma
pervanesi
Şekil.25 Endüvi
Endüvi üzerinde kolektör bulunmaktadır ve bakır dilimlerden meydana gelmiştir. Endüvide bulunan
iletkenler bu dilimlere lehimlenir ya da presle bağlanır.
Fırça ve Fırça Yatağı
Fırça, doğru akım makinası motor olarak çalışıyorsa gerilim uygulanmasını sağlar. Doğru akım
makinasının özelliğine göre boyutu değişmektedir. Fırçanın kolektörlere uygun basınçla basması
gereklidir. Bu nedenle doğru akım makinalarının fırçaları üzerinde baskı yayları bulunur.
Yatak Kapak ve Diğer Parçalar
Doğru akım makinalarının en önemli parçalarından biri de yataklarıdır. Endüvide olduğu gibi yataklar
da periyodik bakım gerektirir. Bilezikli tip metal yataklar ya da bilyeli yatak kullanılır. DA
makinalarının soğutulması için çeşitli tip yapıda pervaneler kullanılır.
DA Motorunun Çalışması
Doğru akım motoru, içinden akım geçen iletkenin manyetik ortam dışına itilmesi prensibine göre
çalışır. Endüvi üzerindeki iletkenlere fırça ve kolektör yardımıyla doğru gerilim uygulanır. Böylece
endüvi üzerindeki iletkenden akım geçer ve manyetik alan oluşur. Oluşan bu manyetik alan ile kutup
manyetik alanı etkileşerek rotorun dönmesi için torku oluştururlar. Bu durum Şekil.26’da verilmiştir.
Şekil.26 Akım geçen iletkenin manyetik alan içindeki durumları
Endüktör sargısının manyetik alanı (N–S), endüvide üzerinde manyetik alan oluşturan iletken veya
iletken demetini dışa doğru iter. Bu itilme, mil etrafında dönmeyi meydana getirir ve bu, doğru akım
motorlarının çalışma esasını oluşturur. İletkenden geçen akım yön değiştirirse itilme yönü de değişir.
İtilme yönünün değişmesi motorun dönüş yönünü de değiştirir.
ALTERNATİF AKIM MAKİNALARI
Asenkron Makinalarının Endüstrideki Önemi
Asenkron motorlar (A.C. motor) endüstride en çok kullanılan motorlardır. Çünkü asenkron motorlar
diğer Doğru akım motorlarına (D.C. motor) göre;

Daha ucuzdur.

Bakıma az ihtiyaç gösterirler.

Çalışması sırasında elektrik arkı meydana gelmez.

Bir ve üç fazlı olarak yapılabilir.

Birkaç Watt’dan 35000 kW’a kadar güçte imal edilebilir.

Momentleri yüksektir.

Frekans değiştirerek istenen devir sayısı elde edilebilir.
Bu sebepler göz önünde bulundurulduğunda ise Asenkron motorların endüstride en çok kullanılan
motorlar olması önemini taşımaktadır. Şekil 27’de A.C. motor görülmektedir.
Şekil.27 A.C motor
A.C. Motorlar ile D.C Motorların karşılaştırılması
Motor : elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren makinalardır.
A.C Motor : A.C elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren makinalardır.
D.C Motor : D.C elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren makinalardır.
Bu iki motor karşılaştırılacak olursa aşağıdaki sonuçlar elde edilebilir:

Maliyet bakımından A.C motorlar daha ucuzdur.

A.C motorlar bakıma daha az ihtiyaç gösterirler. D.C motorları ise sürekli bakıma ihtiyaç
gösterirler. (Kollektör, fırça ve yataklar sürekli arıza yapabilecek parçalardır.)

A.C motorlarında çalışma sırasında elektrik arkı meydana gelmez. D.C motorlarında ise
çalışma sırasında kollektör dilimleri ile fırçalar arasında elektrik arkı meydana gelir.

A.C mtorların devir sayıları yükle çok az bir değişim gösterirler. Bu nedenle sabit devirli
motorlar sınıfına girerler.
A.C Motor Çeşitleri
Asenkron motorlar rotor yapılarına göre iki çeşittir.
1- Sincap kafesli (Kısadevre rotorlu) rotor asenkron motorlar
2- Bilezikli (Sargılı rotorlu) asenkron motorlar
Sincap kafesli (Kısadevre rotorlu) rotor asenkron motorlar: Üç fazlı sincap kafesli motorun
yapılışı basittir, az bakıma ihtiyaç gösterir. Bu tip motorun ölçüleri, aynı güçteki D.C motorun
ölçülerinden daha küçüktür. Değişik hızlarda hız regülasyonu iyidir. Fiyatının ucuzluğu, yapılışının
sağlamlığı ve istenilen çalışma özelliğine sahip oluşu yüzünden bu tip motorlar sanayide çok
kullanılır.
Bilezikli (Sargılı rotorlu) asenkron motorlar: Bir çok sanayi yükünde üç fazlı değişik hızlı motora
ihtiyaç duyulduğu yerler için bilezikli asenkron motorlar geliştirilmiştir. Bilezikli asenkron motorlara
aynı zamanda sargılı rotorlu asenkron motorlar da denilmektedir.
Bu tip motorun statoru ile sargının yerleştirilmesi sincap kafesli motorun aynısıdır. Rotor çelik
saclardan yapılmış silindirik bir göbektir. 120 derece aralıklı üç adet tek fazlı kalıp sargısını
yerleştirmek için rotor üzerine oyuklar açılmıştır. İzoleli rotor bobinleri stator kutup sayısına eşit kutup
sayısı elde edecek şekilde gruplandırılmıştır. Üç adet tek fazlı rotor sargıları aralarında yıldız
bağlanarak çıkış uçları rotor mili üzerindeki üç bileziğe bağlanmıştır. Bileziklere temas eden fırça
uçları hız kontrolörü ayarlayıcısına bağlanır.
Fırçalar, taşıyıcılar üzerindeki yayların basıncı ile bileziklere sıkıca temas eder. Doğru akım
makinalarında olduğu gibi yön değiştirmeye lüzum olmadığı için fırça taşıyıcıları uygun bir konumda
sıkıca tespit edilmiştir.
Kısa devre rotorlu A.C motor ile Sargılı rotorlu A.C motorun karşılaştırılması
Sargılı rotorlu motorun aşağıdaki üstünlükleri vardır:
 Yol vermede maksimum direnç rotor devresine ilave edilirse, yol alma akımı düşük ve dönme
momenti maksimumdur
 Hızı değiştirilebilir.
 Ağır yüklerde hızı yavaş yavaş artar.
Bunlara rağmen sargılı rotorlu motorun aşağıdaki kusurları vardır:
 Maliyeti fazladır.
 Bakım ve tamir masrafları yüksektir.
 Direnç rotor devresinde iken verimi düşük ve hız regülasyonu kötüdür.
Genel Yapıları
Asenkron motorlar genel olarak şu parçalardan oluşur.
1) Stator
2) Rotor
3) Gövde
4) Yataklar
5) Kapaklar
6) Pervane
Stator: Manyetik alanın meydana geldiği kısımdır. Asenkron motorun duran kısmına denir. Statorlar
0,4-0,5 veya 0,8 mm kalınlığında silisyumlu saclardan meydana gelir. Silisyumlu saclar özel kalıplar
yardımıyla preste basılır. Bu saclar daha sonra preslenerek paketlenir. Şekil.28’de bir A.C motor
statoru görülmektedir.
Şekil.28 A.C motor statoru
Stator sargıları, stator sac demetindeki oluklara yerleştirilir. Oluklar genel olarak açık, yarı açık veya
kapalı olur.
Rotor: Asenkron motorun dönen kısmına denir. Rotorlar iki çeşittir.
a) Kısa devreli rotor (Sincap kafesli rotor)
b) Sargılı rotor (Bilezikli rotor)
Kısa devreli rotor (Sincap kafesli rotor) : Silisyumlu saclar kalıpla preste kesilerek paket edildikten
sonra rotor kanalları içine alüminyum eritilerek pres dökümle kısa devre kafes sargıları meydana
getirilir. Sincap kafesli rotor Şekil.29’da verilmiştir.
Büyük rotorlarda kanallara bakır çubuklar yerleştirilir. Rotorun iki tarafına konan bakır halkalara bakır
çubuklar kaynak edilerek sincap kafes yapılır.
Şekil.29 Sincap kafesli rotor
Sargılı rotor (Bilezikli rotor) : Sacları presle paketleyerek silindir şeklinde yapılan rotorun
üzerindeki oluklara üç fazlı alternatif akım sargısı yerleştirilir. Üç fazlı sargılar yıldız veya üçgen
bağlandıktan sonra çıkarılan üç uç rotor miline yalıtılarak yerleştirilen üç bileziğe bağlanır. Böyle bir
rotor yapısı Şekil.30’da görülmektedir.
a. Rotor bilezikleri
b. Sargılı rotor
Şekil.30 Rotor bilezikleri ve sargılı rotor
Çalışma Prensibi
Asenkron motorlar transformatörler gibi endükleme esasına göre çalıştığından asenkron motorlara
endüksiyon motorları da denir.
Transformatörler statik (duran), motorlar ise (hareketli) dinamiktir.
İndüksiyon prensibi gereğince dönen bir manyetik alan içerisinde bulunan iletkenlerde gerilim
indüklenir. Öyleyse döner bir manyetik alan içerisinde bulunan iletkenlerden bir akım geçirilirse,
iletkenler manyetik alan dışına itilir.
Bir rotorun dönebilmesi için;
1- Rotor iletkenlerinden bir akım geçmesi
2- Rotor iletkenlerinin dönen bir manyetik alan içerisinde bulunması gerekir
Normal olarak asenkron motorlarda stator ve rotor arasında herhangi bir elektriki bağ yoktur. Rotor
dışarıdan bir kaynak tarafından beslenmez. Statorlar daimi mıknatıslı yapılmaz.
Asenkron motorlarda dönen daimi mıknatısın görevini stator sargılarına uygulanan üç fazlı akımın
meydana getirdiği “döner alan” yapar.
Senkron Hız- Asenkron Hız-Kayma
Senkron hız: Döner alanın devir sayısına senkron devir veya senkron hız denir. ns ile gösterilir ve
aşağıdaki gibi tanımlanır.
ns 
60 f
p
Burada, f stator sargılarına uygulanan alternatif gerilimin frekansı ve p stator sargılarının kutup
sayısıdır.
Asenkron hız: Rotor hızına asenkron hız veya asenkron devir sayısı denir. nr ile gösterilir ve rotor
milinden turmetre ile ölçülür.
Rotorun devir sayısı (nr), hiçbir zaman dönen alanın devir sayısına (ns) eşit olmaz. Bu nedenden dolayı
rotorun devir sayısına senkron olmayan manasına gelen asenkron hız denir.
Kayma: Bir asenkron motorda kayma iki şekilde ifade edilir.
1- Devir cinsinden kayma: Senkron hız ile rotor hızı arasındaki farktır.
n  n s  nr
2- Yüzde cinsinden kayma: Senkron hız ile rotor hızı arasındaki farkın senkron hıza oranıdır.
S
n  nr
n s  nr
dir. Yüzde olarak kayma ise S  s
 100
ns
ns
GÜÇ ELEKTRONİĞİ
Güç elektroniği, çok geniş bir alanda elektronik sistemleri içine alır ve buradaki amaç ise bir
kaynaktan bir yüke giden elektrik akımının kontrol edilmesidir. Kaynaktan yüke aktarılan
gücün kontrolünde, işlemin verimliliği önemlidir. Eğer aktarılan güç büyük ve işlem verimsiz
yapılmışsa,
büyük
kayıplar
oluşur.
Bu
kayıpların
ekonomik
verimlilik
üzerinde
değerlendirilmesinin yapılması gerekir ve bu kayıpların, aşırı ısınma sonucu elemanın
korunması için elemandan uzaklaştırılması gerekir. Bu yüzden güç elektroniğinin ana kriteri
"verim" olarak tanımlanabilir. Analog sayısal dönüşüm işlemi diyot, tristör GTO, BJT,
MOSFET ve IGBT gibi yarı iletken anahtarlama elemanları tarafından gerçekleştirilir. Bu
yarıiletken elemanları bu bölümde açıklanacaktır.
Yarı İletken Güç Anahtarları
Diyot
Diyotlar yarı iletken elektronik devre elemanlarının temel yapı taşıdır. Pasif bir anahtardır.
Pozitif yönde akım iletebilir, negatif gerilimi bloke edebilir. Bütün transistörler, lojik kapılar,
entegreler diyotların birleşiminden imal edilmektedir.
Genel amaçlı diyotlar
Genellikle şebeke frekansında kullanılırlar. Düşük frekans için üretilen diyotlar yüksek
frekansta iletken gibi davranır. Doğru polarmalandırıldığında 1V gibi düşük bir değerde
iletime geçer. Yüksek akım kapasiteli olanlar güç diyotu olarakta anılır.
Şekil.31 Diyot sembolü ve ideal ve gerçek diyot v-i karakteristiği
Şekil.32 Kesim süresince diyot akımı
Diyot ters yönde polarmalandırıldığında akımın hemen sıfıra düşmesi istenir. Ancak bu
hemen gerçekleşmez ve zaman alır. Daha sonra elektron ve oyukların toparlanmalarından
dolayı akım dalgalanır. Buna ters toparlama, bu süreye de ters toparlama zamanı denir. Bu
anda akan akım ters toparlama akımıdır. Düşük frekansta bu önemsiz iken yüksek frekansta
bu oldukça önemlidir.
Güç diyodu kV-kA değerlerinde üretilebilsede şebeke frekansında çalışır. Doğrultucularda
kullanılırlar. İletim durumundaki gerilim düşümleri düşük, trr (ters toparlama zamanı)
değerleri büyüktür. Akım ve gerilim kapasitelerinin arttırılması için seri ve paralel
bağlanabilir.
Hızlı diyotlar
trr değerleri 0,5μs civarındadır. Çok osilasyonlu çalışırlar. Bu osilasyon çıkış gerilimine
yükseltilerek aktarılır.
ID
ID
VDC
t
t
Şekil.33 Hızlı diyodun kesim anındaki osilasyonları ve çıkış gerilimine etkisi
Yumuşak toparlamalı diyotlar
Birkaç yüz volt birkaç yüz amper değerlerinde üretilebilen, ters toparlama zamanı μs’den
düşük diyotlardır. Osilasyonu azaltılmış hızlı diyotlardır. Yüksek frekans devrelerinde
kullanılır. İletim durumundaki gerilim düşümü yüksektir (2-3V).
Schottky diyot
Düşük ileri yön kutuplama gerilimi (gerilim düşümü) istenilen düşük gerilimli yüksek
frekanslı uygulamalarda kullanılır. Yumuşak toparlamalı ve güç diyotlarından daha düşük
verimlidir. 150V değerlerine kadar üretilebilmektedir.
Avalanche diyot
Belli bir değerden sonra iletime geçen diyotlardır. Radyo haberleşme devrelerinde
kullanılırlar.
Zener diyot
Üzerinde istenilen gerilimi tutabilen diyotlardır.
Tristör
1956’da tristörün keşfi ile güç elektroniğinin gelişimi başlamıştır. Dört bileşimli üç uçlu bir
elemandır. İleri yönde polarmalandırılmış iken gate’inden bir akım darbesi geçirilmesi ile
iletime geçer. İletimdeki gerilim düşümü 1-3V’dur. İletime geçtikten sonra gate akımı kesilse
bile iletime devam eder. Bu nedenle iletimdeki güç kaybı daha azdır. Negatif gerilimi bloke
edebilir. Tristör gate sinyali ile kesime götürülemez.
Şekil.34 Tristör sembolü (b) İdealleştirilmiş karakteristik
Tristörün iletim şartları:

Doğru polarmalandırılacak

Tutma akımı geçecek
Yukarıdaki şartlar gerçekleştiği sürece tristör iiletimdedir. Bu nedenle DA’da kullanımı
zordur. Komütasyon devreleri gerektirir.AA’da negatif alternans tristörü ters polarmalandırır
ve tristör kesime gider buna hat komütasyonu denir. En yaygın kullanım alanı kontrollü
doğrultucular (Line Commutated Rectifiers)’dır.
6kV-4kA değerelerine kadar üretilebilmektedir.
1kHz’e kadar kullanılabilmektedir.
GTO (Kapıdan Tıkanabilen Tristör)
Tristör ile aynı özelliklere sahiptir. Negatif gerilimi bloke edebilir. Farklı olarak gate ‘den
geçirilecek negatif yönlü bir akım ile kesime götürülebilir. Negatif gate akımı kataloglarda
belirtilen kesme zamanı boyunca akmalı ve büyük bir genliği olmaldır (GTO akımının üçte
biri kadar).
İletim durumu gerilimi tristörden yüksektir. 4,5kV, 1-2kA değerlerinde üretilebilir ve
10kHZ’ye kadar kullanılabilmektedir.
Endüktif devrelerde snubbersız kullanılamazlar.
Şekil.35 GTO sembolü, i-v karakteristiği ve idealleştirilmiş karakteristik
Transistör (BJT)
Base akımı ile iletim ve kesim durumu kontrol edilebilir. Ters gerilimi bloke edemez. İletim
durumunda VCE gerilimi 1-2V civarındadır. 1000A-1400V değerlerine kadar bulunmaktadır.
Base ucuna bir direnç bağlanır. Base akımı olduğu sürece iletimdedir ve bu durum özellikle
çok sayıda transistör varsa güç kaybına neden olur.
IC
İletim
Kesim
VCE
Şekil.36 Transistör sembolü ve karakteristiği
Base akımının değeri ile IC kontrol edilir.Üç konumu vardır:
1- Ib=0,
Ic=0
Kesim
2- Ib=,değişken
Ic=değişken
Yükseltme
3- Ib=,değişken
Ic=sabit
Doyum (veya iletim)
Güç elektroniği uygulamalarında 1 ve 3 nolu konumlarında kullanılmaktadır. (Base akımının
yeterince büyük bir değerinde kollektör akımının tamamını iletir I B 
IC

=DA akım
kazancı)
MOSFET (Metal Oksit-Yarı İletken Alan Etkili Transistör)
Gerilim kontrollü bir elemandır. Yeterli bir VGS gerilimi (+12, +15V) ile tümüyle iletimde ve
VGS eşik değerin altında iken yaklaşık bir açık anahtar gibi kesimdedir.(Transistör gibi 1 ve 3
konumlarında kullanılır.)
ID
İletim
Kesim
VDS
Şekil.37 MOSFET sembolü ve karakteristiği
RDS direnci büyüktür ve tutma gerilim değeri ile artar. Yüksek frekanslarda (1MHz’e kadar)
çalışabilir.
100-200V-100A, 1000V-10A değerlerinde üretilebilir.
VG
+12, +15V
t
Şekil.38 Mosfet gate sinyali
Büyük RDS direnci nedeniyle güç kayıpları fazladır. Oluşan yüksek ısı nedeniyle küçük
yapılamamaktadırlar. Gate ucuna direnç bağlamaya gerek yoktur. Yüksek frekanslı sürme
sinaylinden dolayı giriş kapasitansı oluşu ve bu kapasitans anahtarlamayı zorlaştırı, frekansı
düşürür. Boyutları ile giriş kapasitansı doğru orantılıdır.
Küçük transistör veya sürücü entegreleri ile sürülebilir.
IGBT (Yalıtılmış Kapılı İki Kutuplu Transistör)
Transistör ve MOSFET’in iyi özelliklerinin toplamıdır. Transistörün base direnci nedeniyle
oluşan güç kaybı, MOSFET’in ise büyük RDS direncinden dolayı oluşan yüksek iletim
kayıpları ortadan kaldırılmıştır. Ters gerilimi bloke edebilirler.
Gerilim kontrollüdür. Gate ucu yüksek empedanslıdır ve düşük bir sinyal gerektirir.
Şekil.39 IGBT sembolü ve eşdeğer devresi
Şekil.40 IGBT i-v karakteristiği
Yüksek frekanslarda IGBT’nin resetlenebilmesi için Şekil.41’deki gibi gate sinyalleri ile
sürülmesi daha uygundur.
VG
+12, +15V
t
Şekil.41 IGBT gate sinyalleri
IGBT sürücüleri vardır. Maksimum anahtarlama frekansları 20-30kHz civarındadır. 1700V1200A, 3300V-1200A değerlerinde yapılabilir. 1000V’luk bir elemanda iletimdeki gerilim
düşümü 2-3V gibi düşük bir değerdedir. MOSFET’lerden yavaş olmalarına rağmen transistör,
GTO ve tristör’den hızlıdır.
Doğrultucular
Yönü değişen (değişken işaret) gerilimleri yönü değişmeyen gerilimlere dönüştürme işlemine
“Doğrultma”, bu işlemi yapan devrelere ise “Doğrultucu Devre” adı verilmektedir. Günlük
yaşamda, küçük elektronik cihazların çalışması için kullanılan adaptörlerden, daha büyük
cihazların (TV, Video gibi) çalışması için kullanılan doğrultucu devrelere kadar tüm DC
gerilim üreten elektronik düzenekler doğrultucu adını almaktadır
Doğrultucuların üç tipi vardır.
1. Yarım dalga doğrultucu
2. Tam dalga doğrultucu
3. Köprü Doğrultucu
Yarım dalga doğrultucu
Şekil.42 Tek yollu doğrultucu
Giriş sinüs işaretinin pozitif yarı periyotları boyunca diyot iletimde olacak, negatif yarı
periyotlar boyunca boyunca diyot tıkama durumunda olacaktır. Bu nedenle, çıkış işaretinde
negatif alternanslar kırpılmış olacaktır. Bu devreden akan tek yönlü akımın değerinin
ortalaması,
ID 
1
2p
p
I
0
m
 sin( t )  d (t ) 
Im
p
olacaktır.
Şekil. 43 Çıkış dalga biçimi
Tam dalga doğrultucu
Şekildeki devrede, transformatör girişine V(t)=Vm.cos(t) şeklinde bir giriş uygulandığını
varsayalım. Transformatör sekonder sargısı orta uçlu seçildiğinden, alt sargı ve alt diyot
birinci durumda (transformatör üst ucu pozitif) çalışmayacaktır. Yarım periyot sonra üst nokta
orta noktaya nazaran negatif olacak, bu kez üst sargı ve üst diyot çalışmayacaktır. Görüldüğü
gibi, değişken akıma iki yol verilmiş olacaktır. Doğrultucu çıkışındaki toplam i(t) akımı
aşağıda gösterildiği şekilde olacaktır:
i (t ) 
2
p
Im 
4
4
I m cos 2t 
I m cos 4t ....
3p
15p
Güç, yarım dalga doğrultucuya göre iki katına çıkmıştır.
VA  Vm . cos(t )
+
V (t )  Vm . cos(t )
+
VB  VA
-
R Vo  ?
-
Vout
Vm
p
2p
3p
4p t
Şekil.44 Çift yollu doğrultucu çıkış dalga biçimi
Köprü doğrultucu
Köprü Doğrultucu aslında Tam Dalga Doğrultucu özelliğinde olup sadece giriş gerilim
kaynağı Tam Dalga Doğrultucu gibi ortası sıfırlı olmayıp, tek bir AC kaynak ile
beslenmektedir. Şekil.44’de köprü doğrultucu görülmektedir.
Şekil.44 Köprü tipi doğrultucu
Zener Diyot
Tek bir Zener diyot ile yapılan regülatörler fazla güç istemeyen devrelerde rahatlıkla
kullanılabilir. Eğer devremiz fazla güç istiyorsa o zaman zener tek başına kullanılmaz. Bir
regülatör devresinin referansı olarak kullanılır.
Şimdi basit bir Zener regülatör devresini inceleyelim
Vi kaynak gerilimi Vz zener geriliminden büyük olmalıdır. Vi değeri yaklaşık olarak Vz
değerinden 1,2 yada 1,4 katı büyük olması yeterlidir. Zener üzerinden geçen Iz akım küçük
zenerler için 10-20mA civarındadır. Daha doğru bir değer bulmak için mutlaka kataloga
bakmak gereklidir. Burada zener üzerindeki voltaj ya zener üzerinden doğrudan okunur yada
katalogdan bakılır. Örneğin BZX79C9V1 9,1V luk zener diyot olup doğrudan diyot üzerinden
okunabilir. 1N960 diyoduda 9,1 voltluk zener diyot olup, zener voltaj değeri katalogtan
bakılarak anlaşılır.
Yukarıdaki devremizde bilinmesi gereken nokta Rs direncinin nasıl bulunduğudur. Rs=(VzVi)/Iz formülü ile bulabiliriz. Iz değeri küçük zener diyotlar da 10-20mA olarak alınabilir.
Yukarıdaki devre çıkışında sabit bir voltaj elde edilecektir. Böyle bir devre bir regülatör
devresi için referans voltajı olarak kullanılabilir. Şimdi yukarıdaki devreyi doğrudan bir
elektronik devrenin regüle besleme kaynağı olarak kullanalım. Yani devreden biraz akım
çekelim. O zaman yukarıdaki devremiz aşağıdaki şekle dönüşecektir.
Bu durumda zener üzerinden geçen akım sabit kalmakla birlikte Rs direnci üzerinden birde
yük akımı geçmektedir.
O zaman IRS=Iz+IL
IRS=10 + 90
IRS=100mA olur.
Vz=9,1V yaklaşık 9V kabul edelim.
Rs=(Vi-Vz)/Iz+IL
Rs=(12-9)/10+90
Rs=30 ohm bulunur.
Rs direncinin gücüde bulunmalıdır.
PRs=IRS2 x RS
PRs=0,12 x 30
PRs=0,3W dan büyük olmalıdır.
Burada seçilecek direnç 27 yada 33 ohm, 0,5W dir.
Bu örnekte dikkat edilecek konu, yük direncinin devreye sürekli olarak mutlaka bağlı kalması
yada bir başka deyişle yük akımının mutlaka çekiliyor olmasıdır. Eğer yük direnci devreden
çıkarılacak olursa, zener üzerinden geçen akım
Iz=(12-9)/30
Iz=0,1A akım olur.
Eğer buradaki zener bu akıma dayanacak güçte değilse bozulacaktır. Bu nedenle devredeki
zener bütün akımda üzerinden geçirebilecek güçte olmalıdır. Fakat bu bazen mümkün
olmayabilir. Yada yük sürekli olarak devreye bağlı olarak kalmalıdır.
Diğer Diyot Uygulamaları
Kırpıcılar (Clipper)
Bazı elektronik devrelerin girişlerine sadece pozitif yada negatif sinyallerin verilmesi
gerekebilir. Bazı devrelerin girişlerine ise sabit genlikte sinyaller verilmesi gerekebilir. O
zaman giriş sinyali devreye verilmeden önce uygun kırpıcıdan geçirmek gereklidir. Sadece
pozitif yada negatif sinyalleri geçiren kırpıcılar çıkışında kondansatörü olmayan bir yarım
dalga doğrultucudan ibarettir. Bunlara ilişkin örnekler aşağıda verilmiştir.
Devrenin girişine sabit genlikte bir sinyal uygulamak
gerekirse
aşağıdaki
örnek
yapı
kullanılır.
Hatırlayacağınız gibi aslında diyotların iletime
geçebilmeleri için üzerlerindeki voltajın belli bir değerin
üzerine çıkması gerekmekteydi. İletime geçen diyodun
üzerindeki voltaj sabit kalmaktadır. Bu özellik
kullanılarak giriş sinyalleri diyotların açma voltajları ile
sınırlandırılır. Bu devrenin en büyük uygulaması FM
alıcılardaki kirpıcı (LIMITER) devresidir.
Limiter şekli :
Kenetleme (Clamp) devreleri
Kenetleyici bir AC sinyali farklı bir DC seviyesine çıkarıp kenetleyen yani hep orada
kalmasını sağlayan devredir.
Şimdi birkaç kenetleme devresi inceleyelim. Örnek 1:
Yandaki devrenin girişine bir sinyal
uygulayalım.
t1
zamanında
C
kondansatörü boş olduğu için kısa devre
gibi davranacak, bundan dolayı diyodun
anodu pozitif, katodu ise negatif olacaktır. Yani t1-t2 zamanları arasında diyot iletime geçip
kısa devre olacak, çıkış voltajı da 0V olacaktır. Bu arada C kondansatörü sanki girişe
uygulanan sinyale paralel bağlanacağı için giriş sinyalinin tepe değerine kadar dolacaktır. t 2-t3
zamanları arasında devre girişinin a ucu negatif, b ucu pozitif olacaktır. Bu durumda diyot
açık devre olacaktır. Şimdi buraya dikkat edelim. Devrenin çıkışa bağlı b ucu pozitif, a ucu
negatif, C kondansatörünün a ucuna bağlı yeri bir önceki şarjdan dolayı pozitif, çıkışa bağlı
ucu negatif olacak. Yani giriş sinyali ile C kondansatörü üzerindeki şarj seri bağlı bataryalar
olarak davranacaktır. Giriş sinyali ile kondansatör üzerindeki voltajlar toplanacak t 2-t3
zamanları arasında çıkış voltajı, Vo=(-Vi) + (-VC) olacaktır. C üzerindeki şarj giriş voltajına
eşit olacağı için çıkış voltajı da t2-t3 zamanları arasında Vo=2 x (-Vi) olacaktır.
t3-t4 zamanları arasında a ucu tekrar pozitif, b ucu da negatif olacaktır. C kondansatörü
üzerindeki gerilim boşalmayacağı (aslında çok azda olsa boşalır, fakat bu çok önemli değildir)
için kondansatör ile giriş geriliminin toplamı çıkışta, çıkış voltajı olarak görülecektir. Bu
değer, Vo=(Vi) + (-Vc) , Vi=Vc olacağı için çıkış voltajı da 0 volt olacaktır. Görüldüğü gibi,
giriş voltajının seviyesini negatif olarak kaydırdık.
Yukarıdaki devredeki diyodun yönünü ters çevirerek çıkış gerilimini pozitif yöne
kaydırabiliriz. Böyle bir devrenin şekli aşağıda görülmektedir.
Kenetleme devreleri ilk bakışta pek bir işe yaramaz gibi görülse de özellikle fazla güç
istemeyen fakat yüksek gerilim gerektiren yerlerde, yada trafo kullanmadan bir AC gerilimi
negatif yada pozitif olarak arttırılması istenilen yerlerde öncelikli olarak kullanılır. Bir örnek
verecek olursak, renkli TV lerde ekran için 25KV gibi bir gerilime ihtiyaç vardır. Bu gerilimi
eski siyah beyaz TV lerde olduğu gibi direk trafo ile elde etmek yolu yerine kenetleme
devreleri art arda bağlanır, en sonuna da bir yarım dalga doğrultucu bağlanarak istenilen
yüksek gerilim elde edilir. Kenetleme devreleri kullanılarak yapılan bir gerilim çoğaltıcı şekli
aşağıda verilmiştir.
YÜKSEK GERİLİM TEÇHİZATI
Yüksek gerilim sisteminin en temel elemanları şunlardır;












Güç transformatörleri
Kesiciler
Ayırıcılar
İzolatörler
Bara düzeneği
Ölçü trafoları
Yüksek gerilim nh sigortaları
Parafudurlar
İkaz küreleri
Koruma iletkeni
Ark boynuzu
Koruma röleleri
Güç Transformatörleri
Elektrik enerjisinin en önemli özelliklerinden biri de üretildiği yerden çok uzak bölgelere
kolayca taşınabilmesidir. Bu taşımanın verimli bir şekilde yapılabilmesi için gerilimin yeteri
kadar büyük olması gerekir.
Bilindiği gibi elektrik enerjisi doğru veya alternatif akım olarak üretilir. Doğru akımda yüksek
gerilimli enerji iletimi son zamanlarda büyük önem kazanmıştır. Ancak bu konuda istenilen
düzeye gelinememiştir. Buna karşılık alternatif akımlı elektrik enerjisinin gerilimi
transformatörler yardımıyla yükseltilip düşürüldüğünden, enerjinin alternatif akımla taşınması
önemini korumaktadır. Alternatif akımın gücünü ve frekansını değiştirmeden alçaltmaya veya
yükseltmeye yarayan bir elektrik makinesi olarak transformatörlerin, elektrik enerjisinin
A.C.’de taşınmasında önemli bir yeri vardır.
Elektromanyetik indüksiyon yolu ile frekansta değişiklik yapmadan gerilim ve akım
değerlerini ihtiyaca göre bir oran dâhilinde değiştiren makinelere transformatör ya da kısaca
trafo denilmektedir. Transformatörler Şekil.45’de görüldüğü gibi ince saclardan yapılmış ve
demir gövde adı verilen kapalı bir manyetik devre ile yalıtılmış iletkenlerden sarılıp demir
gövde üzerine yerleştirilmiş iki bobinden meydana gelmiştir. Oto trafoları dışında bu iki bobin
elektrikli olarak birbirinden tamamen yalıtılmıştır.
Şekil 45. Transformatörlerin genel prensip şeması
Nüve Yapısı ve Çeşitleri
Transformatörde manyetik nüve (gövde), fuko ve histerisiz kayıplarını önlemek için 0,30 –
0,50 mm kalınlığındaki birer yüzleri yalıtılmış silisli sacların paketlenmesinden meydana
gelir. Yalıtım işinde ise yalıtkan olarak carlit kullanılır. Manyetik nüve iki parçadan oluşur;
Ayak veya Bacak: Manyetik nüve üzerinde sargıların sarıldığı kısma denir.
Boyunduruk : Ayakları birleştiren kısma denir.
Transformatör nüveleri üç şekilde yapılır. Bunlar; Çekirdek tipi nüve, Mantel tipi nüve ve
Dağıtılmış tip nüvedir.
Çekirdek tip nüveli transformatörlerde yalıtma işi için daha fazla yer vardır. Bu bakımdan
büyük güçlerde ve yüksek gerilimlerde kullanılır. Çekirdek tip nüveli transformatörlerin
üstünlüklerinden biri de sargı kontrolünün kolay olmasıdır. Şekil.46’da çekirdek tip nüve, sac
şekilleri ve çeşitli dizilişleri görülmektedir.
Şekil.46 Çekirdek tip nüve
Mantel tip nüveli transformatörlerde ortalama manyetik alan yolu çekirdek tip nüveli
transformatörlere göre daha kısadır. Bunun sonucu da demir kaybı daha az olacaktır. Mantel
tip nüveli transformatörler alçak gerilimli ve küçük güçlü transformatörlerde kullanılır.
Şekil.47’de mantel tip nüve, sac şekilleri ve çeşitli dizilişleri görülmektedir.
Şekil.47 Mantel tip nüve
Dağıtılmış tip nüveli transformatörlerde kaçak akılar en küçük değerde olduğundan boş
çalışma akımı çok azdır. Bunun sonucu iç gerilim düşümleri de azalmıştır. Dağıtılmış tip
nüveli transformatörler daha çok küçük güçlü özel tip transformatörlerde kullanılır.
Şekil.48’de dağıtılmış tip nüve görülmektedir.
Şekil.48 Dağıtılmış tip nüve
Sargı Çeşitleri
Şekil.45’de görüldüğü gibi basit bir transformatörde iki sargı vardır. Bunlar; primer sargı ve
sekonder sargıdır.
Primer sargı, transformatörde gerilim uygulanan sargıdır. Bu sargıya birinci sargı veya birinci
devrede denir. Alçaltıcı transformatörde ince kesitli iletkenle çok sipirli olarak sarılır.
Yükseltici transformatörde kalın kesitli iletkenle az sipirli olarak sarılır.
Sekonder sargı, transformatörde gerilim alınan ve alıcının bağlandığı sargıdır. Bu sargıya
ikinci sargı veya ikinci devrede denir. Alçaltıcı transformatörde kalın kesitli iletkenle az sipirli
olarak sarılır. Yükseltici transformatörde ince kesitli iletkenle çok sipirli olarak sarılır.
Genel Çalışma Prensibi
Şekil.49’daki transformatöre alternatif gerilim uygularsak; primer sargılarından alternatif bir
akım geçer. Bu I1 akımı, demir nüve üzerinde zamana göre yönü ve şiddeti değişen bir
manyetik alan meydana getirir. Bu manyetik alan devresini, nüve üzerinden ve sekonder
sargının bulunduğu bacak üzerinden de geçerek tamamlar. Devresini sekonder sargının
bulunduğu bacak üzerinden tamamlayan değişken manyetik alan kuvvet çizgileri, sekonder
sargı iletkenlerini keserek sekonder sargılarında bir E.M.K. indüklenir. Böylece aralarında
hiçbir elektriki bağ olmadığı halde, primer sargıya uygulanan alternatif gerilim sekonder
sargıda, elektromanyetik indüksiyon yolu ile aynı frekanslı bir gerilim indüklenmiş
olmaktadır.
Şekil.49 Transformatörün çalışma prensip şeması
Bir fazlı transformatörlerde indüklenen E.M.K. genel ifade olarak;
E = 4,44 . f . Ømax . N1. 10(-8)
şeklinde yazılabilir. Bu formülden yararlanarak primer ve sekonder gerilimleri;
U1 = 4,44 . f . Ømax . N1. 10(-8)
U2 = 4,44 . f . Ømax . N2. 10(-8)
olur. Sipir başına indüklenen gerilim ise:
US = U1 / N1 veya Us = U2 / N2 (volt/sipir)
Her transformatörün sabit bir dönüştürme oranı vardır ve şu şekilde ifade edilir;
K = U1 / U2 = N1 / N2 = I2 / I1
Yukarıda verilen formüllerde;
E1 : Primerde indüklenen E.M.K. (Volt)
E2 : Sekonderde indüklenen E.M.K. (Volt)
U1 : Primere uygulanan gerilim (Volt)
U2 : Sekonderden alınan gerilim (Volt)
N1 : Primer sipir sayısı (Sipir)
N2 : Sekonder sipir sayısı (Sipir)
I1 : Primer akımı (Amper)
I2 : Sekonder akımı (Amper)
a, K : Dönüştürme oranı Us : Sipir başına düşen gerilim (Volt/Sipir)
f : Frekans (Hz)
Ø : Manyetik akı MKSA (Weber), CGS (Maxwell)
4,44 : Sabit sayı
10(-8) : İndüklenen E.M.K.’nin volt cinsinden çıkması için kullanılan sabit sayıyı ifade
eder.
Trafoların Gerilimine Göre Çeşitleri
Transformatörler gerilimlerine göre dört çeşitte incelenir. Bunlar; Alçak gerilim (A.G.), Orta
gerilim (O.G.), Yüksek gerilim (Y.G.) ve Çok yüksek gerilim (Ç.Y.G.) trafolarıdır. Alçak
gerilim trafoları 0 – 1 kV arası gerilim değerlerinde çalışır. Orta gerilim trafoları 1, 3, 5, 10,
20, 25, 30, 35 kV değerlerinde çalışır. Yüksek gerilim trafoları 45–154 kV aralığında
değerlerde çalışır. Çok yüksek gerilim trafoları ise 154 kV ve üzeri değerlerde çalışmaktadır.
Bu ders notu daha ziyade “Yüksek Gerilim Teçhizatına” yönelik olduğu için A.G. ve O.G.
trafolar üzerinde durulmayacaktır.
Güç Trafoları (Üç Fazlı)
Üç Adet Bir Fazlı Trafolardan Meydana Gelen Trafolar
Büyük güç gereken sistemlerde, üç fazlı transformatör yerine üç adet bir fazlı transformatör
kullanmak, taşıma kolaylığı ve yedekte bir fazlı transformatör bulundurma yönü ile iyidir.
Ancak yıldız veya üçgen bağlantılarının nasıl yapıldığının iyi bilinmesi gerekir.
Transformatör polariteleri belli değilse bağlantılar aşağıdaki gibi yapılır.




Yıldız – Yıldız bağlantı
Üçgen – Üçgen bağlantı
Üçgen – Yıldız bağlantı
Yıldız – Üçgen bağlantı
Yıldız-Yıldız bağlantıda, eşit güçlü ve gerilimleri eşit üç adet bir fazlı transformatörün her
birinin primer sargılarından birer uç alınıp birbirine bağlanır. Böylece primerin yıldız
bağlantısı yapılmış olur. Transformatörlerin manyetik nüveleri ayrı olduğu için bu bağlantıda
polarite dikkate alınmaz. Yani birbirine bağlanan uçların seçiminde bir kural yoktur.
Transformatörün serbest kalan uçları uygun gerilimli bir şebekeye bağlandığında, primerin
bağlantıları tamamlanmış olur.
Şekil.50 Üç adet bir fazlı transformatörün yıldız – yıldız bağlantısı
Primer bağlantısı tamamlanıp uygun gerilime bağlandıktan sonra sekonderin bağlantısı
yapılır. Bunun için sekonder sargılarından iki tanesinin birer uçları birleştirilir. Bu sargıların
serbest kalan iki ucu arasına bağlanan voltmetre, sekonder geriliminin
katını gösterirse bu
iki sargının bağlantıları doğrudur. Voltmetre bir faz gerilimini gösterirse bu iki sargıdan
yalnız birinin uçları değiştirilir. Bundan sonra iki sargı ucunun birbirine bağlandığı noktaya 3.
Transformatörün sekonder uçlarından biri bağlanır. Bu transformatörün açık ucu ile daha önce
bağlanmış transformatörün açık uçları arasına voltmetre bağlanarak gerilimleri ayrı ayrı
ölçülür. Ölçülen bu gerilimler faz geriliminin
katı kadar olmalıdır. Voltmetre bir faz
gerilimi kadar gösterirse 3. transformatörün iki ucu yer değiştirilir. Bundan sonra sekonderin
açıkta kalan üç ucu yük hattına bağlanarak sekonderin yıldız bağlantısı tamamlanır.
Üçgen-Üçgen bağlantıda, primerin üçgen bağlanması için 1. transformatörün herhangi bir ucu
ile 2. transformatörün herhangi bir ucu birbiri ile bağlanır. Sonra 2. transformatörün açıkta
kalan ucu ile üçüncü transformatörün herhangi bir ucu bağlanır. 3. transformatörün açıkta
kalan ucu ile, 1. transformatörün açık ucu birleştirildiğinde primerin üçgen bağlantısı
gerçekleşmiş olur. Bundan sonra primer uygun bir gerilime bağlandığında bağlantılar
tamamlanmış olur.
Şekil.51 Üç adet bir fazlı transformatörün üçgen – üçgen bağlantısı
Sekonderin üçgen bağlanması için sekonder sargılarından iki tanesinin birer uçları birleştirilir.
Bu sargıların serbest kalan iki ucu arasına bağlanan voltmetre, bir faz gerilimine eşit bir değer
gösterirse bu iki sargının bağlantıları doğrudur. Voltmetre bir faz geriliminin
katı bir
gerilim gösterirse bu iki sargıdan yalnız birinin uçları değiştirilir. Sonra 2. transformatörün
açıkta kalan ucu ile 3. transformatörün herhangi bir ucu bağlanır. 3. transformatörün açıkta
kalan ucu ile 1. transformatörün açık ucu arasına bağlanan voltmetre sıfırı gösterirse bağlantı
doğrudur. Voltmetre faz geriliminin iki katını gösterirse 3. transformatörün bir ucu yer
değiştirilir. Bundan sonra voltmetre çıkartılıp bu iki uç birbirine bağlanır. Üçgen köşelerinden
üç bağlantı ucu yük hattına bağlanarak sekonderin üçgen bağlantısı tamamlanmış olur.
Üçgen-Yıldız bağlantıda, primerin üçgen bağlantısı üçgen-üçgen kısmında, sekonderin yıldız
bağlantısı ise yıldız-yıldız kısmında açıklandığı gibi yapılır. Yıldız-Üçgen bağlantıda ise
primerin yıldız bağlantısı yıldız-yıldız kısmında, sekonderin üçgen bağlantısı ise üçgen-üçgen
kısmında açıklandığı gibi yapılır.
(a)
(b)
Şekil.52 (a) Üçgen-yıldız bağlantı (b) Yıldız-üçgen bağlantı
Bir Nüveli Üç Fazlı Trafolar
Üç fazlı alternatif akım sisteminde bir nüve üzerine sarılan aralarında 120o faz farkı bulunan
üç ayrı fazdan oluşun trafolara bir nüveli üç fazlı trafolar denir. Bir güç trafosunun etiketinde
TS267 ye göre bulunması gereken bilgiler şunlardır:












Transformatörün cinsi: Dağıtım transformatörü, oto transformatörü vb.
Yapım standardının işaret ve numarası: TS 267, VDE 532/71,vb.
Yapımcının ticaret unvanı veya kısa adı,adresi,varsa tescilli markası
Yapım tipi ve seri numarası
Yapım yılı
Faz sayısı: Örneğin, 3
Anma gücü: Örneğin, 1000 kVA
Anma gerilimi: Primer anma gerilimi ve basamak gerilimleri ile skonder. Anma
gerilimi yazılır.
Anma akımı: Primer anma gerilimi basamağındaki anma akımı ile sekonder anma
akımı.
Bağlantı kümesi: Örneğin, Dyn5
Anma yüzde kısa devre gerilimi: Örneğin % 6,08
Soğutma yöntemi
 Toplam ağırlık: Örneğin, 2,195 t
 Yağın ağırlığı: Örneğin, 0,633 t
Bir nüveli 3 fazlı güç trafolarının sargı bağlantı şekilleri 3 temel grupta incelenebilir: Üçgen
bağlantı, Yıldız bağlantı ve Zikzak bağlantı.
Üçgen bağlantı yapmak için her faz sargısının giriş ucu öteki sargının çıkış ucu ile birleştirilir.
Bu bağlantı hem primerde hem de sekonderde aynı şekilde yapılır. Bu bağlantıda nötr hattı
yoktur. RST fazları primer sargılarının giriş uçlarına, yük ise sekonder sargılarının çıkış
uçlarına bağlanır.
Şekil.53 Üçgen bağlantı
Yıldız bağlantı yapmak için transformatörün her faz sargısının çıkış uçları (veya giriş uçları)
birbirine bağlanır. Bu bağlantı hem primerde hem de sekonderde aynı şekilde yapılır. RST
fazları primerin boşta kalan uçlarına, YÜK ise sekonderin boşta kalan uçlarına bağlanır.
Şekil.54 Yıldız bağlantı
Zikzak bağlantı transformatörün sekonderinde uygulanır. Bağlantı için sekonderde aynı fazın
eşit gerilimli iki sargısı bulunmalıdır. Sargıların polaritesi belli olduğu için bağlantılar kolayca
yapılabilir. Zikzak bağlantı da sekonder sargılarının her fazının bir sargısı, öteki fazlardan
birinin başka bir sargısı ile seri bağlanmalıdır. Primeri ise üçgen veya yıldız bağlanır.
Şekil.55 Zikzak bağlantı
Güç Trafolarının Genel Özellikleri
Güç transformatörü, yükseltici-indirici merkezler arası enerji iletiminde kullanılan YG/YG
transformatörüdür. Güç trafoları, trafo merkezlerinin en önemli kısmıdır. Merkez içerisinde
hava alabilen ve acil durumlarda müdahalesi kolay olabilecek uygun bir yere yerleştirilir.
Şekil.56 Güç trafosu
Güç (Dağıtım) Transformatörlerinin Elemanları;











Demir Nüve: Manyetik akı oluşmasını sağlar.
Primer Sargılar: İnce ve çok sipirli olup transformatörün giriş kısmıdır.
Sekonder Sargılar: Kalın ve az sipirli olup transformatörün çıkış kısmıdır.
İzolasyon Yağı: Sarımlar sargılar arası ve gövde tank arası izolasyonu ve soğutmayı
sağlar.
Ana tank: Sargıların, nüvenin ve yağın bulunduğu kısımdır.
Rezerve Tankı: Genleşme ve yedek yağ tankıdır.
Yağ Seviye Göstergesi: Rezerve yağ servisini görmek içindir.
Radyatör: Transformatör yağının soğutmasını sağlar.
Termometre: Transformatörün ısı derecesini gösterir.
OG – AG buşingi: OG ve AG fazlarının bağlantı terminalleridir.
Gerilim Kademe Komütatörü: OG gerilim seviyesini ayarlamaya yarar.
Kesiciler
Kesiciler, Orta ve Yüksek Gerilim şebekelerinde yük akımlarını ve kısa devre akımlarını
kesmeye yarayan cihazlardır. Bu cihazlar devreyi, boşta, yükte ve özellikle kısa devre halinde
açıp kapayabildikleri gibi otomatik kumanda yardımı ile açılıp kapanmasına da olanak
sağlarlar. Böylece insanları tehlikeden korumakta, alçak ve yüksek gerilim cihazlarında
meydana gelebilecek hasarı önleyip en aza indirgemektedir. Kesiciler hem ark söndürme
özelliğine, hem de çok hızlı hareket etme özelliklerine sahiptir. Enerjiyi keserken önce kesici
açılır, daha sonra ayırıcı açılmalıdır.
Bir kesicinin görevi kapalı durumda devreden güç akışını sağlamak, açık durumda ise güç
akışını engellemektir. Bu iki görevden ilkini kontak elemanları arasında iyi bir temas
oluşturarak, ikinci görevi ise kontak elemanlarını ayırarak elektriksel olarak yerine getirir.
Kesiciden bu iki görevin gerektiği anda tam olarak yerine getirilmesi beklenir. Uzun süre
kapalı kalmış bir kesiciden birdenbire devreyi açmasını istemek ona ağır bir görev yüklemek
demektir. İşte kesicilerin gerçek görevleri bu durumda ortaya çıkmaktadır. Çünkü yüksek
gerilimde, elektrik geçerken devreyi açmak veya kapatmak doğacak arktan dolayı hem zor
hem de tehlikelidir.
Kullanılan gerilimine göre kesicileri şu şekilde sınıflandırabiliriz:
Orta Gerilim Kesicileri: Standart anma gerilimleri (kV) IEC' ye göre: 1- 6- 7,2- 12- 17,5- 2436 kV olan kesicilerdir.
Yüksek Gerilim Kesicileri: Standart anma gerilimleri (kV) IEC' ye göre: 52- 72,5- 100- 123145- 170- 245- 300-362- 420- 525- 765 kV olan kesicilerdir.
Günümüzde birçok firma 1000 kV ve üzeri yüksek gerilim kesicileri üretimi yapmaktadır.
(a)
Şekil.57 (a) 24 KV orta gerilim kesici
(b)
(b) 550 KV yüksek gerilim kesici
Kesicilerin Yapısı ve Bölümleri
Kesicileri üç temel bölüme ayırabiliriz: Sabit ve hareketli kontaklar, Ark söndürme bölümü,
İşletme mekanizması.
Sabit ve Hareketli Kontaklar
Kesicinin akımını taşıyan kısımdır. Kesici tipine göre değişiklik gösterir. Kontaklar parçalı
dilimli ve yağlı olarak yapılmış olup biri hareketli diğeri sabittir.
Ark Söndürme Bölümü (Hücresi)
Kontakların birbirinden ayrıldığı arkın meydana geldiği ve söndürüldüğü bölümdür. Ebatları
kesici tiplerine göre değişir. Görevleri arkın söndürülmesini kolaylaştırmak, etkilerini
azaltmak ve hızlandırmaktır. Arkın boyu ark söndürme hücrelerinin seperatörleri tarafından
parçalara bölünür. Böylece arkın şiddeti azaltılmış olur, bu da arkın daha kısa sürede
söndürülmesini sağlar. Ayrıca kesicilerin yapısı itibariyle ark parçacıkları etrafında bir
helezonik yağ dalgası oluşur. Bu da arkın hücreyi terk etme süresini kısaltır.
İşletme Mekanizması Çeşitleri ve Özellikleri
Hareketli kontakları açıp kapatan, tırnak, yay ve mil gibi parçalardan oluşan sistemdir.
Mekaniki veya elektrik motorlu yapılırlar. Motorlu işletme mekanizmalarında motor gerilimi
110 V DC veya 220/380 V AC’dir. İşletme mekanizması başlıca çeşitleri şunlardır;




Elle kurmalı yaylı
Motorla kurmalı yaylı
Basınçlı havalı
Elektromanyetik bobinli
Arkın Söndürüldüğü Ortama Göre Kesiciler ve Özellikleri
Kesiciler arkın söndürüldüğü ortama göre değişik tiplerde imal edilir. Bunlar, SF6 gazlı,
vakumlu, basınçlı hava üflemeli, tam yağlı, az yağlı, manyetik üflemeli kesicilerdir.
SF6 Gazlı Kesiciler
Son yıllarda büyük kullanım alanı bulmuş olan yeni bir tip kesicidir. Hacimlerin küçük olması
nedeni ile kapalı mekânlarda kullanılmaktadır. Kesicilerin çalışma prensibi sabit basınçtaki
SF6 (sülfür hekza florür veya kükürt hekza florid) hareketli kontaktaki piston vasıtasıyla
sıkıştırılarak ark üzerine üflenmesi ve arkın koparılması esasına dayanır. Kesme ortamı 1.5-6
bar basınçlı SF6 gazıdır. SF6 gazının yalıtım özelliğinden dolayı kontaklar arası açılma
mesafesi çok küçülür.
Kesici arkını söndürmek için ark üzerine basınçlı gaz üflenir. Böylece ark soğutulur,
kontaklar arası ortam iletkenliğini kaybedip yalıtkan olur ve ark söner. SF6 gazı açma
sıcaklığında ortama kükürt ve flor iyonları ve elektronlar verir. Bu sırada çok elektro-negatif
olan flor iyonları ortamdaki elektronları yakalayarak ark akımını sınırlar. SF6 gazının ısıyı
çok çabuk dağıtmasından dolayı sıcaklık hızla düşer. Ark soğur ve söner. Kesicinin gerilim
dayanımı basınçlı havalılara göre daha yüksektir. Bu kesiciler yalıtım sınıflarına göre gaz
yalıtımlı ve hava yalıtımlı olarak ikiye ayrılır. Gaz yalıtımlı kesiciler 36 kV’ tan 500 kV’a
hava yalıtımlı kesiciler ise 72,5 kV’ tan 420 kV’ a kadar kullanılmaktadır.
Şekil.58 SF6 gazlı kesici
Avantajları
 Kayıp faktörü yağa göre daha küçüktür.
 Isı iletim katsayısının yüksek olması, alçak iyonizasyon nedeni ile ısıyı çok çabuk
dağıtır ve arkın çabuk soğumasını sağlar.
 SF6 gazı, metallerle tepkimeye girmez.
 SF6 gazı, renksiz, kokusuz ve zehirsizdir.
 Boyutu küçüktür.
 Akım koparmada sorun teşkil etmez.
 10000 açma-kapamaya izin verir.
 Anma akımında kesme sayısı genelde 10000 civarındadır.
 Tekrar kapama yaptırılması mümkündür. Bu kesicilerde kaza riski çok düşüktür. Diğer
bir avantajları ise işletmelerinin basit olmasıdır.
Dezavantajları
 Gaz kaçağı ihtimali vardır. İyi izlenmesi gerekir.
 Çevreye atık gaz yayılabilir. Kesicinin içinde yüksek sıcaklıklarda gerçekleşen
reaksiyonlar neticesinde zehirli gazlar ortaya çıkar. (Ozonda seyrelme ve küresel
ısınmaya sebep olan sera etkisi). Bu gazların hiçbir şekilde dışarıya çıkmamaları
gerekmektedir. Bu gazların atmosfere salınmaları da doğamız için tehlike içerir. SF6
gazının az da olsa ozona zarar verdiği anlaşılınca Kyoto zirvesinde SF6 gazının
kullanımına kısıtlamalar getirildi.
 SF6 gazının sebep olduğu diğer bir problemse bu gazın düşük basınç ve sıcaklık
seviyelerinde kolay sıvılaşmasıdır.
 Bu kesicilerin fiyatları yüksektir. Bu önemli bir dezavantaj teşkil eder.
Vakumlu Kesiciler
Bu kesici de kesme hücresi, yüksek vakumlu silindir biçimli seramik bir kap ve biri sabit
diğeri hareketli iki kontaktan oluşur. Kabın içinde 106 ile 107 torr basıncında vakum bulunur.
Kontaklar ayrılırken ark üzerinden geçen akım, akım sıfır noktasına kadar akar. Akımın sıfır
noktasında ark söner ve maden buharı kontaklar üzerinde yoğunlaşır. Ark bölgesi dışında
yüksek vakum bulunduğundan maden buharı hızla o bölgeye kaçar ve ortam hızla yalıtkan
duruma geçer. Böylece ark söndürülür. Vakumlu kesicide ark söndürme maddesi bulunmaz.
Bu kesiciler çok yüksek gerilim kademelerinde kullanılmaz. Özellikle düşük gerilim
kademelerinde (7.5kV-12kV) kullanılır. SF6 gazlı kesicilere göre kullanımı kolay olmasına
rağmen pahalı olduğundan tercih edilmez.
Şekil.59 Vakumlu kesici
Avantajları






Mekanizmaları basittir.
Açma için ilave teçhizat gerekmez.
Kesme hücresi dışındaki teçhizatın onarımı ve bakımı kolaydır.
Boyutu küçüktür.
30000 açma-kapamaya izin verir.
Anma akımında kesme sayısı 10000 civarındadır.
Dezavantajları




Kesme hücresinin fiyatı Sf 6’ya göre daha pahalıdır.
Sahada yalıtım düzeyi kontrolü için Y.G. test cihazı gerekir.
Kesme hücresinde sızdırmazlık rizikosu vardır.
Hava düzeyinin belirli periyotlarla kontrolü gerekir.
Basınçlı Hava Üflemeli Kesiciler
Bu tip kesicilerin çalışma prensibi açma anında kontaklar arasında meydana gelen arkın
basınçlı hava ile üflenerek soğutulması esasına dayanır. Şiddetle soğuyan ark, basınçlı
havanın deiyonizasyon sağlamasıyla açmayı takiben bir periyot sonra akımın sıfırdan geçtiği
anda söndürür. Basınçlı havanın üflenmesi kesicinin tipine göre aksiyal (eksenel), radyal
(çevresel) yada nadiren doğrudan doğruya açık hava olacak şekilde çeşitleri vardır. Basınçlı
hava nakli için kompresör, depolama için hava tankı, dağıtımı için boru tesisatına ihtiyaç
vardır. Bu yüzden çok pahalı oldukları söylenebilir. Bu kesicilerin bazı tiplerinde, kesici
kapalı iken kesme hücrelerinde basınçlı hava olmaz, kesici açık iken kesme hücresi basınç
altında olur. Bu tip kesicilerde gerilimin homojen dağılmasını sağlamak amacıyla ayrıca
kondansatör elemanları ve açıp kapamalarda anormal gerilim yükselmelerini önlemek için
açma ve kapama dirençleri de kullanılmaktadır.
Şekil.60 Basınçlı hava üflemeli kesici
Avantajları
 Basınçlı havalı kesiciler çok hızlı açma yapabilir.
 Söndürme hücresinde basıncın, valf hareketiyle hemen düşmesi sonucu kontaklar yay
basıncıyla çok hızlı şekilde kapanır.
 Bu tür kesicilerin montajları ve bakımları kolaydır.
 Yapılan deneyler basınçlı havalı güç kesicilerinin çok yüksek gerilime uygunluğunu
ortaya koymuştur.
Dezavantajları
 Kompresör, hava tankı ve boru tesisatı gibi ek elemanlara ihtiyaçları vardır.
 Bu kesicilerin maliyetleri de çok yüksek olmaktadır.
2.2.4. Tam Yağlı Kesiciler
Tam yağlı kesiciler fazla miktarda yağ içerdiklerinden yangın tehlikesi fazladır. Bu bakımdan
günümüzde artık kullanılmamaktadır. Ancak eskiden kalma tesislerde mevcut olduklarından
burada onlardan kısaca bahsedilecektir. Tam yağlı kesiciler çok eskiden beri günümüze kadar
kullanılmaktadır. Tam yağlı kesicilerin bu kadar uzun zamandan beri kullanılması, yağın arkı
söndürmek için önemli bir araç olmasından ileri gelmektedir.
Tam yağlı kesicilerde söndürme işleminin nasıl meydana geldiğini incelersek; hareketli
kontak ana kontaktan biraz ayrılır ayrılmaz bir ark meydana gelir. Yağ arkın sıcaklığıyla gaz
haline dönüşür. Arkın etrafını bir gaz balonu sarar. Belirli bir basıncı olan gaz balonu bu yağı
iter, böylece yağ seviyesi yükselir. Kontaklar arası mesafe arttıkça gaz balonu büyür. Sonunda
kazanın üst kısmında bulunan havanın bütünü hava kaçış deliğinden dışarı çıkar. Bu durumda
da gaz balonu tarafından itilen yağ üst kapağa dayanır. Kazan içinden çıkan hava hacmi kadar
gaz oluşur. Belirli kontak açıldığında ve hızında, bu basınç artması ark sönünceye kadar artar.
Havanın kesici içindeki hacmi ne kadar büyük olursa bu basınç o kadar küçük olur. Buna göre
kazan içindeki hava miktarını ayarlayarak basıncı belirli sınırlarda tutmak mümkündür (Yağlı
kesicilerde, kesme işleminde meydana gelen gaz ağırlıklı olarak hidrojen gazıdır.).
Şekil.61 Tam yağlı kesici
Avantajları
 Tam yağlı kesicilerin yapısı basittir.
 Kullanımı kolaydır.
Dezavantajları
 Tam yağlı kesicilerde yağ değiştirmek çok pahalı bir işlem olmaktadır. Örneğin 230
kV’luk bir kesiciye toplam 50000 litre yağ gerekmektedir.
 Kullandığı yağ miktarından da anlaşılabileceği gibi tam yağlı kesicilerin boyutları çok
büyüktür.
 Kazan yaşlandıkça mukavemeti azalır ve yüksek basınç oluşturan açma işlemi
esnasında patlama riski doğurur.
 Bünyesindeki yağın da dışarı çıkmasıyla bu kesiciler hem can hem mal güvenliği için
tehlike arz ederler.
Az Yağlı Kesiciler
Bu tip kesicilerin kesme hücreleri fiber elemanlardan oluşan sabit ark söndürme odacıkları ile
donatılmıştır. Ark söndürme hücreleri bir miktar basıncı muhafaza edecek şekilde
boyutlandırılır. Hareketli kontak silindirik plaka şeklindeki ark söndürme elemanlarının
ortasında düşey olarak hareket eder. Ancak kontağın hareketi alt kraterden veya üst kafadan
olacak şekilde kesici tipine göre değişebilir. Ark söndürme prensibi ise şöyledir; yağın içinde
kapalı bulunan kontak elemanlarının açılması ile meydana gelen ark civarında bulunan yağı
buharlaştırarak mühim bir kısmını gaz haline getirir. Bu şekilde meydana gelen gaz ve buhar
tanecikleri arkın etrafında bir küre meydana getirir. Bu küre içinde sıcaklık dereceleri
birbirinden farklı olan bölgeler oluşur. En içteki ark çekirdeği en sıcak bölgedir.
(10.000˚C’de) Onun dışı gaz zarfını oluşturur. Daha sonra dışarıya doğru sırayla buhar
bölgesi, buhar kabuğu bölgesi gelip yağ tabakasıyla sona erer. Yağın buharlaşması sırasında
meydana gelen gaz buhar karışımı yağ yüzeyine çıkarken arkı da beraberinde sürükler. Bu
sürükleme hücre içindeki plakalar yardımıyla yapılır. Buhar ve gaz karışımı arkın etrafında
girdap şeklinde dönerek arkın çapını küçültür. Hem girdap etkisi hem de ark yolunun
uzatılmasıyla sönme kolay bir şekilde yapılır.
Şekil.62 Az yağlı kesici
Avantajları
 Boyutları tam yağlılara nazaran küçüktür ve daha az yer kaplarlar. Bu nedenle fiyatları
daha ucuzdur.
 Montajları kolaydır ve kullanımları basittir.
 Daha az yağ kullanılır. Yalıtım testi için özel cihazlara gereksinimleri yoktur.
Dezavantajları
 Ark söndürme işlemini karşılayan yağ miktarı az olduğundan daha sık değiştirmek
gerekir.
 Bazı türlerinde yağ kaçırma görülebilir ve bu olay ciddi yangın tehlikeleri
oluşturabilir.
 Bir başka dezavantajları da endüktif ve kapasitif akımları kesmede pek başarılı
olmamalarıdır.
Manyetik Üflemeli Kesiciler
Bu tip kesicilerde, açma sırasında demir karkas kullanılarak akımın tabii mıknatıs alanı
şiddetlendirilir ve ark bir yöne itilir. Bu alanın üfleme etkisiyle, ark levhalar arasına itilerek
dışarı atılır. Burada ark ısı konveksiyonu ve türbulansla soğutulmuş olur. Ark iletken bir
yapıda olduğundan manyetik alanla yönü değiştirilebilir. Böylece manyetik kuvvet arkın
boyunu uzatır, ısısını düşürür ve söndürür. Manyetik üfleme bobinleri, hat akımına bağlı
olarak devreye alınır veya çıkartılır. Kontaklar arasındaki ark, bobin sistemine transfer
edilerek söndürülmesi sağlanır.
Şekil.63 Manyetik üfleme sistemi
Avantajları
 Fiyatları ucuzdur ve sistemleri çok basittir.
 Az bakım gerektirir. Bakım yapmadan aynı kesiciyle çok sayıda açma kapama yapmak
mümkün olur.
Dezavantajları




Bu kesiciler artık çok eskide kalmış modellerdir ve artık uygulamadan kalkmıştır.
Basit yapıları çalışanlar için ve yangın riskine karşı tehlike arz eder.
Yüksek gerilim ve yüksek güç seviyelerinde uygun değildir.
Doğru akım uygulamalarında kesmeyi zorlaştıran yapıları vardır.
Ayırıcılar
Orta ve yüksek gerilim sistemlerinde devre yüksüz iken açma-kapama yapabilen ve açık
konumda gözle görülebilen bir ayırma aralığı oluşturan şalt cihazlarıdır. Uygulamada
“Seksiyoner” olarak da bilinirler. Son zamanlarda bu ifade kullanılmayarak sadece “Ayırıcı”
denilmektedir. Tesis bölümlerini birbirinden ayırıp bakım ve kontrol işlerinin güvenli şekilde
yapılmasını sağlar. Ayrıca birden fazla ana bara bulunan sistemlerin açma ve kapama
manevralarına hazırlanmasında ve kuplaj operasyonlarında kullanılır. Ayırıcılar ile devreden
akım geçerken yani devre yüklü iken açma kapama işlemi yapılmaz. Eğer yapılırsa ayırıcı ve
ayırıcıyı açıp kapatan kişi zarar görür. Bu sebeple açma kapama işlemi yapılırken ilk önce
ayırıcı açılıp kapatılmaz.
Yapısı
Tipik bir ayırıcının yapısı şu bölümlerden oluşur.
Şasi: İzolâtörler ve açma kapama mekanizmasının monte edildiği köşebent veya profilden
yapılan aksamdır. Ayırıcı şasileri genellikle daldırma galvanizli veya elektrostatik toz boyalı
olarak imal edilirler.
Mesnet İzolâtörleri: Gerilim altında bulunan bölümden ve topraktan yalıtılmış olup sabit ve
hareketli kontakları tutturmak için kullanılan izolâtörlerdir. Bunlar 6 adet olup, harici tip
ayırıcılarda porselenden (20-25 mm/kV kaçak mesafeli), dahili tip ayırıcılarda ise porselen,
reçine ve epoksi reçineden imal edilirler.
Sabit Kontaklar: Her faz için bir tane olmak üzere 3 adettir. Açma kapama sırasında hareket
etmeyen kontaklardır. Bu kontaklar anma akımlarına ve kısa devre akımlarına uygun kesitte
elektrolitik bakırdan imal edilir.
Hareketli Kontaklar: Bu kontaklar da 3 adettir. Açma kapama sırasında hareket mekanizması
ile hareket eder, kapama işleminde sabit kontaklarla birleşirler ve devreyi kapatırlar. Hem
hareketli hem sabit kontaklar elektrolitik bakırdan genellikle gümüş kaplamalı olarak
yapılırlar.
Açma Kapa İşlemi Yapan Mekanik Düzen: Ayırıcın çeşidine göre değişen bu düzenek
hareketli kontakların açma ve kapama işlemi için hareketini sağlar. Bunun için kullanılan
tahrik milleri 30 mm çaplı galvaniz çelik malzemeden imal edilmekte ve pirinç döküm
yataklarda hareket etmektedir. Dönme hareketinin daha kolay olması bazı modellerde pirinç
yataklar gresörlükle donatılmıştır.
Kilit Tertibatı: Bıçaklı ayırıcılarda, hat ayırıcısı ile toprak bıçağı arasında bulunan ve her
ikisinin aynı anda açılıp kapanmasını engelleyen elektrik ve mekanik düzeneklerdir. Her
ayırıcıda yoktur, sadece hat ayırıcılarında bulunur.
Yaylar: Elektrolitik malzemeden yapılmış olan bu yaylar açma kapama işleminin hızlı
yapılmasını sağlar. Bu yaylar yük ayırıcılarında ve özel tip ayırıcılarda kullanılır.
Şekil.64 Tipik bir ayırıcı
Çeşitleri, Kullanma Yerleri ve Özelliği
Ayırıcılar kullanma yerlerine göre dört grupta incelenir:




Görevlerine göre
Monte edildikleri yerlere göre
Yapı özelliklerine göre
Kumanda şekillerine göre
Görevlerine göre ayırıcı çeşitleri ve kullanma yerleri
 Hat Ayırıcısı: Enerji nakil hatlarının giriş veya çıkışlarında beraber kullanıldığı kesici
ile hat arasına bağlanır. Beraber kullanıldığı kesici açık iken açma ve kapama
yapabilen ayırıcılardır.
 Bara Ayırıcısı: Enerji nakil hatlarının haralara girişinde ve çıkışında kesici ve bara
arasına bağlanır. Beraber kullanıldığı kesici açık İken açma kapama yapabilen
ayırıcıdır.
 Toprak Ayırıcısı: Enerjisi kesilmiş devre veya hatların üzerinde kalan artık enerjiyi
toprağa akıtmaya yarayan ayırıcıdır. Beraber kullanıldığı kesici ve ayırıcı açıldıktan
sonra kapatılabilir. Hatta enerji varken kapatılamaz. Devrede enerji varken
kapatılmasını önlemek için değişik şekillerde çalışan kilit tertibatları vardır. Bu
kilitleme mekanizmaları sayesinde beraber kullanıldığı kesici ve ayırıcı kapalı iken
toprak ayırıcısının kapanması engellenir.
 Bay-Pass Ayırıcı: Tek bara sisteminde devreden enerji çekilirken, yani beraber
kullanıldığı kesici kapalı iken, açılıp kapatılabilen ve kesiciye paralel bağlanan
ayırıcılardır. Kesicinin arıza yaptığı veya bakıma alındığı zamanlarda baraya enerji
vermeye yarar. Kesici arızalandığında ve bakıma alındığında kesici gibi kullanılarak
devreye enerji veren bir yük ayırıcısıdır. Mecbur olmadığı sürece kesici açık iken
kapatılıp açılmaz.
 Transfer Ayırıcısı: Çift bara siteminde ana bara ile transfer barayı (yedek bara)
birleştirir. Ait olduğu kesici kapalı iken açılıp kapatılan ayırıcıdır. Fiderin kesici ve
ayırıcıları , arıza yaptığı veya bakıma alındığı zamanlarda ,enerjinin sürekliliğini
sağlamak için , transfer bara üzerinden fiderin beslenmesini sağlar.
 Bara Bölümleyici Ayırıcılar: Aynı gerilimli baraların birleştirilmesinde veya
ayrılmasında kullanılan ayırıcılardır.
Monte Edildikleri Yerlere Göre Ayırıcı Çeşitleri ve Kullanma Yerleri
 Dâhili tip ayırıcılar: Kapalı hücre ve salt sahalarında kullanılır.
 Haricî tip ayırıcılar: Direk üzerinde ve açık hava salt sahalarında kullanılır.
Dâhili tip ve haricî tip ayırıcıların özelliklerini belirlemek için bazı değerlerin bilinmesi
gerekir. Bunlar anma gerilimi, anma akımı, anma kısa devre akımı, kullanma yeri ve tipidir.
Ayırıcıların isimleri, Özelliklerini belirten harfler ve rakamlar ile anılır. Bu isimlerde bulunan
harfler ve rakamlar şöyledir:
Yapısına Göre Ayırıcıların Sınıflandırılması
 Bıçaklı ayırıcılar
 Döner izolatörlü ayırıcılar
 Yük ayırıcıları
Bıçaklı ayrıcılar hareketli olan kontakları bıçak şeklinde olan ayırıcılardır. Bina içine veya
dışına konabilir. Açma ve kapama işlemi yapılırken emniyetli mesafede durmak gereklidir.
Şekil.65 Dâhili ve sigortalı bıçaklı ayırıcı
Döner izolatörlü ayırıcılar, hareketli kontaklara bağlı izolâtörlere kendi ekseni etrafında
istenen açılarda dönebilen ayırıcılardır. Dahili ve harici tipleri vardır. En çok harici tipleri
kullanılır. Yüksek ve çok yüksek gerilimli trafo merkezlerinde kullanılır. 60, 154, 200, 380 ve
800 kV gerilimlerde kullanılan döner izolâtörlü ayırıcılar iki tipte yapılırlar: tek döner
izolatörlü ayırıcılar ve çift döner izolâtörlü ayırıcılar.
Şekil.66 Tek döner izolatörlü ayırıcı
Yük Ayırıcıları, kontakların pozisyonu gözle görülebilen, normal yüklü devreleri açıp
kapayan bazı tiplerinde kısa arı kesme özelliği olmayan bir ayırıcı çeşididir. Kesicilerden
tasarruf etmek amacıyla kullanılır. Tek m sistemlerinde, tek güç ayırıcısının bulunduğu
yerlerde devresine seri bağlı bir yüksek gerilim sigortası bulur. Tek bara sistemlerinde, birden
fazla güç ayırıcısının bulunduğu devrelerde ise güç ayırıcıları ile birlikte çalışan bir de kesici
vardır. Bu kesici ile güç ayırıcıları arasında açma ve kapama işlemleri için röleler
kullanılmaktadır. Kısa devre kesme Özelliği olan yük ayırıcılarında sigortalardan herhangi
birinin devreyi açması halinde sigortalı yük ayırıcısının üç fazı da emniyetli olarak açması
sağlanmıştır. Bu durumda önce ana kontaklar (sürekli akım taşıyıcı kontaklar) açar, bu
kontaklara paralel bağlı çubuk kontak kısa bir an için yükü üzerine alır. Bu açma hareketi
esnasında meydana gelen çarpma ile çubuk kontak harekete geçer ve sıçramalı yay veya
kurulmuş yay düzeni sayesinde devreyi anında açar. Bu esnada sabit kontak üzerindeki özel
metal parça ile çubuk kontak ucundaki özel metal parça arasında oluşan ark, ark söndürme
hücresinde söndürülür.
Şekil.67 Dâhili tip yük ayırıcı
Kumanda şekillerine göre ayırıcı çeşitleri ve kullanma yerleri




Elle Kumandalı (Istaka ile) Ayırıcılar
Mekanik Kumandalı Ayırıcılar
Elektrik Motoru ile Kumandalı Ayırıcılar
Basınçlı Hava ile Kumandalı Ayırıcılar
Elle Kumandalı Ayırıcılar: Emniyet mesafesi fazla olan bazı ayırıcılarda açma kapama işlemi
yapılırken mekanik hareketi sağlayan kol bir ıstaka (fiber malzemeden yapılmış, ucu kancalı
uzun sopa şeklinde bir alet) ile hareket ettirilir, Açma ve kapama işlemi ıstaka ile
yapıldığından bu ismi alır.
Mekanik Kumandalı Ayırıcılar:. Açma ve kapama işlemi için hareketi sağlayan düzenin
çalışmasını 30 mm çapında ve 3 m boyunda galvanizli çelik malzeme yardımıyla elle yapılan
ayırıcılardır. Bazılarında bu mekanik düzenek dişlilerle hareketin iletildiği bir sistemdir.
Elektrik Motoru İle Kumanda Edilen Ayırıcılar: Ayırıcının açma kapama işlemini yapan
mekanizmanın hareketi bir elektrik motoru ile sağlanır. Elektrik motoru bir yönde
çalıştırıldığında ayırıcı kapanır, diğer yönde ayırıcı açılır. Motorlu kumandalı sistemlerde
motorun hareketi özel bir dişli sistemi vasıtasıyla çıkış miline iletilir, motor ve dişli sistemi;
yardımcı kontak takımı ile birlikte dış tesirlere karşı korunmuş ve ısıtıcılı bir kutu içerisine
yerleştirilmiştir. Kullanılan motorlar D.C veya A.C motor olabilir. Enerji kesilmelerinde elle
kumanda edilebilirler.
Havalı Kumandalı Ayırıcılar: Ayırıcının açma kapama işlemini yapan mekanik düzenek
havalı (Pnomatik) bir sistemle hareket ettirir. Pnomatik sistemin düz çalışmasıyla ayırıcı
kapanır, ters çalışmasıyla ayırıcı açılır.
İzolatörler
Enerji nakil hava hatlarında kullanılan iletkenlerin direklere tespitine yarayan, iletkenleri hem
taşımaya hem de toprak ile diğer iletkenlere karşı izole etmeye yarayan şebeke malzemelerine
izolatör denir.
Enerji iletim ve dağıtım şebekelerinde kullanılan izolatörlerin iki ana görevi vardır:
 Elektriksel bakımdan iletkenleri topraktan ayırmak
 İletken ağırlığını ve iletkenlere gelen ek yükleri karşılamak
İzolatörler, elektrik akımına karşı büyük direnç gösteren, sıcak ve soğuk hava şartlarına
dayanıklı malzemeler olan porselen ve camdan imal edilir. Bunlara ilaveten, silikon ve epoksi
reçineli izolatörler de yapılmakta ancak maliyeti yüksek olduğundan pek kullanılmamaktadır.
İzolatör başlıca beş kısımdan oluşur:
 Gövde: İletkenin ve mesnet demirinin tutturulduğu kısımdır.
 Tutturma yuvası: İzolatör demirinin izolatöre tespit edilebilmesi için açılan düz veya
vidalı kısımdır.
 Siper veya etek (damlalık): İzolatörün elektriksel direncini artırmak için gövdeye
yapılmış bir veya birden fazla kanatlardır.
 İletken yuvası: İzolatöre bağlanacak olan iletkenlerin yerleştirilmesi için yapılmış
yuvalardır.
 Tutturma demiri (izolatör demiri): İzolatörü direk veya konsol (travers) üzerine tespit
etmeye yarayan demir aksamdır.
İzolatörler elektrik akımına karşı direnci çok büyük ve yüksek derecedeki sıcaklığa dayanıklı
porselen, cam, epoksi reçine ve silikondan yapılır.
Şekil.68 Porselen izolatör
Bara düzeneği
Santrallerde üretilen enerjiyi dış devrelere ve abonelere baralar yardımı ile iletilir. Baralar,
elektrik teçhizatının birleştiği düğüm noktalarıdır. Genellikle bakırdan ve alüminyumdan
yapılmaktadır. Bakır boru, lama veya tel şeklinde olabilir. Alüminyumu işleme teknolojisinin
gelişmesi ile artık alüminyum baralar da bakır baralar kadar kullanım alanı bulmaktadır.
Santrallerde, trafo merkezlerinde, şalt sahalarında, ölçme merkezlerinde tablolarda ve benzeri
yerlerde kullanılan baralar çeşitli renklerle boyanırlar. R-S-T fazlarının bağlandığı baralar
sırası ile sarı, yeşil ve mor renklerle boyanır.
Baralar genel olarak dört şeklide düzenlenirler. Bunlar:




Tek bara sistemi
Çift bara sistemi
Yardımcı bara sistemi
Santral iç ihtiyaç baraları
Tek Bara Sistemleri
Küçük güçlü santraller ile devre açmalarının önemli olmadığı yerlerde tek baralı sistemler
kullanılır. Tek baralı sistemlerde emniyet ve işletmenin sürekliliği, çift baralı sistemlere göre
daha azdır. Tek baralı sistemlerin en büyük sakıncası, arıza sırasında sistemin akımsız
kalmasıdır. Generatör veya trafo kesicilerinde bir arıza olması durumunda tüm fiderlerin
(besleme hatlarının) enerjisi kesilir.
Şekil.69 Tek baralı sistem
Çift Bara Sistemleri
Büyük işletmelerle, enerji kesilmelerinin büyük zararlara yol açacağı yerlerde çift baralı
sistemler kullanılır. Çift bara sistemi birkaç gruptan oluşursa, gruplar arasına ayırıcılar
konarak baralar bölümlere ayrılabilir. Bunun faydası arızalı kısmı ayırmak, kısa devre
akımlarını sınırlamak ve bakım yapılırken enerji kesilmelerini önlemektir.
Şekil.70 Çift baralı sistem
Yardımcı Baralı Sistemler
Çok sık açma ve kapamaların yapıldığı yerlerde, işletme emniyeti bakımından kullanılan bara
sistemleridir. Üçüncü bara olarak da adlandırılır. Şekil 26’da 1 No.lu kesici, yedek kesici
olarak bulunmaktadır. Kesicilerden birinde bir arıza olursa o kesici devre dışı edilerek bunun
yerine 1 No.lu yedek kesici üzerinden beslemenin sürekliliği sağlanabilir. Beslemenin
sürekliliğini sağlamak için daha başka bara sistemleri de vardır. Yer darlığı olan işletmelerde
U baralı sistemler kullanılabilir. Burada görüldüğü gibi baralar U şeklinde düzenlenmiştir.
Şekil.71 Yardımcı baralı bir sistem
Santral İç İhtiyaç Baraları
Şekilde görüldüğü gibi iç ihtiyaç generatör gerilimindeki 3 No.lu baradan sağlanabilir. 3
No.lu barada arıza olursa 2 No.lu ayırıcılar yardımıyla trafolar beslenerek enerji gönderimi
devam ettirilir. 3 No.lu barada arıza olursa 2 No.lu ayırıcılar yardımıyla trafolar beslenerek
enerji gönderimi devam ettirilir.
Şekil.73 Santral iç ihtiyaç baraları
Ölçü Trafoları
Endüstride birçok tesiste AC elektrik enerjisi kullanılır. Bu tesislerin koruma ve kontrol
devrelerinde ölçü aletleri ve röleleri vardır. Bu durum yüksek gerilim ve büyük akımların
ölçülmesini zorunlu kılmaktadır, bu işlemin direkt olarak yapılması çok zor ve tehlikelidir.
Çünkü ölçü aletlerinin yüksek gerilime ve büyük akım değerlerine dayanacak şekilde
yapılması mümkün değildir. Bu gibi devrelerde belirli standartlarda yapılmış, ucuz ve küçük
yapılı ölçü aletleri ve kontrol cihazlarının yüksek gerilim ve büyük akımlı hatlara
bağlanmasını sağlayan transformatörler kullanılır. Bu transformatörlere ölçü transformatörleri
denir.
Ölçü transformatörlerinin sekonder uçlarına ampermetre, voltmetre, wattmetre, sayaç ve
koruma röleleri bağlanır. Ölçü transformatörleri iki kısma ayrılır:
 Akım transformatörleri
 Gerilim transformatörleri
Akım Transformatörleri
Büyük değerli akımların ölçülmesinde akım transformatörleri kullanılır. Akım transformatörü;
normal kullanma şartlarında primer akımını belli bir oran dahilinde düşüren ve primer akımı
ile sekonder akımı arasındaki faz farkı sıfır derece olan bir ölçü transformatörüdür. Rölelerin
ve ölçü aletlerinin yüksek gerilim sisteminden yalıtımını da sağlar. Devreye seri olarak
bağlanan sargılarına primer; röle ve ölçü aletlerini besleyen sargılarına sekonder denir. Primer
devre akımının, sekonder devre akımına bölünmesi akım trafosunun dönüştürme oranını
belirtir.
Primerden geçen akım Ø mağnetik akısını oluşturur. Bu akı nüve üzerinden devresini
tamamlar. Sekonder sargı bu akının etkisinde kalır. Değişken bir mağnetik akının etkisi
altında kalan sargıda bir gerilim indüklenir. Bu gerilim sekonder devreden bir akım geçirir.
Şekil.74 Akım transformatörü
Şekil.75 Akım trafosunun devreye bağlanışı ve akım ölçme
Gerilim Transformatörleri
Yüksek gerilimleri ölçmek veya koruma rölelerini çalıştırmak için gerilim trafoları kullanılır.
Gerilim transformatörü; yüksek gerilimi belli bir oran dahilinde düşüren ve primerle sekonder
gerilimleri arasındaki faz farkı yaklaşık sıfır derece olan bir transformatördür. Gerilim ölçü
transformatörünün sekonder tarafı (küçük gerilim tarafı) daima topraklamalıdır. Topraklama
tehlikeli temas gerilimine karşı can ve mal emniyetinin sağlaması bakımından zorunludur.
Primer ve sekonder tarafa (kısa devreye karşı koruma ) sigorta konulur. Toprak hattına
kesinlikle sigorta konulmaz. Primer sargıya tatbik edilen AC gerilim nüvede değişken Ø
manyetik akısını oluşturur. Bu akı nüve üzerinden devresini tamamlar. Sekonder sargı bu
akının etkisinde kalır. Değişken bir manyetik akının etkisi altında kalan sekonder sargıda bir
gerilim indüklenir.
Şekil.76 Gerilim transformatörü
Şekil.77 Gerilim trafosunun devreye bağlanışı ve gerilim ölçme
Yüksek Gerilim NH Sigortaları
Güç trafoları, dağıtım trafoları ve bazı durumlarda da hatları korumakta kullanılırlar. Sistemin
diğer kısımlarının çalışmaya devam etmesini sağlayan koruma elemanlarına NH sigortaları
denir.
Şekil.78 Yüksek gerilim NH sigortaları
Parafudurlar
Yüksek gerilim tesislerinde hat arızaları, yıldırım düşmeleri ve kesici açması gibi manevralar
sonucu meydana gelen aşırı ve zararlı çok yüksek gerilim şoklarının etkisini önleyen koruma
elemanıdır. Parafudurlar emniyet subabı gibi çalışırlar. Aşırı gerilim dalgalarını toprağa
aktarır. Yüksek gerilim iletkeni ile toprak arasına bağlanır. Parafudur bir direnç ile buna seri
bağlı bir ark söndürme elemanından oluşur.
Parafudrlar; her faza birer tane, faz–toprak arasına, korunacak teçhizatın en yakınına
yerleştirilmeli, topraklama direnci 1 ohm’un üzerinde olmamalı ve gerekirse topraklama
iyileştirilmelidir.
Şekil.79 154 KV hat tıkacının parafudur ile korunması
Şekil.80 380 ve154 KV parafudurlar
Parafudurların Kullanıldığı Yerler:
-
Generatör çıkışları,
Güç trafolarının giriş ve çıkışları,
Güç trafolarının tersiyer sargıları,
Güç trafolarının yıldız noktaları (nötr direnci devresi),
Enerji iletim hatlarının hat başı ve sonu,
Enerji dağıtım hatlarının hat başı,
Yer altı kablo giriş ve çıkışları,
Hat tıkaçları,
İkaz Küreleri
Yüksek gerilimli hatlarının uçak, helikopter gibi hava taşıtları tarafından (çıplak göz veya
radarda) görülebilecek şekilde işaretlenmesi için kullanılan alüminyumdan imal edilmiş
kırmızı-beyaz renklerde anodik film kaplı, iki parçalı yaklaşık 4kg ağırlığında küredir.
Şekil.81 İkaz Küreleri
Koruma İletkeni
Enerji iletim hatlarında ve şalt sahalarında dış aşırı gerilimin (yıldırım darbe geriliminin)
izolasyon malzemelerine zarar vermesini önlemek amacıyla kullanılan bir koruma elemanıdır.
Koruma (topraklama) iletkeni ,60 kV ve üzerindeki enerji iletim hatlarında ve şalt sahalarında
kullanılır. Yıldırım yoğunluğunun fazla olduğu yerler hariç 36 kV’a kadar olan hava
hatlarında toprak (koruma) iletkeni kullanılmayabilir. Koruma iletkeni,direk tipine bağlı
olarak tek veya çift olarak kullanılabilir. Her direkte (veya birkaç direkte bir)
topraklanmalıdır. Koruma iletkenleri çok yüksek mukavemetli saf örme çelikten imal edilmiş,
19 ( 1+6+12 ) sarımlı iletkendir.
Şekil.82 Enerji iletim hattının koruma iletkeni ile korunması
Ark Boynuzu
Aşırı gerilimlerin etkisinden buşing, izolatör gibi izolasyon maddelerinin zarar görmesini
önlemek için, izolasyon seviyesi sistem izolasyonundan daha düşük yapay bir devre meydana
getirmek prensibine göre oluşturulmuş basit bir koruma tertibidir. Ark boynuzları, yapı olarak
izolatör ve buşinglerin hat ve toprak taraflarına monte edilmiş, karşılıklı birbirine bakan metal
çubuklardan meydana gelir. Metal çubuklar arasındaki boşluğa Atlama Mesafesi denir ve bu
aralıktaki izolasyon hava tarafından sağlanır.
Şekil.83 154 KV ark boynuzları
Şekil.84 34,5/0,4 KV dağıtım trafosunun ark boynuzu ile korunması
Şekil.85 İzolatör ve buşinglerin ark boynuzu ile korunması
Koruma Röleleri
Santraller, şalt merkezleri, trafo postaları, yük dağıtım merkezleri ve benzeri yerlerde, ortaya
çıkan arızaları haber veren önleyen veya zararsız duruma getiren çeşitli röleler ve bildirim
sistemleri vardır.
Santrallerde alternatörler, enerji iletimi ve dağıtımı devrelerinde kullanılan transformatörler
ve diğer devre elemanları aşırı akım, yüksek gerilim, ısınma, toprağa kaçak, salınım ve
dengesiz yüklenmelere karşı korunmalıdırlar. Şebekelerde oluşan arızaların etkili ve
ekonomik bir şekilde önlenebilmesi için röleler ve bildirim sistemleri birlikte kullanılır.
Doğru akımda ve alternatif akımda çalışan röleler vardır.
Çalışma şekillerine göre röleler şu şekilde sıralanabilir:









Sekonder aşırı akım rölesi
Diferansiyel aşırı akım rölesi
Toprak kaçağı koruma rölesi
Sargı kaçağı koruma rölesi
Sargı kısa devre koruma rölesi
Ters akım rölesi
Yatak ısınma rölesi
Bucholz rölesi
Isı kontrol rölesi
OTOMASYON ve KUMANDA TEKNİKLERİ
Üç Fazlı Asenkron Motorlar
Üç fazlı asenkron motorlar; stator, rotor, rotor yatakları, pervane ve yan kapaklardan meydana
gelen enerji dönüşümü yapabilen elektrik makinalarıdır.
Stator üzerinde üç fazlı alternatif akım sargıları bulunmaktadır. Bu sargılar uygun şekilde
düzenlenerek motorun istenilen kutup sayısında çalışması sağlanır. Her bir faza ait sargı uçları
motor gövdesi üzerindeki bağlantı kutusuna toplam altı uç olarak bağlanır. Daha sonra
motorun çalışma durumuna göre bu uçlar yıldız veya üçgen bağlanırlar.
Rotor ise kısa devre çubuklu ve sargılı olmak üzere iki değişik yapıda olabilir. Kısa devre
çubukları rotor gövdesine açılmış olukların içerisine eritilmiş alüminyum dökülerek
oluşturulur. Bu çubukların uçları rotorun her iki dış kenarlarındaki birer alüminyum halka ile
kısa devre edilmiştir. Rotoru sargılı olanlarda ise rotor sargıları statorda olduğu gibi üç fazlı
olarak sarılırlar ve sargı uçları fırça ve bilezikler yardımıyla dışarı çıkartılarak motor gövdesi
üzerindeki bağlantı kutusuna bağlanır.
Şekil.86’da kısa devre rotorlu asenkron motorun kesiti detaylı olarak görülmektedir.
Şekil.86 Kısa devre rotorlu asenkron motorun kesit görünüşü
Üç fazlı asenkron motorlara yol verme metotları
Asenkron motorlar üç fazlı sistemden beslenir ve sargıları 220 V veya 380 V değerindeki
gerilime göre sarılırlar. Özel durumlarda sargılara uygulanacak gerilim farklı değerlerde
olabilir. Eğer motor tam yük altında üçgen çalışacak şekilde imal edildiyse, motorun stator
sargıları direkt olarak 380 V gerilime göre sarılırlar. Tam yük altında yıldız çalışacak şekilde
imal edilen motorların stator sargıları ise 220 V gerilime göre sarılırlar. Sargılara uygulanan
bu gerilim, sargı empedanslarının küçük olması nedeniyle kalkınma anında çok fazla akım
çekilmesine neden olur. Motorun ilk kalkınma anında rotor dönmediği için motor sekonderi
kısa devre edilmiş bir transformatör gibi çalışır. Dolayısıyla rotor devresinden ve buna bağlı
olarak stator devresinden kalkınma anında yaklaşık olarak tam yük akımının 4-8 katı kadar bir
akım çekilir. Kalkınma torkları ise tam yük torkunun 2-3.5 katı kadardır. Bundan dolayı
asenkron motorlar genellikle boşta çalıştırılıp, anma hız değerlerine ulaşıldıktan sonra
yüklenirler. Asenkron motorların kalkınma anında fazla akım çekmesi kumanda devresinde
kullanılacak elemanlar ve iletkenlerin maliyetini artıracağından, bazı yöntemler yardımıyla
kalkınma akımı belirli değerlerde tutulur. Bu yöntemlerin ana prensibi, stator sargılarına
düşük gerilim uygulamaktır. Bu maksatla aşağıdaki metotlar kullanılır:
1. Motora yıldız-üçgen yol verilir.
2. Stator sargılarına ön direnç bağlanır.
3. Stator sargıları ayarlı üç fazlı bir güç kaynağından beslenir.
4. Rotoru sargılı asenkron motorlarda, rotor sargılarına harici dirençler bağlanır. Sincap
kafesli asenkron motorlarda ise rotor yapıları uygun şekilde imal edilerek kalkınma
anında rotor etkin direncinin büyük olması sağlanır.
Üç fazlı asenkron motora yıldız-üçgen yol verme
Yıldız-üçgen yol vermenin amacı, stator sargılarının üçgen bağlantıda maruz kalacağı daha
yüksek gerilimden dolayı aşırı akım ve güç çekmesinden ilk kalkınma anında kurtulmaktadır.
Motorun yıldız veya üçgen çalıştırılması durumunda akım, gerilim, güç ve tork ifadeleri birim
değerler cinsinden Şekil.87 ve Tablo.2’de özetlenmiştir.
Tablo.2 Yıldız ve üçgen bağlantı durumlarına göre akım, gerilim, güç ve tork ilişkileri
Sargı gerilimi (Vp)
Sargı akımı ( I p, I p )
Hat akımı ( I L, I L )
Güç kVA ( S  , S  )
Kalkınma torku
( Tst , Tst )
Yıldız ( )
Üçgen ( )
1/ 3
1
1/ 3
1/3
1/3
1
1/3
1
1
1
I LY  I pY
I L  3I p
IpY
Vp  VL / 3
Ip
Z
VL
VL
VL
Z
Z
 V p
Z
Z
Z
Şekil.87 Yıldız-üçgen bağlantı ilişkileri
Şekil 88’de bir asenkron motora yıldız-üçgen yol verme güç devresi verilmiştir. Bu devrede,
motor önce yıldız, sonra da üçgen çalışmaya geçer. Yıldız çalışmada M ve Y kontaktörleri,
üçgen çalışmada ise M ve  kontaktörleri kapalı durumdadır. Yıldız-üçgen bağlantıyı
gerçekleştirecek kumanda devresi burada gösterilmemiştir. Ancak kumanda devresinin
tasarlanmasında, yıldız kontaktörü çalışırken üçgen kontaktörü çalışmamaktadır. Üçgen
kontaktörü çalışırken de yıldız kontaktörü çalışmamaktadır. Yani, yıldız ve üçgen
kontaktörlerinin normalde kapalı kontakları birbirlerinin bobin sargılarına seri bağlanarak
mühürleme olayı gerçekleştirilir.
R S T
M
Asenkron
motor
Şekil.88 Asenkron motora yıldız-üçgen yol verilmesine ait güç devresi
Stator sargılarına ön direnç bağlamak
Stator sargılarının kalkınma anında yüksek gerilime maruz kalmasını önlemek için ayarlı veya
kademeli ön dirençler kullanılır. Kullanılacak olan dirençler sadece gerilim bölücü görevi
görürler. Ayarlı olanlar reosta veya statik direnç (yarıiletken kontrollü direnç) olabilir.
Kademeli olanlarda ise, kademe sayısı istenilen sayıda olabilmektedir.
Her bir kademedeki direnç değerleri bir kontaktör gurubu veya anahtar gurubu tarafından kısa
devre edilerek devre dışı bırakılırlar. Ön direnç kullanılarak yapılan yol verme metodunun en
önemli dezavantajı, dirençler üzerinden geçen akım nedeniyle ısı şeklinde enerji kaybı
meydana gelmesidir.
Motor önce R1 ve R2 dirençleri devrede iken, üçgen olarak yol almaya başlar. Motor
hızlandıkça, belirli zaman aralıklarında gruplar halinde önce R1 dirençleri, belirli bir zaman
sonra da R2 dirençleri, M1 ve M2 kontakları ile kısa devre edilirler. Daha sonra motor üçgen
çalışmasını sürdürür. Böylece motorun düşük gerilim ve akımla kalkınması sağlanmış olur.
Asenkron motora ön dirençle yol verilmesine ait güç devresi Şekil 89’da verilmiştir.
R
S
M1
R1
R2
M2 .
M2 .
T
M1
R1
R2
M2 .
M1
R1
R2
M
Asenkron
motor
Şekil.89 Asenkron motora ön dirençlerle yol verilmesine ait güç devresi
Stator sargılarını ayarlı üç fazlı bir kaynaktan beslemek
Asenkron motorun stator sargılarına düşük gerilim uygulamanın bir diğer yöntemi de,
sargıların üç fazlı ayarlı güç kaynağından beslenmesidir. Ayarlı güç kaynağı yardımıyla
istenilen değerde kademesiz gerilim ayarı yapmak mümkündür. Ancak, uygulanacak gerilim
değeri
belirli
değerlerin
altına
düşerse,
motorun
üreteceği
tork
yük
torkunu
yenemeyeceğinden, motor kalkınamaz. Stator sargılarına uygulanan düşük gerilim nedeniyle,
asenkron motor kalkınma anında düşük akım çeker, rotor hızı arttıkça, motora uygulanan
gerilim yavaş yavaş artırılır.
Şekil.90’da bir asenkron motora ayarlı üç fazlı güç kaynağından yol verilmesine ait güç
devresini göstermektedir.
R S T
M
Asenkron
motor
Şekil.90 Asenkron motora ayarlı güç kaynağı ile yol verilmesine ait güç devresi
Böylece motorun normal gerilim altında kalkınması durumunda çekeceği aşırı akımın sebep
olacağı zararlar giderilmiş olur. Asenkron motorun ürettiği tork, stator sargılarına uygulanan
gerilimin karesiyle orantılı olduğundan, düşük gerilimlerde rotorda üretilen tork da
azalacaktır. Bu durum göz önünde bulundurularak gerilim ayarı yapılmalıdır.
Rotor sargı dirençlerinin artırılması
Asenkron motorların kalkınma anında aşırı akım çekmesinin nedeni; rotor dururken rotorda
endüklenen gerilimin yüksek olması ve bu gerilim değerinin çok küçük bir rotor empedansı
üzerinden kısa devre edilmesidir. Rotor devresine bağlanacak dış dirençler yardımıyla rotorun
toplam empedansı artırılacağından, rotor devresinden geçen akım azalacak ve rotor
geriliminin kısa devre olması ortadan kalkacaktır. Harici direnç değeri arttıkça motorun
ürettiği kalkınma torku artmakta, ancak anma hızında çalışırken kayması da artmaktadır. İşte
bundan dolayı motorun kalkınma anında rotor direnci büyük, anma hızında çalışırken rotor
direnci küçük yapılarak kayma en aza indirilir.
Sincap kafesli asenkron motorlarda rotor direnç değerleri, rotor yapılarının uygun şekillerde
imal edilmesiyle değiştirilebilir. Rotor yapısının uygun biçimde imal edilmesiyle, kalkınma
anında rotor direnci büyük olması sağlanabilmekte ve hız arttıkça kaymaya bağlı olarak
direnç azalmaktadır. Böylece motorun kalkınma anında düşük akım çekmesi sağlanmış
olmaktadır. Şekil.91’de rotoru sargılı bir asenkron motorun rotor sargı dirençlerinin artırılarak
yol verilmesine ait güç devresi verilmektedir. Burada rotor devresine seri olarak iki gurup
direnç bağlanmıştır. Motor yıldız olarak yol almaya başladığında, yol aldıkça önce R1 direnç
gurubu M1 kontakları tarafından, bir süre sonra da R2 direnç gurubu M2 kontakları tarafından
kısa devre edilir.
R S T
M
Rotoru Sargılı
Asenkron motor
M1
R1
M2 .
R2
M1
R1
M2 .
R2
M2 .
M1
R1
R2
Şekil.91 Rotoru sargılı asenkron motora rotor devresine direnç bağlanarak yol vermeye ait
güç devresi
Bir Fazlı Yardımcı Sargılı Asenkron Motorlar
Bir fazlı yardımcı sargılı asenkron motorlar (ASM) evlerde, bürolarda ve endüstriyel
uygulamalarda en çok kullanılan motorlardır. 3 fazlı kaynağın olmadığı yerlerde kullanılır ve
bir fazlı kaynakla beslenirler. Yardımcı sargılı asenkron motorda, sadece ana sargıdan geçen
akımın oluşturduğu alan bir hat üzerinde meydana geldiğinden bu alan içerisinde kalan rotor
dönmez. Rotorun dönebilmesi için fazı farklı ikinci bir alanın olması gerekir. Bu alanı da
yardımcı sargı oluşturur. Ana ve yardımcı sargılardan geçen akımların değişik fazda oluşması,
statorda döner alanının meydana gelmesine sebep olur. Bir fazlı ASM’lar birkaç W’tan 1,5
HP’ye kadar imal edilmektedir. Rotorda ise sincap kafes bulunur. Stator sargıları oyukların
2/3’ne yerleştirilir. Geriye kalan oyuklara ise yardımcı sargılar yerleştirilir.
Yardımcı sargılı motorun statoru üç fazlı motorun statoru gibidir. Stator oluklarına 900 faz
farklı olarak ana sargı ve yardımcı sargı yerleştirilmiştir. Ana sargı kalın telden çok sarımlı
olarak sarılmıştır. Ana sargılar olukların 2/3’ünü kaplar. Stator oluklarının geri kalan 1/3’üne
de daha ince telden az sarımlı olarak sarılmış olan yardımcı sargı yerleştirilir.
Şekil.92 Bir fazlı yardımcı sargılı motor
Ana sargı ile yardımcı sargı paralel bağlanır ve bir fazlı AA uygulanır. Yardımcı sargının
devresine seri olarak bir santrifüj anahtar bağlanmıştır. Motor çalıştıktan sonra belirli bir
devre ulaştığında santrifüj anahtar açılarak yardımcı sargı devre dışı bırakılır. Motor yalnızca
ana sargı ile çalışmaya devam eder. Yardımcı sargılı motorun rotoru üç fazlı asenkron
motorlarda olduğu gibi kısa devre rotorludur.
I
Ia
AC
Ana Sargı
Sincap kafesli rotor
rotor
R küçük, L büyük
Iy
Merkezkaç
anahtar
Yardımcı Sargı
R büyük, L küçük
Şekil.93 Bir fazlı yardımcı sargılı motor ana ve yardımcı sargılarının bağlantısı
Şekil.93’deki yardımcı sargılı asenkron motorda ana sargıdan geçen akım Ia ve yardımcı
sargıdan geçen akım Iy akımları arasında 900’ye yakın faz farkı meydana getirebilirsek, ana ve
sargıdan geçen akımlar döner alan meydana getirebilir. Aksi halde tek başına ana sargının
meydana getireceği alan değişmesi tek hat üzerinde olacağı için dönme hareketi meydana
getiremez.
Ana sargı ve yardımcı sargıdan geçen akımlar arasında 900’ye yakın faz farkı meydana
getirebilmek için şunlar yapılır:
1. Ana sargının sarım sayısı fazla ve tel çapı kalın seçilir. Bu arada yardımcı sargıda ince
telden az sarımlı olarak sarılır. Ana sargının (R) etkin direnci küçük, (X L) endüktif
reaktansı büyük olacağından, ana sargıdan geçen akım (Ia) gerilimden yaklaşık 900’ye
yakın geri kalır.
Yardımcı sargının (R) etkin direnci büyük, XL endüktif reaktansı küçük olacağından
yardımcı sargıdan geçen akımın (Iy) gerilimden geri kalma açısı küçük olur. Ana ve
yardımcı sargı arasından geçen akımlar arasındaki  açısı 900’ye ne kadar yaklaştırılırsa
döner alan o kadar düzgün olur.
Ana ve yardımcı sargıdan geçen faz farklı akımların meydana getireceği döner alan kısa
devreli rotorun dönmesine sebep olur.
2. Yardımcı sargıya bir kondansatör seri olarak bağlanırsa, yardımcı sargıdan geçen akım
kondansatörün etkisi ile gerilimden ileri olur. Ana sargının akımı ile yardımcı sargının
akımı arasında 900 faz farkı meydana gelir. Statora 900 faz farklı olarak yerleştirilmiş olan
ana ve yardımcı sargıdan geçen 900 faz farklı Ia ve Iy akımları düzgün bir döner alanın
meydana gelmesine sebep olur. Statorun ortasındaki rotor döner alanın etkisi ile dönmeye
başlar.
Kontaktörler
Büyük güçteki elektromanyetik şaltere kontaktör denir. Kontaktörler sayesinde otomatik
kumanda yapılabilir.
Şekil.94’de görüldüğü gibi kontaktör palet, elektromıknatıs ve kontaklardan oluşur. Bobini
alternatif akımda çalışan kontaktörlerin demir nüveleri silisli saçların paketlenmesiyle yapılır.
Demir nüvede dış bacakların ön yüzeylerinde açılan oyuklara bakır halkalar takılır. Bakır
halkalar, yön ve genlik değiştiren akım nedeniyle kontaktörün titreşim ve dolayısıyla gürültü
yapmasına engel olurlar. Bobini doğru akıma bağlanan kontaktörlerin demir nüveleri,
genellikle yumuşak demirden ve bir parça olarak yapılırlar. Bobin akımı kesildiğinde demir
nüvede kalan artık mıknatısiyet, paletin demir nüveye yapışık kalmasına neden olabilir. Bu
sakınca demir nüvenin palete bakan yüzlerine konan plastik pullarla önlenir.
Bobin
Demir Nüve
Bakır Halka
1
5
2
3
6
7
Kontaklar
Palet
4
8
Kontaklar
1
3
5
7
2
4
6
8
Şekil.94 Kontaktörün yapısı
Doğru akım kontaktörlerinde palet, yumuşak demirden ve bir parça, alternatif akımda ise
palet silisli saçların paketlenmesinden meydana gelir. Palet, kontaktörde bulunan kontakların
açılıp kapanmasını sağlar. Yay veya yer çekimi kuvveti, paleti demir nüveden uzak tutar.
Alternatif akımda palet, doğru akımdaki kontaktörün paletine oranla nüveye daha yakındır.
Bunun için alternatif akım kontaktörlerinde meydana gelen ark paletin nüveye yakın olması
nedeniyle çabuk söner. Doğru akım kontaktörlerinde ise bir süre devam eder. Doğru akımda
indükleme olayının olmaması sebebiyle nüvenin paleti çekme kuvveti daha fazladır.
Kontaktörde normalde açık ve kapalı olmak üzere iki çeşit kontak vardır. Kontakların
yapımında gümüşün; bakır, nikel, kadmiyum, demir, karbon, tungsten ve molibdenden
yapılmış alaşımları kullanılır.
Kontaktörde bulunan kontaklar ana ve yardımcı olmak üzere iki kısma ayrılırlar. Ana
kontaklar
yük akımını,
yardımcı
kontaklar
kumanda devresinin
akımını
taşırlar.
Kontaktörlerde bazen arzulanandan daha fazla sayıda kontak bulunur. Fazla kontakları boş
bırakmayıp kullanmak, kontaktörün ömrünü uzatır. Kontaktörün kullanıldığı devrede akım
yüksekse kontaklar birbirine paralel olarak bağlanırlar. Devre gerilimi yüksekse ve kontaklar
arasında ark meydana geliyorsa kontaklar birbirine seri olarak bağlanırlar.
Koruma Röleleri
Kumandası gerçekleştirilen devrede elektrik akımının zararlı etkilerinden korunması gereken
eleman genellikle üç fazlı veya bir fazlı bir motordur. Çünkü sistemlerde amaç mekanik bir
enerji kullanarak bunu değişik tipteki çalışma alanlarına uygulamaktır. Uygulamalarda temel
eleman motordur. Motorda meydana gelen bir arıza tüm sistemin durmasına neden olacaktır.
Bu nedenle motor stator sargılarının düşmanı olan ısı artışına karşı korunması gereklidir.
Sargı için müsaade edilen ısı değeri aşıldığında sargıların bir eleman yardımı ile devreden
çıkarılması gerekir. Bu nedenle değişik nedenlerden dolayı meydana gelen ısı artışı tespit
edilerek motora enerji veren kontaktör devre dışı bırakılmalıdır. Bu işlem arıza çeşidine
uygun koruma röleleri tarafından yapılır. Yukarıda da bahsedildiği gibi bir koruma rölesi tek
başına motoru koruyamaz. Mutlaka bir kontaktör ile kullanılmalıdır ve kontaktörün bobini
koruma rölesinin kapalı kontağına seri olarak bağlanmalıdır. Motorları tehlikeye sokan aşırı
akımın nedenleri;
Yüksek veya düşük gerilim
Rotor sıkışması
AŞIRI AKIMIN MEYDANA GELME SEBEPLERİ
Sık kalkınma ve durma
İki faza kalma
Aşırı yükleme
Şekil.95 Aşırı akımın meydana gelme sebepleri
Şekil.95’de gösterildiği gibi fazlardan herhangi birinden akım geçmemesi, stator ile rotor
arasındaki boşluğa farklı bir malzemenin girmesi veya rulman arızası sonucu rotor
kilitlenmesi, motoru besleyen şebekedeki gerilimin düşmesi ve yükselmesi, motorun fazla
yüklenmesi, sık kalkınma ve durma gibi arızalar motorun fazla akım çekmesine sebep olur.
Koruma rölesi, devredeki akım, gerilim, sıcaklık gibi motor sargısında ısı artışına sebep
olabilecek değişimleri sürekli olarak kontrol eden, istenmeyen durumlar oluştuğunda ise röle
üzerinde kumanda devresine seri olarak bağlı olan kapalı kontağını açmak suretiyle motoru
istenmeyen durumlardan koruyan devre elemanıdır.
Aşırı akım röleleri
Aşırı akımların elektrik motorlarına vereceği zararları önlemek için kullanılan elemanlara,
aşırı akım rölesi adı verilir. Elektrik devrelerinde kullanılan sigortalarda koruma görevi
yaparlar. Çalışma karakteristikleri nedeniyle sigortalar elektrik motorlarını koruyamazlar.
Yalnız hatları korurlar.
Aşırı akım röleleri motorlara seri olarak bağlanırlar. Yani bir aşırı akım rölesinden motorun
şebekeden çektiği akım geçer. Çalışma anında motor akımı kısa bir süre için normal değerinin
üzerine çıkarsa, bu aşırı akım motora bir zarar vermez. Aşırı akımın motordan sürekli olarak
geçmesi, motor için sakınca yaratır. Çünkü uzun süre geçen aşırı akım, motorun sıcaklık
derecesini yükseltir ve motoru yakar. Bu nedenle kısa süreli aşırı akımlarda aşırı akım
rölesinin çalışıp motoru devreden çıkarmaması gerekir. Motorun yol alma anında kısa süre
çektiği aşırı akım, bu duruma örnek olarak gösterilebilir. Böyle geçici durumlarda rölenin
çalışması, geciktirici bir elemanla önlenir.
Aşırı akım röleleri, kontaktör ana akım devresine bağlanırlar. Böylece röleden motor akımı
geçer, sürekli olarak devreden geçen akımın termik veya manyetik etkisini kontrol eden ve
ısınma, izin verilen belirli üst seviyeyi geçtiğinde kontaktörün bobin devresini açarak
enerjinin kesilmesini sağlayan bir ölçme rölesidir. Aşırı akım çekildiğinde rölenin
kontaklarının açılabilmesi için 20 ile 40 s bazen bu süre 1 dakikaya uzayabilmektedir.
Motorlar ilk kalkışta anma akımının 5-8 katı arasında fazla akım çeker, çok kısa sürede
çekilen bu akım röle kontaklarını açamaz. Ayrıca motor iki faza kaldığında ısıtıcı
elemanlardan biri devre dışı kaldığı için röle kontaklarını geç açar. Bu da motorun yanmasına
neden olacaktır. Aşırı akım rölesi ile en sağlıklı koruma pratikte 1/100 şekilde anma değerinin
altındaki akım değerine ayarlanması ile elde edilir.
Aşırı akım rölesi seçiminde ve bağlantısında dikkat edilecek hususlar;

Aşırı akım rölesi mutlaka bir kontaktör ile kullanılmalı,

Aşırı akım rölesi ısıtıcı elemanları motor devresine seri bağlanmalı,

Aşırı akım rölesi kapalı kontakları, kontaktör bobinine seri bağlanmalı,

Motor akımı aşırı akım rölesinin minimum ve maksimum akım değerleri arasında
olmalıdır. Aşırı akım rölesinin seçiminde ayrıca kontak sayısı RESET sisteminin, yani
aşırı akım rölesinin ilk konumuna getiren sistemin kilitli mi, kilitsiz mi olduğuna
dikkat edilmelidir.
Termistörler
Sıcaklıkla direnci değişen elemanlara termistör adı verilir. Her türlü maddenin direnci
sıcaklıkla değişir. Fakat sıcaklıkla direncin değişimi termistörlerde çok fazla olur.
Uygulamada iki çeşit termistör kullanılır. Direncin sıcaklıkla değişme katsayısı bunlardan
birinde pozitif, diğerinde negatiftir.
NTC Termistör: "Negatif Sıcaklık Katsayısı"na (Negative Temperature Coefficient) sahip
NTC ifadesi ile tanımlanan, termistör türüdür. Negatif sözcüğü, sıcaklığın negatif olması
gerektiğini değil, sıcaklığın azalmasına karşın, termistörün direncinin arttığını ifade
etmektedir. Manganez oksit, demir oksit gibi maddelere bir miktar titanyum veya Nikel oksit,
kobalt oksit gibi maddelere lityum karıştırılmak suretiyle NTC termistörler elde edilir. NTC
termistörler, sıcaklığı arttıkça, direncinin azalacağı veya sıcaklığı azaldıkça direncinin
artacağı dikkate alınarak, kontrol ve kumanda devrelerinde kullanılır. Örneğin 25°C'deki
direnci 1000Ω olan bir termistörün, 50°C'deki direnci 500Ω, 100°C’de 200Ω olurken, 20°C'de 1250Ω civarındadır.
PTC Termistör : "Pozitif Sıcaklık Katsayısı"na (Positive Temperature Cofficient) sahip PTC
ifadesi ile tanımlanan, termistör çeşididir. Pozitif sözcüğü, sıcaklık arttıkça, termistörün
direncininde arttığını ifade etmektedir. Baryum veya Strontıum gibi maddelere uygun
miktarda titanyumoksit karıştırılarak PTC termistörler elde edilir.
PTC termistörler, direncin sıcaklıkla değişmesi bağıntısında, NTC termistöre göre önemli bir
farklılık gösterirler. Bir NTC termistör, çalışma sıcaklığı limitleri içindeki bütün derecelerde,
sıcaklık arttıkça direnci azalıp, sıcaklığı azalınca direncinin artmasına karşın PTC
termistörlerde, örneğin 10°C ve daha yüksek değerlerde, sıcaklık arttıkça, direnç artar,
sıcaklık azaldıkça direnç azalır. 100°C civarında ise direnç hızla Ω değerinden KΩ değerine
yükselir. 10°C'den daha küçük ve (-°C) değerlerde ise, PTC termîstör, NTC özeliği gösterir.
Yani sıcaklık azaldıkça direnci artar.
Faz koruma rölesi
Faz koruma röleleri, motorun herhangi bir nedenle iki faza kalması, fazlardan birisinin
geriliminin nominal değerinin %20 altına düşmesi veya yükselmesi, motor sargı ısısının
1100C’nin üstüne çıkması (PTC termistör korumalı ise) durumlarında 0,2 saniye gibi çok kısa
sürede görev yaparak motor enerji kontaktörünü açarlar. Bazı tiplerinde ihbar düzeneği de
mevcut olup, sistemin iki faza kaldığı ihbar edilir.
1
2
3
MK-01P
PTC
Motor Koruma Rölesi
T1
3
2
1
Normal
Stop
Start
C1
Mp
R
S
T
T1
C1
Mp
PTC
R
S
T
Mp
M
3
Şekil.96 Faz koruma rölesi bağlantı şeması
Kullanım alanları: Elektrik motorlarında aşırı ısınma ve yanma sıkça karşılaşılan olaylardır.
Motor Koruma Rölesi bu olumsuz etkileri ortadan kaldırmak için tasarlanmıştır. Dolayısı ile
bu cihaz her türlü 3 faz elektrik motorlarında; pompalar, mikserler, makineler v.b. kullanılır.
Şekil.58’de faz koruma rölesinin devreye bağlantısı verilmiştir.
Faz sırası rölesi
R, S, T fazlarının faz sırasını kontrol eden bir elektronik röledir. Girişine gelen R, S ve T
fazları doğru sıralandığı takdirde çıkış veren faz rölesi ters faz olayının hayati önem taşıdığı
üç fazlı sistemlerin korunmasında kullanılmak üzere geliştirilmiştir. Eğer girişteki R, S, T
fazları doğru sırada ise röle üzerindeki led yanık ve çıkış rölesi çekmiş konumdadır. Eğer
fazlar ters ise led söner ve çıkış rölesi bırakır. Bu durumda iki fazın yerini değiştirmek yeterli
olacaktır.
1
2
3
FR-02
Faz Sırası
Rölesi
Normal
Mp
R
S
T
Mp
R
S
T
Mp
Korunacak
sistem
Şekil.97 Faz sırası rölesi bağlantı şeması
Genelde kullanıldığı alanlar gemi pompa sistemleri, hava kompresörleri ve asansörlerdir. Bu
sistemlerde kullanılan motorların ters dönmesi kişisel ve maddi hasarlara yol açabilir.
Üç faz düşük, yüksek gerilim koruma ve faz sırası rölesi*
Bu röleler üç fazlı sistemlerde düşük, yüksek gerilimlerden veya yanlış faz sırasından zarar
gören elektronik kumanda ve kontrol sistemlerinde kompanzasyon panolarında ve motorların
korunmasında kullanılır.
Doğrudan şebekeye bağlanarak röle üzerinde bulunan alt ve üst sınır ayar düğmesi ile kontrol
edilmek istenen gerilim bölgesine ayarlanır. Kontrol edilen faz gerilimleri ayarlanan Umin Umax değerleri arasında ise röle çekili ve ön paneldeki bütün ledler yanık durumdadır.
 Ayarlanabilir düşük ve yüksek gerilim sınırı (0,7-1,3)xUn
 Ayarlanabilir bekleme zamanı (0.1s-10s)
 Gerilim değeri 0,5 Un'nin altına düştüğünde veya 1,5 Un'nin üstüne çıktığında,gecikme
zamanı devre dışı bırakılıp, ani açma yapar
 Hatalı faz sırası durumunda röle gecikmesiz olarak açar
 Normalde kapalı kontak
Ani gerilim değişmelerinde oluşabilecek hatalı açmalar 0,1-10 s ayarlanabilir açma gecikmesi
ile önlenmiştir. Çıkış rölesi gerilimin normal değerinde çekili ve kontaklar kapalı durumdadır.
Fazlardan biri ayarlanan Umin -Umax değerlerinin dışına çıktığında Normal (N) ledi söner
zaman sayımı başlar. Gecikme süresi içinde gerilim normal değerine çıkarsa Normal (N) ledi
yeniden yanar, normal çalışma devam eder.
2
1
3
GKR-02F Gerilim Koruma
1.25
1.20
1.15
0.85
0.80
0.75
Mp
1.30
Umax
(Un)
Rölesi
3
2
G
1
R
1.05
0.95
Umin
(Un)
8
6
0.70
t(sn)
4
R
N
10
0.1
S
T
Mp
R
S
T
Mp
Korunacak
sistem
Şekil.98 Üç faz düşük, yüksek gerilim koruma ve faz sırası rölesi bağlantı şeması
Ancak ayarlanan gecikme süresi boyunca arıza durumu devam ederse bu sürenin sonunda röle
bırakır, kontaklarını açar ve (R) ikaz ışığı söner. Gerilim değeri 0,5U n değerinin altına
düştüğünde ve 1,5Un üzerine çıktığında gecikme devre dışı kalır ve röle ani açma yapar.
Gecikmeli veya ani açma sonunda fazların ayarlanan çalışma bölgesine dönmesi ile röle
kendisini resetler ve kontaklarını kapatarak normal çalışma konumuna döner. Ek olarak röle
ayrıca faz sırasını kontrol eder ve yanlış faz sırası durumunda gecikmesiz olarak açma yapar.
Zaman Röleleri
Bobini enerjilendikten veya bobinin enerjisi kesildikten belirli bir süre sonra, kontakları
durum değiştiren rölelere, zaman rölesi adı verilir. Çalışma şekillerine göre biri düz, diğeri
ters olmak üzere iki çeşit zaman rölesi vardır. Gerek düz ve gerekse ters zaman rölelerinde bir
kontaktörde veya rölede görülebilen normalde açık ve normalde kapalı kontaklarda
bulunabilir.
Düz zaman röleleri
Bobini enerjilendikten sonra gecikme yapan zaman rölelerine düz veya çekme gecikmeli tip
zaman rölesi adı verilir. Düz zaman rölelerinde bobin enerjilendikten bir süre sonra, rölenin
normalde kapalı kontağı açılır, normalde açık olan kontağı kapanır. Düz zaman rölelerinde
bulunan Şekil.61’de verilen sembollerle gösterilir. (1-2) ve (3-4) nolu semboller ani çalışan
kontaklar için kullanılır. (5-6) nolu sembol normalde açık ve gecikme ile kapanan kontağı, (78) nolu sembol ise normalde kapalı ve gecikme ile açılan kontağı gösterir.
Ters zaman röleleri
Bobinin enerjisi kesildikten sonra gecikme yapan zaman rölelerine ters veya düşmede
gecikmeli tip zaman rölesi adı verilir. Ters zaman rölelerinde bobin enerjilenince, normalde
açık kontak ani olarak kapanır, normalde kapalı kontak ise ani olarak açılır. Ters zaman
rölelerinde bobinin enerjisi kesildikten sonra belirli bir süre sonra önce kapanmış olan kontak
açılır, önce açılmış kontak ise kapanır. Ters zaman rölelerinde bulunan elemanlar Şekil.61’de
verilen sembollerle gösterilirler. Bu şekilde (1-2) ve (3-4) nolu semboller ani çalışan kontaklar
(5-6) normalde açık ve gecikme ile açılan kontağı (7-8) nolu sembol ise normalde kapalı ve
gecikme ile kapanan kontağı gösterir.
Zaman rölelerinin kontakları genellikle küçük akım şiddetlerini taşıyabilecek büyüklükte
yapılır. Bu nedenle rölenin kontakları güç devresine bağlanmaz.
Düz zaman rölesinin kontak durumları
Zaman rölesinin bobininde enerji yoksa
1
2
3
4
ZR
ZR
(a)
(b)
5
6
7
ZR-GK
8
Ters zaman rölesinin kontak durumları
Zaman rölesinin bobininde enerji yoksa
1
ZR-GA
(c)
(d)
Zaman rölesinin bobinine enerji
verildiği zaman
1
2
3
4
ZR
ZR
(a)
(b)
5
6
7
ZR-GK
8
2
3
4
ZR
ZR
(a)
(b)
5
6
7
ZR-GK
8
2
3
4
ZR
ZR
(a)
(b)
5
6
ZR-GK
(c)
7
6
7
ZR-GK
8
ZR-GA
(c)
(d)
2
3
4
ZR
ZR
(a)
(b)
5
6
7
ZR-GK
8
ZR-GA
(c)
(d)
2
3
4
ZR
ZR
(a)
(b)
5
6
7
ZR-GK
8
ZR-GA
(c)
(d)
Enerji kesik durumda ayarlanan süre bittiği
an ilk başlangıç konumuna döner
8
ZR-GA
(d)
(b)
1
(d)
Zaman rölesinin enerjinin kesildiği an
1
(a)
5
Bobinin enerjili kaldığı sürede yine kontaklar
aynı durumdadır. Bobinin enerjisinin kesildiği an
ZR-GA
(c)
4
ZR
1
(d)
Zaman rölesinin zaman ayarının
yapıldığı süre sonunda
1
3
Zaman rölesinin bobinine enerji
verildiği zaman
ZR-GA
(c)
2
ZR
1
2
3
4
ZR
ZR
(a)
(b)
5
6
ZR-GK
(c)
7
8
ZR-GA
(d)
Şekil.99 Düz ve ters zaman rölelerinin kontak durumları
Ters zaman rölesinde ilk anda enerji verilince ilk dört kontakta normal kontak gibi çalışır.
Açık olanları kapatır, kapalı olanlar açılır. Enerji verili durumda kontak konumları hiç
değişmez. Fakat enerji kesildiğinde ani açılıp, kapanan kontaklar hemen konum değiştirir.
Fakat G.A. ve G.K. kontaklar ayarladığımız süre sonunda konum değiştirerek eski konumuna
gelir.
Zaman rölelerinin yapısı
Zaman röleleri yapılarına göre,

Pistonlu zaman röleleri
a- Havalı
b- Yağlı

Motorlu zaman röleleri

Termik zaman röleleri
a-Bimetalli
b-Trafolu

D.C. zaman röleleri

Termistörlü zaman röleleri

Elektronik zaman röleleri

Programlı zaman röleleri
Zaman rölesinin seçiminde dikkat edilecek hususlar şunlardır;
1. Ters veya düz zaman rölesi olduğu,
2. Zaman ayar sınırı,
3. Bobinin çalışma gerilimi, frekansı ve kontak sayısı,
Zaman rölesinden istenen en büyük özellik her çalışma tekrarında ayarlanmış zamanı
değiştirmemesidir.
Yaklaşım Anahtarları
Belirli bir mesafedeki ya da belirli bir mesafeden geçen bir nesneyi algılayan elemanlara
yaklaşım anahtarı (sensör) adı verilir. Bir röle veya sınır anahtarı ile birlikte kullanıldıkları
için fiziksel bir temasa gerek duyulmaz. İndüktif ve kapasitif yaklaşım anahtarları için
kullanılan çok fazla isim vardır, Yaklaşım anahtarı, dokunmasız konum gösterici, yaklaşım
algılayıcı vb... ek olarak üretici firmaların özel isimleri de kullanılmaktadır, örneğin efector (
IFM Elektronik tescilli markası) IFM elektronik seminer notlarında kullanılan terim
uluslararası standart kabul edilen "yaklaşım anahtarı" dır. Şekil.100’de çeşitli boy ve özellikte
yaklaşım anahtarlarına ait dış görünüşler verilmiştir. Algıladıkları cisimlere göre yaklaşım
anahtarları ikiye ayrılır.

İndüktif yaklaşım anahtarı

Kapasitif yaklaşım anahtarı
Şekil.100 Çeşitli boy özellikte yaklaşım anahtarı dış görünüşü
Optik Algılayıcılar (Fotoseller)
İndüktif ve kapasitif algılayıcılara ek olarak, günümüz otomasyon teknolojisinde optoelektronik algılayıcılar gittikçe daha önemli olmaktadır. Bunlar, dokunmasız makine
hareketlerini algılama ve daha önemlisi makinelerde ve fabrikalarda farklı ürünleri emniyetli
olarak algılama olanağı sağlar.
Optik algılayıcılar yüksek performansları ve gittikçe küçülen tasarımları ile ivme
kazanmaktadır. Çünkü büyük olmalarından dolayı indüktif ve kapasitif algılayıcılarla
çözümlenemeyen uygulamalarda kullanılabilirler.
Büyük indüktif ve kapasitif algılayıcılarda, algılayıcı ile hedef cisim arasındaki en uzun
mesafe 60 - 100 mm dolaylarındadır. Fakat optik algılayıcılar küçük boyutlarda bile birkaç
metrelik alanı kontrol edebilir. Bu algılayıcılar üç farklı algılama ilkesine göre
sınıflandırılabilir :

Karşılıklı algılayıcılar

Yansıtıcılı algılayıcılar

Cisimden yansımalı algılayıcılar.
Karşılıklı algılayıcılar
İlk yöntem belli konumda bir kızıl ötesi diyotun verici olarak ve ikinci konumda alıcı olarak
(duyarlı) fototransistör (veya fotodiyot) yerleştirilmesidir. Bir cismin alıcı ile verici arasındaki
düz yolu kestiği her zaman, alıcı transistörün elektriksel tepkisi değişir.
Montaj yapılırken verici alıcının yolunda olmalı (ışın yolu, algılayıcının algılama mesafesine
ve ±1.3o ile ± 10o arasındaki bakış açısına bağlıdır) ve alıcı vericinin yolunda olmalıdır. Alıcı
ile verici öyle bir şekilde ayarlanmalıdır ki bir optik eksen üzerinde aralarında doğrudan
kesişme olmalıdır. Alıcıya giden ışını tümüyle kesmek için algılanacak cismin boyutları en az
bu etkin bölge (optik eksen) kadar olmalıdır. Göz önünde bulundurulması gereken nokta;
algılama alanının (etkin bölge) sürekli olarak faydalı alandan daha küçük olmasıdır.
En uzun mesafe ve toza/kirlenmeye karşı en büyük aşırı kazanç, (çalışma güvenilirliği için)
verici ile alıcının optik eksen üzerinde olası en iyi şekilde ayarlanmasıyla sağlanır.
İki veya daha fazla karşılıklı algılayıcının yan yana bağlanması durumunda, birbirlerinden
etkilenmemelerine özen gösterilmelidir. Bunun için algılayıcılar arasında bırakılması gereken
en az uzaklık, verici ile alıcı arasındaki uzaklığa ve ışın yollarının bakış açısına bağlıdır.
Cisimden yansımalı algılayıcılar
Cisimleri opto-elektronik olarak algılamanın üçüncü yöntemi: Cisimden yansımalı tip
algılayıcılardır. Burada da verici ve alıcı aynı kılıf içine yerleştirilmiştir.
Fakat cisimden yansımalı algılayıcılar, bir prizmatik yansıtıcı veya yansıtıcı kağıttan yansıyan
ışıkla değil de hedef cisimden yansıyan ışıkla çalışır. Bu, indüktif ve kapasitif yaklaşım
anahtarları çalışma ilkelerine benzeyen tek opto-elektronik algılama ilkesidir. Onlarda cismi
doğrudan algılar :
a. Cisim var (yansıma var) yaklaşım anahtarı algılar
b. Cisim yok (yansıma yok) yaklaşım anahtarı algılamaz.
Cisimden yansımalı algılayıcıların önemli avantajları şunlardır:

Monte edilecek sadece bir algılayıcı

Yanlış ayarlama ve yansıtıcı kirlenmesi yok

Şeffaf cisimler karşılıklı ve yansıtıcılı algılayıcılardan daha iyi algılanabilir.
Alıcının
doğru
duyarlılık
ayarı,
şeffaf
cisimlerden
az
miktardaki
yansımaların
değerlendirilmesini sağlar
Cisimden yansımalı algılayıcıların de bazı dezavantajları vardır: cisimden yansıyan ışığın
değerlendirilmesi ve algılaması nedeni ile cismin algılaması büyük oranda cisim yüzeyinin
özelliklerine bağlıdır(pürüzsüz, yansıtıcı beyaz gri siyah genel olarak cisimlerin yansıtma
oranının daha düşük olmasından dolayı, verici ile alıcı arasındaki ışının açıkça kesildiği
(alıcıda kızıl ötesi ışık var /yok) karşılıklı ve yansıtıcılı algılayıcılara göre olası maksimum
algılama mesafesi daha kısadır. Cisimden yansımalı algılayıcıda, alıcıya ulaşan kızıl ötesi ışık
anahtarlama noktasına doğru artar, yani; önce çok az, az, biraz, biraz, daha.... ve anahtarlama
noktasına ulaşır.
Programlanabilir Lojik Kontrolör (PLC)
Programlanabilir Lojik Kontrolör (Programmable Lojik Controller, PLC) endüstriyel
otomasyon sistemlerinin kumanda ve kontrol devrelerini gerçeklemeye uygun yapıda giriş /
çıkış birimleri ve iletişim arabirimleri ile donatılmış, kontrol yapısına uygun bir sistem
programı altında çalışan bir endüstriyel denetleyicidir. Başlangıçta, röleli kumanda
sistemlerinin yerine kullanılmak üzere düşünülmüş ve ilk ticari PLC 1969 yılında Modicon
firması tarafından geliştirilmiştir. O yıllarda röleli kumanda devreleri yerine kullanılmak
üzere geliştirilen bu aygıt yalnız temel lojik işlem komutları ile işlem yapabilmekteydi. İlk
ticari PLC’nin endüstride başarı ile uygulamasından sonra Allen Bradley, General Electric,
GEC, Siemens, Westinghouse gibi firmalar orta maliyette yüksek performanslı PLC’ler
üretmişlerdir.
Günümüzde üretilen PLC’ler ise lojik temelli işlemlerin dışında ek olarak aritmetik ve özel
matematiksel işlemlerin yapılmasını sağlayan komutlar içermektedir. Komut kümesinin
gelişmesi ile daha karmaşık kumanda ve kontrol işlemleri yapılabilmektedir. PLC’lerin en
yaygın olarak kullanıldığı alanlar endüstriyel otomasyon sistemlerinin kumanda devreleridir.
Bilindiği gibi kumanda devreleri yardımcı röle, kontaktör, zaman rölesi ve sayıcı gibi
elemanlarla gerçeklenen devrelerdir. Günümüzde bu tür devrelerin yerini aynı işlevi sağlayan
PLC’li kumanda sistemleri almıştır.
PLC’ler endüstriyel otomasyon sistemlerinde doğrudan kullanıma uygun özel giriş ve çıkış
birimleri ile donatılmışlardır. Şekilde gösterildiği gibi girişe basınç, seviye, sıcaklık
algılayıcıları ve buton gibi iki değerli lojik bilgisi taşıyan elemanlar, çıkışa ise kontaktör,
selenoid valf gibi kumanda devre elemanlarının sürücü elemanları doğrudan bağlanabilir.
Çıkışa ise PLC de üretilen lojik gerilim seviyesindeki işaretleri kullanarak sürme elemanı
olarak röle veya çalışma sırasında çok hızlı açma kapama gerektiren durumlarda doğru
akımda transistörlü, alternatif akımda triyaklı çıkışlar kullanılır. Kontrol edilen sistemdeki
kontaktör, röle, solenoid gibi kumanda elemanları sürme devreleri yardımıyla çalıştırılır.
M
GİRİŞ BİRİMİ
MERKEZİ
İŞLEMCİ BİRİMİ
ÇIKIŞ BİRİMİ
sensör
Şekil.101 PLC ile giriş çıkı elemanlarının kullanılması
Şekilde görüldüğü gibi bir PLC temel olarak;

Bir işlemci,

Giriş ve çıkış birimleri,

Programlayıcı birimi,

Besleme güç kaynağı gibi temel kısımlardan oluşmaktadır
BUTON, SENSÖR, ANAHTAR
GİRİŞ BİRİMİ
Programlayıcı
arabirimi
(Bilgisayar)
İŞLEMCİ
ÇIKIŞ BİRİMİ
KONTAKTÖR SELENOİD VALF
Şekil.102 PLC’nin basit yapısı
Ayrıca programı yedeklemek ve başka bir PLC’ye aktarmak için kalıcı bellek birimi, girişçıkış sayısını arttırmak için genişleme birimi, enerji kesilmeleri durumunda PLC’yi besleyen
yedek güç kaynağı ve iletişim ara birimi gibi elemanlar bulunur.
Sayısal işlemci PLC sistem programı altında, kullanıcı programı yürüten PLC nin çalışmasını
düzenleyen ve bu işlemleri yapmak için gerekli birimleri bulunan bir elemandır.
PLC'lerde bellek, sistem programının bulunduğu üretici firmanın geliştirdiği PLC
programının yüklü olduğu bellek alanı sistem belleği, kullanıcı programının bulunduğu
kullanıcı tarafından yazılan programın yüklendiği bellek alanı program belleği ve veri belleği
gibi bölümlerden oluşur. Sistem belleği ve PLC’ye ilişkin değiştirilmeyen veriler için salt
okunur bellek (ROM); program belleği ve veri belleği için rasgele erişimli bellek (RAM)
kullanılır. Veri belleği, giriş-çıkış işaret durumlarının tutulduğu (0-1) giriş çıkış görüntü
belleği ve kullanıcıya ayrılmış bellek alanlarından oluşur.
Kumanda ve kontrol amacıyla yazılan bir programın PLC program belleğine yüklenmesi bir
programlayıcı birimi ile sağlanır. Programlayıcı birimi mikroişlemci tabanlı özel bir el aygıtı
olabileceği gibi genel amaçlı kişisel bir bilgisayara yüklenmiş bir yazılımda olabilir. Bu birim
programın yazılması, PLC’ye aktarılması ve çalışması anında giriş çıkış ve saklayıcı
durumlarının gözlenmesi yada değiştirilmesi gibi olanakları da sağlar. PLC’leri
programlamak için geliştirilmiş olan yazılımlar, özellikle kumanda devreleri ile ilgili kişilerin
kolayca kullanabilecekleri veya uyum sağlayabilecekleri derleyici programlarıdır.
PLC’ler için geliştirilmiş olan programlama dilleri, kontaktörlü ve röleli kumanda
devrelerinin tasarımı ile ilgili kişilerin kolayca anlayıp uygulaya bileceği biçimde kullanıma
sunulmuştur. Genel olarak üç türlü programlama biçimi vardır.
 Komut kullanımı ile programlama
 Merdiven diyagramı gösterimi
 Diğer programlama yöntemleri
Motor Kontrol Uygulamalarında PLC Kullanımı
PLC ile daha üst seviyede otomasyon sağlanır. Sistem daha uzun süre bakımsız çalışır
Teknolojik gelişmelere uygun olarak PLC’li sistem az bir değişiklikle ya da hiçbir değişikliğe
gereksinim duyulmadan yeniliğe adapte edilebilirken kontaktörlü sistemde bu oldukça zordur.
Ayrıca daha az bir yer kaplar ve enerji harcayan PLC’de küçük çaplı işlerde tesis yatırımı
PLC’ de daha fazladır.
Genel olarak, bir kumanda devresi tasarımı için temel lojik işlem komutları yeterlidir ve bu
komutlara zamanlayıcı komutları da eklendiğinde bütün kontaklı kumanda devreleri
gerçekleştirilebilir. Elemanlar dağıtım hattına direkt olarak bağlanamazlar. Eğer gerekli olursa
programda kullanılmayan yardımcı rölelerin normalde kapalı kontaklar üzerinden bağlantı
yapılabilir. Ayrıca, röle bobininden sonra kontak bağlantısı yapılamaz. Eğer gerekli ise bu
kontağın röle bobininden önceye alınmalıdır.
PLC’de program yazarken PLC giriş ve çıkışlarından hangisi kullanılmış ise programlama
sırasında mutlaka verilmelidir. Çünkü herhangi bir kontaklı kumanda devresi bir lojik
fonksiyon ile ifade edilmektedir. Bu ifadeler ise PLC’de kontrol komutları olarak ifade
edilmektedir. Kontrol komutları PLC programının en küçük parçasıdır. Kontrol komutları
PLC belleğinde bir adrese atanmaktadır. Çalışma sırasında bu adreslerdeki bilgiler
kullanılarak gerekli kumanda işlemi gerçekleştirilmektedir. Şekilde PLC’deki kontrol kodu
gösterilmiştir. Komut, yapılacak işlem ve bir adres kısmından oluşur.
Q0.0 (adres)
Komutun yapacağı işlem
Şekil.103 PLC kontrol komutu
Komutun yapacağı işlem komut icra edildiğinde ne yapılacağını belirler. Temel olarak
Şekilde gösterildiği gibi “VE” ve “VE DEĞİL” mantığı ile işlem yapılır.
a
b
PLC’de kullanılan temel lojik komutlar
Şekil (a)’daki komutta giriş lojik 1 ise işlem sonucu lojik 1, giriş lojik 0 ise işlem sonucu lojik
0’dır. Şekil (b)’deki komutta ise giriş lojik 0 ise işlem sonucu lojik 1, giriş lojik 0 ise işlem
sonucu lojik 1’dır.
Komutun adres kısmı ise komut için ek bilgiyi içerir. Adres belirteci ve parametre kısmından
oluşur. Adres kısmı PLC’deki hangi birimin kullanıldığını belirtir. Örnekte çıkış röle (Q)
kullanılmıştır. PLC’de kullanılacak diğer temel birimler giriş (I), dahili röle (M) ve
zamanlayıcı (T) olarak verilebilir. Parametre ise komutun adres kısmının hangi bit ve byte
adresinde olduğunu belirtir. “Q 0.1” örneğinde “0” byte adresi, “1” ise bit adresini
vermektedir. Adresler 8 bit ve 8 byte’dan oluşmuştur.
PLC’de röleler çıkış ismini almıştır ve Şekilde gibi gösterilmektedir. Bobin girişi lojik 1 ise
işlem sonucu lojik 1, giriş lojik 0 ise işlem sonucu lojik 0’dır.
Şekil.104 Çıkış rölesi sembolü
PLC’deki bu yapının daha iyi anlaşılması için örnek verilecek olursa; Şekildeki devrede
başlatma butonuna basıldığında motor çalışacak, bırakıldığında motor duracaktır. Klasik
kumanda devresi verilmiştir.
Mp
R
Başlatma
Durdurma
M
Şekil.105 Kesik çalıştırma devre şeması
PLC’nin çıkışlarının 24 V DC olması nedeniyle çıkışta çalıştırılacak devre elemanları için ara
birime ihtiyaç vardır. Çıkıştaki 24 V DC gerilim ile çalışan bir röle çıkışa bağlanmıştır. Röle
kontakları üzerine kontaktör bağlanarak kullanılan selenoid valflerin ve motorların kumandası
sağlanmaktadır. Aynı zamanda gerilim beslemelerinin yapıldığı ara modül PLC ile dış devre
yalıtımınıda sağlamıştır. Şekilde PLC’nin kesik çalıştırma için gerekli olan devre elemanlarını
içeren bağlantı şeması verilmiştir.
24 V
I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5
Led
GİRİŞLER
CPU 224
ÇIKIŞLAR
+L
M
Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1
Şekil.106 PLC devre bağlantı şeması
Şekildeki PLC giriş ve çıkış modülünün her ayağı dijital bir bilgiyi ifade etmektedir. Girişler
kısmında kullanılan adresler çalışma şeklini belirlerken, çıkış adresleri ise solenoid valflerin
ve motorların çalışmasını kontrol etmektedir. Giriş adreslerine bağlanan buton konumlarına
göre, çalışma ve durma konumu belirlenmektedir. Bu devrenin Ladder diyagramı çizildiğinde
Şekildeki gibi olmaktadır.
Şekil.107 Kesik çalıştırma ladder diyagramı
Bu örnekte yapılan iş, I 0.0 olarak adlandırılan girişten gelen sinyalin değeri ile I 0.1
girişinden gelen sinyalin değerinin mantıksal VE işleminden geçirilmesidir. Ayrıca normalde
açık kontak için seri bağlantı komutudur
Bu diyagramın STL komut satırı karşılığı ise:
LDN
A
=
I 0.0
I 0.1
Q0.0
//I0.0 Girişini bilgiyi oku ve tersle
//ve bu sonucu I0.1 girişi ile A(nd) yani VE işlemine tabi tut
//And işleminin sonucuna göre Q0.0 çıkışını 1 yap
Klasik kumanda şemasının Ladder diyagramı ve STL komutları ile ifade edilmesine ait bir
örnek daha verilecek olursa; Şekildeki devrede başlatma butonuna basıldığında motor
çalışacak, bırakıldığında ise motor mühürleme kontağı üzerinden çalışmasına devam
edecektir. Çalışma durdurma butonuna basılıncaya kadar devam edecektir. Klasik kumanda
devresi verilmiştir.
Mp
R
Başlatma
Durdurma
M
M
Şekil.108 Sürekli çalıştırma
Bu devrenin Ladder diyagramı çizildiğinde Şekildeki gibi olmaktadır. Bu örnekte yapılan iş, I
0.0 olarak adlandırılan girişten gelen sinyalin değeri ile mantıksal OR işleminden geçirilen I
0.1 girişi ile Q0.0 çıkışının paralel bağlantı komutunda oluşan sinyalin değerlerinin mantıksal
VE işleminden geçirilmesidir.
Şekil.109 Sürekli çalıştırma ladder diyagramı
Bu diyagramın STL karşılığı ise:
LDN
LD
0
ALD
I 0.0
I 0.1
Q 0.0
I 0.1
//I0.0 Girişini bilgiyi oku ve tersle
// I 0.1 girişindeki bilgiyi oku paralel kol oluştur
I 0.1 girişindeki ile Q 0.0 çıkışındaki bilgiyi VEYA işlemine tabi tut
//Oluşan paralel kolu tamamla
ELEKTRİK TESİSAT BİLGİSİ
Kuvvet Tesisatı
Güçleri 3 kW’tan küçük olan bir fazlı motorlar, bir fazlı şebekelere bağlanabilirler. Bu
nedenle bu motorlar, aydınlatma tesisatlarındaki priz linyelerinden beslenebilirler. Ancak
güçleri 3 kW’tan büyük olan bir fazlı motorlar ve üç fazlı sistemle çalışan alıcıların enerjileri,
özel yapılacak tesisatlar ile sağlanır. İşte bu tesisatlara kuvvet tesisatı adı verilir. Kuvvet
tesisatlarında iş yerinin çalışmasında sürekliliğin sağlanabilmesi için dağıtım tablolarından
ayrı ayrı hatlar çekilir. Böylece herhangi bir makinenin arızalanması durumunda, diğer
makinelerin çalışması engellenmemiş olur. Ancak kimi iş yerlerinde üç fazlı ve küçük güçlü
makinelere (3 kW’a kadar) daha ekonomik olması nedeniyle ortak besleme hatlarından enerji
verilmektedir. Ancak ortak besleme hattından enerji verilmesinin kesintisiz bir çalışma için
uygun olmadığı da bir gerçektir.
Yapım yerleri
Gökdelenler, tekstil ve konfeksiyon sektörü, otomotiv sektörü, tersaneler, oteller, alışveriş
merkezleri, enerji iletimi ve dağıtımı gibi pek çok alanda kullanılır.
Uygulamada kuvvet tesisatları dört şekilde yapılır:
Ø Duvar üzerine montaj,
Ø Tavan üzerine kanallarla montaj
Ø Beton kanal ile montaj
Ø Busbar kanal ile montaj
Duvardan Döşeme Çeşitleri ve Yapım Gereçleri Özellikleri
Kuvvet tesisatı duvar üzerine kroşelerle, kablo kanalları ile ve konsollarla olmak üzere üç ayrı
şekilde yapılabilir.
Kuvvet tesisatının kroşelerle yapımı
Bu yöntemde kablolar, duvara tutturulur. Her kablo, çalıştıracağı motorun hizasına gelince
iniş yapılarak çelik spiral içine alınır ve motora giriş yapılır. Resimde kuvvet tesisatında
kullanılan kroşe resmi görülmektedir.
Şekil.110
Kuvvet tesisatının kanal ile yapımı
İç mekânların ihtiyaca göre yeniden şekillenmesi, atıl alanların kullanılır hale gelmesi, aynı
zamanda da dekoratif ve ferah bir kullanım sağlaması gibi avantajları nedeniyle PVC kanallar
(DLP profiller) ile kuvvet tesisatını duvardan döşeme yöntemi tercih edilir hâle gelmiştir.
Aşağıdaki Resimde çeşitli renk ve ölçülerde PVC kanal görülmektedir. Günümüzde
yıpranmaya karşı dayanıklı, alev almaz ve mükemmel kimyasal dayanıklılığa sahip kablo
kanalları üretilmektedir.
Şekil.111
Kuvvet tesisatının konsollarla yapımı
Bu döşeme şeklinde kablolar, duvara sabitlenmiş galvanizli çelik konsollar üzerine monte
edilmiş kablo kanallarından geçirilir. Şekilde konsol şekilleri görülmektedir.
Şekil.112
Kuvvet Tesisatında Kullanılan Kablo Özellikleri
Kuvvet tesisatlarında aşağıdaki kablolar kullanılır:
NVV (NYM-Antigron) kablo
NVV kablolar, 300/500 Voltluk gerilim altındaki mekanik zorlamaların olmadığı rutubetli
yerlerde, her türlü mesken ve iş yerinde sıva altı ve sıva üstünde kullanılır. Tek veya çok
damarlı olarak üretilirler. Minimum bükülme yarıçapı 4xD (D:kablonun dış yarıçapı),
maksimum çalışma sıcaklığı 70˚ ve maksimum kısa devre sıcaklığı 160˚’dir
Şekil.113 NVV (NYM – antigron) kablo
YVV (NYY) kablo
0.6 / 1 kV PVC izoleli, tek veya çok damarlı, bakır iletkenli, şebeke, aydınlatma ve güç
dağıtım kablosu olarak kullanılan bu kablo, fazla mekanik zorlamaların olmadığı dâhilî,
haricî, toprak altında ve kablo kanalında kullanılır. Minimum bükülme yarıçapı 12xD,
maksimum çalışma sıcaklığı 70˚ ve maksimum kısa devre sıcaklığı 160˚ dir (Resim 1.4).
Şekil.114 YVV (NYY) kablo
XLPE izoleli YXV (N2Y) kablo
0.6/1 kV XLPE izoleli, tek veya çok damarlı, bakır iletkenli dielektrik kaybı çok düşük olan
bu kablolar, yerleşme ve endüstri bölgelerinde hariçte, toprak altında ve kablo kanallarında
ani yük değişiminin olduğu enerji tesislerinde kullanılır. Minimum bükülme yarıçapı 12xD,
maksimum çalışma sıcaklığı 90˚ ve maksimum kısa devre sıcaklığı 250˚ dir (Resim 1-5).
Şekil.115 XLPE izoleli YXV (N2Y) kablo
XLPE izoleli çelik zırhlı YXZ2V (2XRY) kablo
6/1 kV gerilim altındaki tesislerde kullanılan, mekanik zorlamalara dayanıklı ve dielektrik
kaybı çok düşük olan bu kablolar; yerleşme ve endüstri bölgelerinde, hariçte, toprak altında ve
kablo kanallarında ani yük değişimlerinin olduğu enerji tesislerinde kullanılır. Minimum
bükülme yarıçapı 12xD, maksimum çalışma sıcaklığı 90ºC maksimum kısa devre sıcaklığı
250 ºC’dir.
Şekil.116 XLPE izoleli çelik zırhlı kablo
Tavan Üzerine Montaj
Kanal Çeşitleri
Çoklu kablo taşıma sistemlerinde kablo kanalları kullanmak; kabloların dağıtım ve
taşınmasında sağladığı kolaylıklar, iç yapı dizaynına uygun ve kolay montaj imkanı gibi
avantajları nedeniyle en ideal çözümlerden biridir.
Yapım Gereçleri
Kuvvet tesisatının tavandan döşenmesinde aşağıda belirtilen malzemelerden yapılmış kanal
taşıyıcı sistemleri kullanılır:
Sacdan yapılmış kablo kanalları
Kuvvet tesisatının tavana döşenmesinde kullanılan sac kablo kanalları (Resim 1.31),
genellikle boyuna veya enine oval deliklidir. Bu delikler; taşıyıcıların içi ve kenarlarını
havalandırmayı sağlamak, tozu önlemek ve ekleme elemanlarını bağlamak için açılmaktadır.
Sac kablo kanalları, alüminyum veya paslanmaz çelikten yapılır. Kullanılan malzemeye göre
şekillendirme işlemleri bittikten sonra projede belirtilen standartlara göre korozyonu
(yüzeysel
yıpranma-paslanma)
engellemek
için
galvanizleme
işlemi
yapılmaktadır
(pregalvanizli sıcak daldırma, elektro galvaniz). 3 metre boya kadar ve istenilen genişliklerde
sac kablo kanalları üretilmektedir. İsteğe göre elektrostatik boya kaplama veya özel plastik
kaplama işlemleri de yapılabilir. Resimde elektrostatik boya kaplama işlemi uygulanmış sac
kablo kanalları görülmektedir.
Şekil.117 Elektrostatik boya kaplama uygulanmış sac kablo kanalları
Tel örgü kablo kanalları
Tel örgü kablo kanalları, yoğun kablo taşımalarında tercih edilir. Üzerinde toz birikmemesi ve
kabloların kolay soğutulması gibi avantajları dolayısıyla tercih edilen kablo taşıma sistemidir.
Bu nedenle de daha çok çimento ve hazır beton fabrikalarında tercih edilir. Alüminyum veya
paslanmaz çelikten yapılırlar. Kablo kanalı ve merdivenlerinde olduğu gibi korozyonu
engellemek amacıyla isteğe bağlı olarak galvanizleme yöntemleri ve elektrostatik boya
kaplama işlemleri uygulanabilir. 3 metre boya kadar çeşitli genişlik ve yükseklikte imal
edilirler. Resimde elektrostatik boya kaplama işleminden geçirilmiş tel örgü kablo kanalları
görülmektedir.
Şekil.118 Elektrostatik boya kaplama işleminden geçirilmiş tel örgü kablo kanalları
Sert plastikten (pvc) yapılmış kablo kanalları
Kuvvet tesisatının tavana döşenmesinde kullanılan PVC kablo kanalları enine veya boyuna
delikli olarak imal edilir. Yatay ve dikey olarak kullanılabilir. Tüm genişliklerde kolay ve
hızlı monte edilebilme imkânı sağlar. Korozyona karşı dayanıklı olacak şekilde imal edilir. 3
m boya kadar ve istenilen genişliklerde üretilir. Az sayıda ve küçük kesitli kabloların
taşınmasında kullanılır. Diğer kuvvet tesisatı döşeme yöntemlerine göre daha kolay ve
ekonomiktir. Hafif olduklarından taşınması kolaydır ve ağırlık yapmaz. Kısa devre oluşmaz.
Resimde sert plastikten yapılmış delikli kablo kanalları görülmektedir.
Şekil.119 Sert plastikten yapılmış kablo kanalı
Kuvvet Tesisatının Tavana Montajlı Kanallar ile Yapımı
Öncelikle hangi kablo taşıyıcı sistemin kullanılacağı belirlenmelidir. Kablo taşıyıcı sistem
seçimi yapılırken şu faktörler göz önünde bulundurulur:
Ø Kablo cinsi: Kumanda veya aydınlatma kabloları küçük kesitli ve fazla ağır olmayan
kablolar olduğundan bu kabloları taşıyan kanalların sık aralıklarla desteklenmesi gerekir. Bu
nedenle de sacdan yapılmış delikli veya sert plastikten yapılmış kanallar tercih edilir. Ancak
güç kabloları yük altında ısındıklarından bu ısının dağıtılması için çok iyi havalandırılmaları
şarttır. Bu amaçla da güç kablolarının döşenmesinde kablo merdivenleri tercih edilir.
Ø Kablo ağırlığı ve kesiti: Kablo kanalları ve kablo merdivenleri, değişik ağırlıklarda ve
kenar
yüksekliklerinde
üretilirler.
Hangi
ağırlıkta
ve
kenar
yüksekliğinde
kanal
kullanılacağına karar verirken kullanılacak kablonun ağırlığı ve kesiti göz önünde
bulundurulur. Kablonun ağırlığı ve kesiti artıkça kablo kanalının ve merdiveninin ağırlığı ve
kenar yüksekliği de artar.
Ø Montaj yönü: Kablo kanalları yatay ve dikey olarak monte edilebilirler. Yatay montajlarda
kablo kanalları, dikey montajlarda ise kablo merdivenleri kullanılır. Kullanılacak kablo
taşıyıcı sistem, yukarıda belirtilen faktörler göz önünde bulundurularak belirlendikten sonra
döşemenin yapılacağı hat tespit edilmelidir. Ardından da uygun birleştirme elemanları ve askı
sistemleri kullanılarak taşıyıcı sistemin montajı gerçekleştirilir.
Not: Taşıma sistemleri ve bu taşıma sistemlerinde kullanılacak yardımcı aparatlar, üretim
yapan firmaya göre bazı değişiklikler gösterebilir.
Askı ve Destek Sistemleri
Kullanılacak kablo taşıyıcı sistemin tavana monte edilmesini sağlayan sistemlerdir. Hangi
kablo taşıyıcı sistem kullanılacaksa ona uygun askı ve destek sistemleri belirlenir. Modül askı
taşıyıcıları, tavan bağlantı elemanları ve destek sistemleri kullanarak oluşturulan sistemlerin
çok yaygın kullanma alanı vardır. Her türlü endüstriyel tesisin aydınlatma ve güç kablolarının
taşınmasında kolay ve güvenilir bir çözüm yoludur.
Modül askı taşıyıcıları tavan bağlantı elemanları
Uygun askı sistemleri oluşturarak kablo taşıyıcı sistemlerinin tavana asılmasını sağlarlar.
Resimde askı taşıyıcıları, tavan bağlantı elemanı ve destek elemanı görülmektedir
Şekil.120
Dikey T bağlantılar ve boru sistemleri
Çeşitli askı ve destek sistemleri kullanılarak tavana döşenen kablo kanalı veya
merdivenlerinden iş yerindeki makinelere enerji almak amacıyla kullanılın sistemlerdir.
Tavana döşeli kablo kanallarından enerji, “dikey T bağlantılar” yardımıyla ya da “boru
sistemleri” ile alınır. Resimde dikey T bağlantı elemanı görülmektedir.
Şekil.121
Beton Kanal ile Montaj ve Özellikleri
Eğer kuvvet tesisatının döşeneceği atölye veya iş yeri büyük ise makineler çok ve duvardan
uzakta bulunacak ise kuvvet tesisatı dağıtım panosundan, makinelere ve tezgâhlara kadar
yeraltına açılan beton kanallar veya paslanmaz çelikten yapılan yeraltı kablo kanalları ile
döşenir. Yeraltı döşeme sistemleri, kablo dağıtımına kuruluş anında ve gelecekte olabilecek
değişikliklere çözümler getiren, işletmede anında oluşabilecek ihtiyaçlara zemin oluşturan
modüler bir sistemdir. Çalışma ortamlarını kablo karışıklarından kurtararak estetik, güvenli ve
emniyetli kablo dağıtımını sağlar. Sisteme ulaşım kolaydır. Gelecekteki gereksinimler,
kanalların genişliği ve çıkış kutularının esnekliği sayesinde kolaylıkla karşılanır. Dekorasyona
dokunulmadan sistemin kapasitesi artırılır. Bu metot oldukça pahalıdır. Ayrıca iş yerinde ağır
malzeme ve gereçlerin taşınması zemindeki kapağın esnemesine, hatta kırılmasına neden
olabilir.
Beton kablo kanalları ve standart boyutları
Beton kanal ölçüleri, içerisinden geçirilecek kablo sayısına göre belirlenir. Kanal derinliği en
az 300 mm, genişliği de çekilecek kablo sayısına bağlı olarak 300 – 1000 mm arasında
değişmektedir. Kanal genişliği şu formül kullanılarak hesaplanabilir:
G=d*(2n+1)
Bu formülde,
G=Kanal genişliği (mm)
D=Kablo dış çapı (mm)
n= Kablo sayısı
Ayrıca çelikten yapılan yeraltı kablo kanalları da bazı tesislerde kullanılmaktadır. Paslanmaz
çelikten yapılan yeraltı kablo kanalları 3000 mm uzunluk ve 300 mm genişliğe kadar
üretilmektedir. Kanal ölçüleri, içerisinden geçirilecek kablo sayısına göre belirlenir. Kanal
derinliği en az 300 mm genişliği de çekilecek kablo sayısına bağlı olarak 300-1000 mm
arasında değişmektedir. Yeraltı kablo kanallarına korozyonu önlemek için galvanizleme
işlemi yapılabilir. İstenilirse elektrostatik boya kaplama işlemi de yapılabilir. Yer altı kablo
kanalları düz tip, patlamalı tip ve pencereli tip olmak üzere üç şekilde imal edilirler.
Şekil.122
Kuvvet tesisatının beton kanaldan yapımı
Öncelikle beton kanalların tuğla ile örülerek iç kısmının sıvanması gerekir. Kanalların zemini,
su birikmesini önlemek amacıyla yana ve boylamasına eğimli olmalıdır. Eğimin en az olduğu
kısım, büz veya bir boru ile bina dışına iletilir ve böylece toplanacak suyun bina dışına
alınması sağlanır. Kablolar kesinlikle doğrudan beton zemin üzerine döşenmemelidir. Zemine
yerleştirilen bir takoz veya sehpa (ızgara) üzerine döşenmelidir.
Şekil.123
Busbar Kanal İle Montaj ve Özellikleri
Busbar, elektrik enerjisinin dağıtım ve taşınması için tasarlanmış prefabrik ve modüler bir
sistemdir. Genel yapısı metal bir gövde içerisinde, standartlara uygun olarak alüminyum ya da
bakır iletkenlerin izolasyon malzemeleri ve ortamları ile birleşmesinden oluşur.
Şekil.124 Busbar kanalın yapısı
Busbar sistemleri geliştirilmeden önce kullanılan klasik sistemlerde yüksek akımların
taşınması (trafo-pano bağlantılarında, kolon hatlarında, fabrikaların iç enerji dağıtımında) çok
kalın kesitli, birçok kablonun paralel bağlanması ile gerçekleştirilirdi. Kablolu sistemlerde
kabloların taşınması, kablo raflarına ya da şaft boşluklarına yerleştirilmesi, pano, şalter ya da
buatların bağlanması, yeni ihtiyaçlara göre şekillendirilmesi çok büyük zorluklar
doğurduğundan alternatif olarak modüler sistemler geliştirilmiştir. Yüksek maliyetli, esnek
olmayan ve istenilen yerden akım alınamayan kablolu sistemlerin yerini modüler busbar
enerji dağıtım sistemleri almıştır. Bu esneklik sayesinde klasik sistemlerde problem olan tüm
işlemler, busbar enerji dağıtım sistemleri ile kolayca çözülür.
Avantajları
Ø Kolaylık, Planlama ve Mühendislik Kolay dizayn edilir. Güç dağılımı ve temiz network
yapısı ile kolay mühendislik ve kurma olanağı sağlar.
Ø Hızlı ve Kolay Montaj Çok az takım kullanarak hızlı montaj yapmak mümkündür. Busbar
sistemleri hissedilir ölçüde montaj zamanını azaltır.
Ø Esneklik ve Ekonomi
Modern işletmelerde gerek kuruluş, gerekse işletme sırasında ihtiyaç duyulan her türlü
makine ve güç yerleşim değişikliğine kolay, ekonomik, hızlı ve modern çözümler sağlar. Yeni
makine ilavesine, çeşitli noktalarda enerji teminine tesisin çalışan kısımlarını aksatmadan
imkân sağlamaktadır.
Ø Güvenli Enerji İletimi ve Dağıtım
Sac gövde içinde izole baralar vasıtası ile dağıtılan enerjiyi, özel çıkış üniteleri ile istenilen
noktalardan güvenli olarak ve enerjiyi kesmeden almak mümkündür.
Ø Uzun Ömür
Busbar sistemleri, özel bakım gerektirmeyen yapısal özelliklere sahiptir. Sistemin her parçası
modüler yapıda olup kolayca sökülüp takılabilir. Gerektiğinde sistemin tamamı başka bir yere
kolaylıkla taşınabilir.
Ø Modern Görünüm
İşletmelere fonksiyonel kullanımın yanı sıra modern bir görünüm kazandırır.
Ø Çok Merkezli Dağıtım
Bina karakteristiği ne olursa olsun tüm tesisatlarda zaman içerisinde güncelleme ihtiyacı
doğar. Çok merkezli dağıtım sistemi tesisatınıza ihtiyacınız olan esnekliği kazandıran
çözümdür. Doğru çözümü seçmek tesisatınızın kalitesini garantiler; daha hızlı montaj ve
modifikasyon imkânı işçilik maliyetlerinizi azaltır.
Geleneksel aydınlatma ve güç dağıtımı sisteminde kablo ve mekanik destek sistemi kullanılır.
Ancak kablo, çoklu ve karmaşık bir şekilde merkezi dağıtım sistemi yaratarak gücün şalt
panosundan alınıp teker teker her bir cihaza götürülmesini gerektirir. Bu da kablo
kurulumunun çoğunlukla uzun ve oldukça emek harcanan yoğun bir süreç olduğu anlamına
gelir. Bir kere kurulduğundaysa örneğin, elektrik prizlerini kaldırmak veya yeni makineleri
sisteme almak için yeni prizler takmak amacıyla değişiklik yapmak zordur.
Kabloyla ilgili bir başka sorunsa koruma cihazlarının, devre kesicileri veya sigortaların
dağıtım panosunda toplanmış olmasıdır. Örneğin, sadece tek bir makinede güvenle bakım
yapabilmek için tüm sistemin büyük bir bölümünün kapatılması gerekebilir.
Şekil.125 Çok merkezli dağıtım sistemi
Busbar sistemi, etkin biçimde açılmış bir dağıtım panosu gibi hareket ederek ilk seferde
kurulumu çok çabuk ve sonraki zamanlarda defalarca değişikliğe tabi tutulması kolayca
mümkün olan basitleştirilmiş ve esnek birçok merkezli dağıtım sistemi yaratır. Ek bir faydası
da koruma cihazlarının her yükün yakınına yerleştirilebilmesidir. Bu da makinelerin
çevrelerindeki alana gelen güç beslemesini kesmeye gerek kalmadan onarım veya bakıma tabi
tutulabilmesini sağlar.
Şekil.126
Kullanım yerleri
Busbar sistemlerinin büyük sanayi tesislerinden, gökdelenler, tekstil ve konfeksiyon sektörü,
otomotiv sektörü, tersaneler, oteller, alışveriş merkezleri ve benzeri tesisler, enerji iletimi ve
dağıtımında trafo ana pano arası ve panolar arası bağlantıları, sanayi tesislerinin montaj ve
bakım atölyeleri, iş merkezleri, depolar ve laboratuarlar gibi pek çok kullanım alanı vardır.
Boru ve Buatlar
Tesisat boruları
Elektrik enerjisi alıcılara veya kumanda elemanlarına iletkenler aracılığı ile ulaşmaktadır.
Üzerinden akım geçen iletken kabloların çevreye zarar vermemesi ve iletkenlerin dış
darbelerden korunması için yalıtkan bir gereç olan boru içerisinden çekilir.
Şekil.127 Binanın tavan borusunun döşenmesi
Çeşitleri ve çapları
Bergman boru, peşel boru, PVC boru, spiral (bükülgen) boru, çelik (stalpanzer) boru olmak
üzere çeşitli borular vardır.
Ø Bergman Boru: İç kısmı vernikli kartonla kaplı alüminyum veya yumuşak çelik sactan
yapılmış sıva üstü tesisatta kullanılan boru çeşididir. Günümüzde kullanılmayıp, eski ev
tesisatlarında görülmektedir. Bergman borunun boyu 3 metre olup, boru çapı 9–11–13,5–16–
23–29–36–48 mm dir.
Ø Peşel Boru: İnce çelik sactan yapılmış, paslanmaya karşı özel bir madde ile kaplanmış ve iç
kısmı yalıtımsız boru çeşididir. Günümüzde kullanılmayıp, eski evlerde sıva altı tesisatlarında
görülmektedir. Peşel boru çapları TS–7’ ye göre 8–14–18–26–37 mm’dir.
Ø PVC Boru: PVC (polivinil clorür) maddesinden yapılır. PVC (plastik) borular nemden
etkilenmez, kolay işlenebilir, dayanıklı, hafif, boya ve özel bakım istemez ve aynı zamanda
iyi bir yalıtkandır. Plastik borular, beton borusu ve duvar borusu olmak üzere iki çeşittir.
Beton borusu sert plastikten yapılır. Demir ve harçların baskısı karşısında zarar görmemesi
amacı ile sert olarak yapılır. Duvar borusu ise daha işlenebilir olması açısından yumuşak
plastikten yapılmıştır. PVC boru, sıva altı tesisatta kullanılabilir. PVC (plastik) borular 3’er
metre boyunda çubuk ve 50-100’er metre boyunda kangallar hâlinde satılır. Plastik boru
çapları ise 14-18-26-32-40-50-63 mm’dir.
Şekil.128 PVC borular
Ø Spiral (Bükülgen) Boru: Spiral borular, istenilen açıda bükülebilen borulardır. Elektrik
tesisatında kolon hatlarında, kiriş dönüşlerinde ve dönüşlerin çok olduğu yerlerde kullanılır.
İşçiliği kolaylaştırır. Spiral borular, metal ve yalıtkan gereçlerden yapılır. Metal olarak
galvanizli çelik, kalaylı çelik ve izoleli çelikten yapılan çeşitleri vardır. Spiral boru çapları 9–
11–14–18–26–32–37 mm olup, panolar için ayrıca pano spirali(ince ) ve pano spirali (kalın)
olmak üzere 25–50–100 m boylarında kangal olarak üretilir.
Şekil.129
Şekil.130
Buatlar
Buatlar (ek kutusu), elektrik tesisatında iletkenlerin birbiri ile bağlantısının yapıldığı kutudur.
Eklerin, buat dışında başka bir yerde yapılması yasaktır. Buat kullanım yerine göre farklı
ölçülerde ve tiplerde olabilir.
Şekil. 131 Buat içindeki iletkenlerin bağlantısı
Çeşitleri ve standart boyutları
Buatlar kullanıldıkları tesisatın yapısına ve kullanıldıkları yere göre norm buat (derin), kare
buat, tünel buat, kontralı buat, sıva üstü buat, antigron buat, dahili tip galvanizli çelik buat,
harici tip buat, kondulet buat olmak üzere çeşitlere ayrılır.
Şekil. 132 Buat çeşitleri
Ø Norm Buat: Dairesel tip buat türüdür. Boruların giriş çapına göre buat boru girişleri de
farklı çaplarda olur. Buatlar, boru giriş sayısı dikkate alınarak birden fazla (2–3–4) girişli
olarak imal edilirler. Derinlik olarak 37 mm ve çap olarak 70 mm ebatlarında üretilmektedir.
Ø Kare Buat: Kare buat, tesisatta iletken bağlantısı çok olan yerlerde kullanılır. Örneğin; ana
dağıtım noktalarında (kolon hatlarında, linye hattı başlangıcında, apartman dairelerindeki
geçiş noktalarında…). Kare buatlar, 8x8, 10x10, 12x12, 15x15, 20x20, 26x12 mm’dir.
Ø Tünel Buat: Tünel buatlar, dairesel buat çeşidi olup boru girişleri kare buat girişinin
aynısıdır. Boru girişi, buat üzerindeki dairesel kısımları kesici yardımı ile açarak yapılır. Buat
derinliği 42 mm ve dış çap uzunluğu 80 mm dir.
Ø Kontralı Buat: Kontralı buatın yapısı tünel buata benzer. Yapı olarak tek farkı, alttan
girişinin de olmasıdır. Buat derinliği 42 mm ve dış çap uzunluğu 80 mm’dir.
Ø Sıva Üstü Buat: Sıva üstü buatlar daha çok eski yapılarda görülmektedir. Günümüzde de
sıva üstü tesisatlarda kullanımı mevcuttur. Buat çapı 52 mm ve derinliği 18 mm’dir.
Ø Antigron Buat: Nemli yerlerde kullanılır. Sıva üstü elektrik tesisatında kullanılır. Kare ve
dairesel olmak üzere iki tipte üretilir. Dairesel olanları 70, 90 mm, 3 girişli ve 4 girişli olarak
üretilir. Antigron kare buatların boyutları 85x85, 100x100, 180x110 mm’dir.
Ø Dahili Tip Galvanizli Çelik Buat: Galvanizli çelik buatlar 1.6 mm kalınlıktaki galvanizli
çelikten, tek bir parçadan preslenerek imal edilmiş olup en ağır şartlara göre dizayn
edildiğinden yüksek mekanik dirence sahiptir. Galvanizli çelik boru tesisatında kullanılır.
Ø Harici Tip Buat: Harici tip buat, gri renk fırın boyalı dökme alüminyumdan imal edilmiş
olup kesinlikle paslanmaz ve harici hava şartlarına karşı son derece dayanıklıdır. Sıva üstü
tesisatta kullanılır. 102x102 ve 102x51 mm ebatlarında üretilmektedir.
Ø Kondulet Buat: Dökme alüminyumun gri epoksi fırın boya ile boyanmasıyla imal edilen
tesisatta dirsek olarak dönüşlerde, kablo çekmede, tesisat içindeki kablolara ek yapmada ve
bakımda kolaylık sağlamaktadır. 1/2” ile 1”(inç) arasında değişik ebatlarda üretilmektedir.
Kasalar
Elektrik tesisatında sıva altı tesisatta anahtar, priz gibi elemanların duvara sabitlenmesinde
kullanılır. Sıva üstü tesisatta kanallarda özel imal edilmiş olan kasalar kullanılır. Elektrik
tesisatında kullanılan kasalar, kullanılacağı yere göre değişik türde ve boyuttadırlar.
Şekil. 133 Standart kasa çeşitleri
Standart boyutları
Elektrik tesisatında kullanılan kasalar, derinlik olarak 40–42–44–45–50–54–56–62–64 mm ve
çap olarak 60–61–62–64–65–66 mm ölçülerinde üretilmektedirler.
Döşeme Altı Boru Ve Kanalı Döşeme
Yer döşeme altı kanalları
Elektrik enerjisinin kanallar aracılığı ile tavan ve duvar yerine zeminden (taban) iletimini
sağlayan kanal sistemine döşeme altı kanal sistemi denir. Döşeme altı kanal sisteminde ilk
olarak beton kanal sistemi kullanılmaktayken, günümüzde teknolojinin gelişmesi ile daha
farklı, ama kullanışlı bir kanal sistemi kullanılmaktadır. Modern ofis ve teknolojik bina
tasarımlarının, maksimum esneklik ölçülerine imkân tanır şekilde yapılması gerekmektedir.
Bu şekilde tasarlanan mekânlar, gelecekte oluşabilecek yer ve sistem değişikliklerine kolayca
adapte olabilecektir. Döşeme kanal sistemi ile binanın iç kısmının mimarı yapısı
bozulmamakla beraber çalışma ortamını da daha kullanışlı hâle getirmektedir.
Kablo kanal sistemleri, çalışma ortamlarını kablo karışıklarından kurtararak estetik, güvenli
ve emniyetli kablo dağıtımını sağlar. İş yerlerindeki çalışma alanlarının değişikliklerine ya da
kapasite artışlarına kolaylıkla adapte olur. Sisteme ulaşım çok kolaydır. Gelecekteki
gereksinimler, kanalların genişliği ve çıkış kutuların esnekliği sayesinde, kolaylıkla karşılanır.
Dekorasyona dokunulmadan sistemin kapasitesi artırılır.
Kanal sisteminin avantajlarını dikkate aldığımızda planlama kolaylığı, çok sayıda çıkış
alınabilme, kolay ve hızlı kablo dağıtımı, sağlam konstrüksiyon (yapı), kablo dağıtımında
esneklik, dekoratif görünüm, kolay ve fonksiyonel kullanım ve güvenli kablo dağıtımı gibi
avantajları mevcuttur.
Yapıları ve yardımcı gereçleri
Döşeme altı kanallar, yapılarına göre metal (galvaniz çelik) veya PVC esaslı plastik yapıda
olabilirler. Metal kanallar, genellikle döşeme altında iki veya üç gözden oluşan bir yapıda,
belli mesafelerde kablo çıkışları olacak şekilde döşenirler. Kablo çıkışlarının yapıldığı
kısımlara buat adı verilir. Buatlar ya sadece kablo çıkışı olarak kullanılır ya da kabloların
sonlandırılacağı prizlere monte edilebileceği bir yapıda dizayn (tasarım) edilir. Metal
kanalların özellikle yarı açık kanalların kullanıldığı bölgeler ise genellikle yükseltilmiş
döşeme altları ve alçaltılmış tavan alanlarıdır. Bu bölgelerde zemine veya tavana özel
aparatlar ile monte edilerek kullanılırlar.
Döşeme altı ve yükseltilmiş döşeme kablo kanal sistemleri, kablo dağıtımına kuruluş anında
ve gelecekte olabilecek değişikliklere çözümler getiren, işletmede anında oluşabilecek
ihtiyaçlara zemin oluşturan modüler bir sistemdir. Döşeme altı kanal sistemi, büyük sanayi
atölyelerde( makinelerin yerleri duvardan uzak ve aynı mesafede olan) ve iş yerlerinde
kurulum maliyeti fazla olup çalışma kolaylığı sağlayan kullanışlı bir sistemdir.
Yükseltilmiş döşeme sistemi ve döşeme altı klimatizasyon, sistemin ana elemanları olup
demonte bölmeler, alttan aydınlatma, elektrifikasyon ve yangın algılama söndürme sistemleri
bu sistem içerisinde birlikte uygulanmaktadır. Döşeme altı kanal sisteminde zayıf akım,
kuvvetli akım ve veri kabloları birbirinden ayrı olarak aynı kanal içerisindeki kanal
gözlerinden ayrı olarak da çekilebilmektedir.
Döşeme kanal sistemi, döşeme altı kanal ile yapılmakla beraber, zemin yüzeyinden balık sırtı
döşeme kanal sistemi kullanılarak da döşeme işlemi yapılır. Balık sırtı kanal sistemine giriş,
duvar kanalı ile yapılmaktadır. Döşeme altı kanal sisteminde kullanılan yardımcı gereçler
şunlardır: Dağıtım döşeme plakası (yükseltilmiş döşeme), döşeme altı buat ve döşeme altı priz
kutusu, sütun ve yükseltilmiş zemin kutusu, çıkış elemanı.
Ø Dağıtım Döşeme Plakası (Yükseltilmiş Döşeme): Yükseltilmiş döşeme, bina betonarme
tabanı üzerinde ikinci bir döşeme yüzeyi oluşturur. Aradaki boşluğun mekanik, elektrik,
havalandırma tesisatlarına ait boru, kablo ve kanal gibi malzemeleri mekân içerisinde
herhangi bir yıkma, yeniden yapma gibi zaman ve para kaybına yol açan inşaat işlerine gerek
kalmaksızın istenilen noktaya hızla ulaştırılmasına olanak sağlayan bir yapı malzemesidir.
Uygulama alanlarına bağlı olarak gerek statik elektriği deşarj edebilecek kadar iletken ve
gerekse tamamı ile yalıtkan yükseltilmiş döşeme sistemi 600x600 mm ya da 600x400 mm
ebatlarındaki yüksek yoğunluklu sunta özlü (720–750 kg/m3) ya da kompozit paneller ile
tamamı galvanize çelik ayarlanabilir ayak ve kuşaktan oluşmaktadır.
Yükseltilmiş döşeme panelleri uygulama alanlarına göre:
Ø Anti-statik PVC
Ø Anti-statik HPL
Ø Linolyum
Ø Granit ya da seramik
Ø Ahşap ya da parke kaplı olarak üretilmektedir.
Homojen PVC esaslı zemin kaplama malzemeleri tek tabakadan oluşan, yani aşınma tabakası
olmayan ürünlerdir. Dolayısıyla üst yüzeylerinde bir koruma tabakası bulunmamaktadır. Üst
yüzeyin korunması için herhangi bir kaplama bulunmaması hâlinde PVC yer kaplama
malzemeleri, çevresel etkenlerden kolayca zarar görebilirler. Heterojen esaslı PVC yer
kaplamaları, muhtelif katmanlardan oluşurlar. Koruma tabakası, darbelere sürtünmelere ve
çizilmelere karşı öngörülmüştür. Dağıtım döşeme plakası montaj işleminden önce plaka
ayaklarına zemindeki bozuklukları düzeltmek için yapıştırıcı sürülür. Kabloların döşeneceği
ve buatın yerleştirileceği plakalar açılır ve döşeme işlemi yapılır.
Çeşitli ve standart boyutları
Döşeme altı kanallar kullanıldıkları yere göre:
Ø Balıksırtı kanal
Ø Döşeme altı kanal(düz tip)
Ø Döşeme altı kanal(patlamalı tip)
Ø Döşeme altı kanal(pencereli tip)
Ø Yarı açık kanal olarak çeşitleri mevcuttur.
Şekil. 134
Döşeme altı kanalların standart boyutlarını dikkate alırken yüksekliği, kanal genişliği ve boyu
dikkate alınır. Kanalların boyutları çok farklılık göstermekle beraber uygulamada en çok
kullanılan kanal boyutları aşağıdaki gibidir:
Yüksekliği: 30–40–60–80 mm
Kanal göz genişliği: 80–100–120–150–160–200–250–240–300–400 mm
Boyu: 1500–2000–2400–2500 mm
Balıksırtı kanalın boyu 2 m ve boyutu 20x92 mm’dir.
Yer Döşeme Altı Boruları
Yer döşeme altı boruları elektrik enerjisi iletimini sağlayan iletkenlerin döşeme kısmından
taşınmasını sağlayan taşıma sistemidir.
Yapıları ve yardımcı gereçleri
Yer döşeme altı boruları, yapı olarak darbe ve ezilmelere karşı dayanıklılık gerektiren bir
yapıya sahiptir. Bu dayanıklılığı sağlamak için termoplastik malzeme kullanılır. Bu tür sert
borular dayanıklılık gerektiren tavan ve taban kısımlarında kullanıldığı için beton boru olarak
adlandırılır.
Şekil. 135
Çeşit ve standart boyutları
Döşeme altı boruları:
Ø Spiral boru(ağır seri)
Ø Düz boru(orta seri)
Ø Düz boru(ağır seri) tiplerinde üretilmektedir.
Ağır seri tip spiral boru kullanım alanı geniş olmakla beraber döşeme kısmında yükseltilmiş
döşemelerde kullanılmaktadır. Ağır ve orta seri düz boru döşeme altında kullanılır.
Elektrikçilerde tavan beton döşemelerinde kullanılan sert PVC boru döşeme kısmında da
kullanılabilir. PVC boru tesisatında döşeme tesisatının daha ağır şartlara dayanıklı olabilmesi
için borunun üst kısmına harç dökülmektedir.
Spiral boru(ağır tip): 16–20–25–32–40–50–63 mm çapında ve boyu 100–50–25–15 m’dir.
Düz boru(orta tip-ağır tip): 16–20–25–32 mm çapında ve boyu 34–25–17 m’dir.
Sıva Üstü Tesisat
Dübeller
Dübel, plastikten yapılmış tutturma gerecine denir. Dübeller, beton ve duvar gibi yerlerde
elektrik tesis gereçlerini tutturmak için kullanılır. Eskiden tesis gereçlerini tutturmak için
takoz kullanılırken, dübellerin kullanımının yayılması ile zor olan bu uygulama günümüzde
tercih edilmemektedir. Dübeller, beton ve duvar gibi yerlerde matkap kullanılarak açılan
oyuklara yerleştirilir. Kullanacağımız dübeli montaj işleminde kullanacağımız vidanın boyun
çapı ve boyuna göre tercih etmeliyiz. Matkap ile delme işleminde kullanacağımız dübel ebadı
dikkate alınarak uygun matkap ucu seçilmeli ve ona göre delme işlemi yapılmalıdır. Eğer
dübel yuvası, geniş açılacak olursa dübel, yuva içerisinde sağlıklı olarak durmayacağından
elektik gereçler de sağlıklı olarak monte edilmemiş olur. Dübel, yuva içerisine yerleştirilirken
alçıya batırılarak yerleştirme işleminin yapılması daha sağlıklıdır.
Standart boyutları
Dübellerin kulanım alanları geniş olup, bu uygulama alanlarının yapısına göre dübelin
yapısında ve şekillerinde değişiklik yapılmıştır. Uygulamada kullanılan dübel çeşitleri
şunlardır: Plastik dübel, çelik dübeller(çakmalı dübel, gömlekli borulu dübel vb.), gaz beton
dübel, alçıpan dübel vb. Plastik dübellerin çekildiğinde kolay bir şekilde çıkmaması için
tırnak kısımları vardır. Uygulamada en çok kullanılan plastik dübel, 5-6-7-8-10-12 mm
çapında üretilmektedir. Dübeller belli sayılarda ambalajlanmış poşet içerisinde satılmaktadır.
Şekil. 136
Kablo Kanalı
Sıva üstü elektrik tesisatında, iletkenlerin sıva üstünden iletimini sağlayan dekoratif
görünümlü kanal sistemine kablo kanalı denir.
Yapıları ve yardımcı gereçleri
Kablo kanal sisteminde kanallar, tavan ve duvara monte edilir. Kablolar ise bu kanallar
içerisinden çekilir. Kenarı daha yüksek olan kanallar, daha çok ana kontrol sistemlerinde veya
data (veri) kablolarını döşemede kullanılabilir. Yatayda olduğu gibi dikeyde de yön
değiştirebilmek için tüm genişliklerde kolay monte edilebilen iç-dış bükey, yatay köşe, T ve
dörtlü kavşak parçaları gibi döşemede kullanılan yardımcı gereçleri mevcuttur.
Kanal döşemesinde dönüş kısımlarda modüler parçaları kanallara monte ederek daha rahat bir
montaj yapılmaktadır. Data, aydınlatma ve haberleşme hattı kabloları ayrı bölümlerden
çekilir. Bunun için kanal içerisine seperatör monte edilir.
PVC kanallarının avantajları şunlardır:
Ø PVC, korozyona uğramaz.
Ø Kısa devre gibi bir durum oluşturmaz.
Ø Hafiftir.
Ø Taşınması kolaydır ve ağırlık yapmaz.
Ø Montajı, kesilmesi ve delinmesi kolaydır.
Ø Kablo kanallar dekoratif bir görünüme sahiptir.
Çeşitleri ve standart boyutları
Kablo kanalları değişik kalınlıklarda sac ile yapılabildiği gibi PVC ile de yapılmaktadır.
Günümüzde sıva üstü tesisatında PVC kanallar daha çok tercih edilmektedir. PVC kanallar 22.10-3 m boyunda, 16-20-32-40-60-65-75-80-85-100-105-120-130- 140-150-170-195-200300-400-500 mm genişliğinde ve 12,5-16-20-25-35-40-50-65 mm kanal yüksekliğinde, delikli
ve deliksiz olarak yapılırlar. Delikli olanlar ısınan kablonun soğuması amacı ile kullanılır.
Ray tipi kanallar duvar ve tavana monte edilen konsollar yardımı ile duvar ve tavana
tutturularak döşeme yapılabilir.
Şekil. 137 PVC kanal kesme aksesuarı
Kullanılan kanal kapakları, kullanılan kanal ebatlarına göre tercih edilmelidir. Kanal içerisine
seperatör konulduğunda her bölme için ayrı kanal kapağı takılarak daha büyük ebatta kanallar
için kullanabiliriz.
Kroşe
Sıva üstü elektrik tesisatında kabloların sıva üstüne montajını sağlayan montaj elamanına
kroşe denir.
Yapıları ve yardımcı gereçleri
Kroşelerin kullanım alanı geniş olup, değişik kullanım alanlarında kroşenin yapısı da
değişmiştir. Kroşeler yapı olarak kabloların herhangi bir yere monte edilmesini sağlayarak,
çekilen iletken hattının daha güzel görünmesini ve dış etkenlerden kabloların etkilenmesini ve
kişileri elektrik enerjisinin etkilerinden korur. Uygulama olarak evlerde, küçük iş yerlerinde
daha çok kullanılmaktadır. Kroşeler; yapı olarak plastikten, metallerden (sac, bakır, galvanizli
sac…) yapılırlar. Kroşeler arası uzaklık kablonun kesiti dikkate alınarak, iç tesisat
yönetmeliği dikkate alınarak değişir. Kroşeler yapı olarak; kabloları tutucu kısım, kroşenin
montajını sağlayan vida ve çelik çivi kısmından oluşur.
Çeşitleri ve standart boyutları
Kroşe, kullanıldığı alana göre değişik çeşitlerde imal edilmektedir. Bunlar şunlardır;
Ø Plastik çivili kroşe
Ø Antigron kroşe
Ø Ray kroşe
Ø Tandır kroşe
Ø Yapışkan kroşe
Ø Vidalı kroşe
Şekil. 138 Kroşe çeşitleri
Kroşe çeşitlerinden günlük hayatımızda en çok kullanılanı, plastik çivili kroşe ve antigron
kroşedir. Kroşelerin çoğunluğu 1-1,5-2-3-4-5-6-7-8-9-10 numaralı olmak üzere çeşitli
çaplarda üretilmiştir.
SAYISAL ELEKTRONİK
Günümüz Elektroniği Analog ve Sayısal olmak üzere iki temel türde incelenebilir. Analog
büyüklükler sonsuz sayıda değeri içermesine rağmen Sayısal büyüklükler sadece iki değer
alabilirler. Analog büyüklüklere örnek olarak Basınç, sıcaklık gibi bir çok fiziksel büyüklüğü
örnek olarak verebiliriz. Şekil.139’daki elektrik devresinde çıkış gerilimi ayarlı direncin
değiştirilmesi ile birlikte 0 ile 12 Volt arasında sonsuz sayıda değer alabilir. Şekil.140’daki
devrenin çıkış gerilimi sadece iki gerilim seviyesinde tanımlanabilir. Eğer anahtar açıksa 0
Volt, anahtar kapalı ise 12 Volt devrenin çıkış geriliminin alabileceği değerlerdir.
Şekil.139
Şekil.140
Sayısal bir sistemde bilgiler sinyal adı verilen fiziksel niceliklerle temsil edilir. Sayısal
Sistemlerin çoğu sadece iki değeri olan sinyallerle çalışıyorsa bir hesap makinesinin sadece
iki voltaj seviyesini kullanarak nasıl 1974 gibi bir sayıyı nasıl tanımlayabilmektedir. Böyle bir
sorunun cevabı ise Sayısal Sistemlerin normal hayatta kullandığımız Decimal (Onluk) sayı
sistemini değil Binary (İkilik) tabanda kodlanmış sayı sistemini kullandığıdır.
Sayısal Mantık Seviyeleri Ve Dalga Formları
Bir Sayısal Sistem iki gerilim seviyesine göre çalışır. Bu nedenle her Sayısal Sistemin bu iki
gerilim seviyesine karşılık gelen bir biçimi olmalıdır. Bu nedenle Sayısal Devreler Binary
(İkilik) Sayı sisteminde kullanılan 1 ve 0 ile tanımlanmak zorundadır. Bu Sayısal Sistemin
girdilerinin ikilik koda dönüşmesini sağlar.
Aşağıdaki Pozitif Mantık ifadelerini kullanarak Sayısal kavramları tanımlayabileceğiz.
Örneğin bir anahtarın kapalı olması sayısal sistemde ‘1’ veya 5V’a eşit olacaktır.
Bir kare dalganın yükseleme ve düşmesinin çok küçük zaman diliminde olduğu düşünülürse
kare dalga sayısal sinyallere güzel bir örnek olabilir. Aşağıda bir kare dalga üzerindeki Lojik
seviyeler gösterilmiştir.
Şekil.141 Lojik seviyeler
Sayısal devrelerde negatif mantık kullanımı bazı uygulamalarda tasarımcıya büyük kolaylıklar
sağlamaktadır. Örneğin elektriksel gürültü problemi yaşanan sistemlerin tasarımında Negatif
mantık kullanımı gürültü probleminin ortadan kalkmasını sağlayabilir.
Şekil.142
Sayı Sistemleri
Decimal (onlu) sayı sistemi
Decimal(Onlu) Sayı sistemi günlük hayatta kullandığımız 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 rakamlarından
oluşur. Decimal(Onlu) Sayı sisteminde her sayı bulunduğu basamağa göre değer alır. Sistemin
tabanı 10’dur.
Örneğin 128 sayısı ;
128=1x10² + 2x10¹ + 8x10º
128=1x100 + 2x10 + 8x1
128=100 + 20 + 8
şeklinde yazılacaktır. Örnekten görüldüğü gibi Decimal(Onlu) bir sayıda her basamak farklı
üstel ifadelerle gösterilmiştir. Bu üstel ifade o basamağın ağırlığı olarak adlandırılır. O halde
Decimal(Onlu) bir sayıyı analiz ederken basamaklardaki rakam ile basamak ağırlığını
çarpmamız gerekiyor. Örnekte 3. basamaktaki 1sayısı 100 ile, 2. basamaktaki 2 sayısı 10 ile
ve 1. Basamaktaki 8 sayısı 1 ile çarpılır. Her basamaktaki çarpım sonucu toplanarak analiz
sonlandırılır.
Not: 10º=1 olduğu unutulmamalıdır.
Örnek:
Decimal(Onlu) 2784 sayısının analizini yapalım;
2784= 2x10³+7x10²+8x10¹+4x10º
2784=2x1000+3x100+8x10+4x1
2784=2000+700+80+4
2784=2784
şeklinde tanımlayabiliriz.
Ondalıklı decimal (onlu) sayılar
Eğer verilen Decimal(Onlu) sayı ondalıklı ise bu durumda normal analiz işlemi devam eder
yalnız ondalıklı ifadeyi 0’ı takip eden negatif sayılarla tanımlarız.
Örnek:
568,25 sayısının analizini yapınız.
568,25=5x10²+6x10¹+8x10º+2x10-¹ +5x10-²
568,25=500+60+8+0,2+0,05
568,25=568,25
şeklinde tamamlanabilir.
Binary (ikili) sayı sistemi
Binary (İkilik) Sayı sisteminin tabanı 2’dir.Ve bu sistemde sadece “0” ve “1” rakamları
kullanılmaktadır. Binary Sayı sisteminde’ de Decimal(Onlu) Sayı sisteminde olduğu gibi her
sayı bulunduğu basamağın konum ağırlığı ile çarpılır. Binary(İkilik) Sayı Sisteminde bulunan
her ‘0’ veya ‘1’ rakamları BİT (BInary DigiT) adı ile tanımlanır.Binary(İkili) sayılar
yazılırken en sağdaki basamağa en düşük değerlikli bit (Least Significant Bit-LSB),en soldaki
basamağa en yüksek değerlikli bit (Most Significant Bit-MSB) adı verilir.
Decimal(Onlu)
Sayılıları
sadece
iki
rakamdan
oluşan
Binary(İkilik)
sayılarla
tanımlayabilmemiz Sayısal Sistemlerin iki voltaj seviyesini kullanarak farklı büyüklükleri
tanımlanmasının anlaşılmasını sağlamaktadır.
Binary sayıların yazılışı ve decimal sayılara çevrilmesi
Binary(ikili) sayıları Decimal(Onlu) sayılara dönüştürürken her bir bit basamak ağırlığı ile
çarpılıp bu sonuçların toplanması gerekir.
Örnek:
(1010)2 = ( ? )10
(1010)2 = 1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20
(1010)2 = 8 + 0 + 2 + 0
(1010)2 = 10
Not: Binary (İkilik) sayıların Decimal(Onlu) karşılıkları bulunurken her basamak kendi
basamak ağırlığı ile çarpılır. Çarpım sonuçları toplanarak dönüşüm tamamlanır.
Ondalıklı binary sayıların decimal sayılara dönüştürülmesi
Ondalıklı Binary (ikilik) sayıları Decimal (onlu) sayılara dönüştürmek için izlenilecek yol
çarpım iki metodudur. Ondalıklı kısma kadar olan kısmı normal analiz yöntemini kullanarak
dönüştürürken ondalıklı kısmın basamak ağırlığı 0’ı takip eden negatif sayılar olarak
belirlenir.
Örnek:
( 111,101 )2 = (?)10
( 111,101 )2 = 1x2²+1x2¹+1x2º+1x2¯¹+0x2¯²+1x2¯³
( 111,101 )2 = 1x4+1x2+1x1+1x½+0x¼+1x⅛
( 111,101 )2 = 4+2+1+0,5+0+0,125
( 111,101 )2 = (7,625)10
Decimal sayıların binary sayılara çevrilmesi
Decimal(Onlu) sayıları Binary(İkilik) sayılara çevirirken “Bölme-2” metodu kullanılır. Çıkan
sonuç tersinden yazılır.
Örnek:
(33) 10 = ( ? )2
Ondalıklı decimal sayıların binary sayılara dönüştürülmesi
Ondalıklı Decimal(Onlu) Sayıların Binary(İkilik) karşılıkları bulunurken ondalıklı kısma
kadar olan bölüm için normal çevirim yöntemi uygulanır. Ondalıklı kısım, kesirli kısmın sıfıra
veya sıfıra yakın bir değere ulaşıncaya kadar 2 ile çarpılır.
Örnek:
(7,8125)10 = ( ? )2
ondalıklı decimal(onluk) sayısının binary(ikilik) karşılığını yazınız.
Çözüm:
İlk önce tam kısımlar daha sonra ondalıklı kısımları çevirelim.
Binary Sayı Sistemi Aritmetiği
Binary sayılarda toplama
Binary(İkilik) sayı sistemindeki temel toplama kuralları;
şeklinde belirtilebilir. Binary sayı sisteminde de iki sayı toplandığında eğer sonuç bir haneye
sığmıyorsa bir elde(cary) oluşur.
Örnek:
Aşağıdaki iki Binary(İkilik) Sayıyı toplayınız.
Çözüm:
Toplama işlemine Decimal(Onluk) Sayılarda olduğu gibi önce en düşük basamaktan
başlarız.
En sağdaki sütun 1 + 1 =
Ortadaki sütün 1 + 1 + 0 =
1 oluşan elde bir üst basamakla toplanır
0
0
En soldaki sütun 1 +0 + 0 = 1
1 oluşan elde bir üst basamakla toplanır
0
Not: Eğer en yüksek değerlikli basamakların toplamında bir elde oluşmuş olsaydı, bu toplam
sonucunun en yüksek değerlikli biti olarak karşımıza çıkardı.
Binary sayılarda çıkarma
Binary(İkilik) sayı sistemindeki temel çıkarma kuralları;
şeklinde belirtilebilir. Binary sayı sisteminde de küçük değerlikli bir basamaktan büyük
değerlikli bir basamak çıkarıldığında,bir üstteki basamaktan bir borç(borrov) alınır ve çıkarma
işlemi tamamlanır.
Örnek:
Aşağıda verilen iki Binary(İkilik) Sayıyı çıkarın.
Tamamlayıcı (Komplementer) Aritmetiği
Sayı sistemlerinde direkt çıkarma yapılacağı gibi Tamamlayıcı (Komplementer) yöntemiyle
de çıkarma yapılabilir. Tamamlayıcı (Komplementer) yöntemiyle çıkarma işlemi aslında bir
toplama işlemidir. Bu işlemde bir üst basamaktan borç alınmaz. Her sayı sistemine ilişkin iki
adet tümleyen (komplementer) bulunabilir. Bunlar; r sayı sisteminin tabanını göstermek üzere
1. r-1. Komplementer
2. r. Komplementer
olarak gösterilebilir. Taban yerine konduğunda bu iki tümleyen (komplementer)
Binary(İkilik) sayılarda 1. ve 2. Tümleyen (komplementer), Decimal(Onlu) sayılarda 9. ve 10.
Tümleyen (komplementer) adını alır.
r-1 Tümleyen (komplementer):
n haneli bir tamsayı kısmı ve m haneli bir kesiri bulunan r tabanında bir N pozitif sayı için:
r-1. Komplementeri = rn-r-m-N
olur.
r. Tümleyen (komplementer):
n haneli bir tamsayı kısmı bulunan r tabanında bir N pozitif sayı için, N’ in r. Komplementeri
= rn- N
şeklinde bulunur.
Not: Binary sayılarda kolay bir yöntem olarak 2’ ye tümleyen 1’e tümleyene “1” eklenerek
elde edilebilir.
2’ye tümleyen = 1’ e tümleyen+1
Bire-Tümleyenle Çıkarma:
Bir Binary(ikilik) sayının 1. Komplementeri basitçe her bir bitin tersinin alınması ile bulunur.
İki Binary(İkilik) sayıyı 1.Tümleyen (komplementer) yardımı ile çıkarmak için;
a) Çıkan sayının 1. Tümleyen (komplementer)i bulunur. 1. Tümleyen (komplementer)
bulunurken çıkan sayı ile çıkarılan sayının basamak sayısının eşit olması gerekir.
b) Çıkarılan sayı ile çıkan sayının 1. Tümleyen (komplementer)i toplanır.
c) En büyük değerlikli basamakta elde 1 oluşursa bu işlem sonucunun pozitif olduğu anlamına
gelir
d) Doğru sonuca ulaşmak için elde 1 buradan alınarak en küçük değerlikli basamakla toplanır.
e) Eğer elde 1 oluşmamışsa sonuç negatiftir doğru cevabı bulmak için sonuç terslenerek
yazılır.
Örnek:
İkiye-Tümleyenle Çıkarma:
Binary sayının 2. Tümleyen (komplementer)i o sayının 1. Tümleyene (komplementer) 1
eklenerek bulunur. 2. Tümleyen (komplementer)= 1. Tümleyen (komplementer)+1 İki Binary
sayıyı 2. Tümleyen (komplementer) yardımı ile birbirinden çıkarmak için;
a) Çıkan sayının 2. Tümleyen (komplementer)i bulunur. Çıkan sayı ile çıkarılan sayının
basamak sayıları eşit olmalıdır.
b) Çıkarılan sayı ile çıkan sayının 2. tümleyen (komplementer)i toplanır.
c) Eğer toplama işlemi sonucunda en yüksek değerlikli basamakta bir elde oluşmuşsa çıkan
sonuç pozitiftir, elde atılarak gerçek sonuca ulaşılır.
d) Toplam sonucunda bir elde oluşmamışsa sonuç negatiftir. Çıkan sonucun tersi alındıktan
sonra 1 eklenerek gerçek sonuca ulaşılır.
Örnek:
Aşağıdaki iki Binary(İkilik) sayıyı 2. Tümleyen (komplementer) yardımı çıkarın.
Binary (İkilik) Sayılarda Çarpma
Binary(İkilik) Sayılarla Çarpma işlemi Decimal(Onluk) sayı sisteminin aynısı olup temel
çarpma kuralları aşağıdaki gibidir.
0x0=0
0x1=0
1x0=0
1x1=1
Örnek:
Aşağıdaki iki Binary(İkilik) Sayıyının çarpımını hesaplayınız.
Binary (İkilik) Sayılarda Bölme
Binary(İkilik) Sayılarda kullanılan temel bölme kuralları aşağıdaki gibidir. Binary(İkilik)
Sayılardaki bölme işlemi Decimal (Onluk) Sayı sisteminin aynısıdır.
0÷0=0
0÷1=0
1÷0=0
1÷1=1
Örnek: Aşağıdaki Bölme işlemini gerçekleştirin.
(1100)2
÷ (100)2
Octal (Sekizli) Sayı sistemi
Octal (Sekizli) Sayı sisteminin tabanı sekiz olup 0,1,2,3,4,5,6,7 rakamları bu sayı sisteminde
kullanılır.
Octal(Sekizli) Sayıların Yazılışı ve Decimal(Onlu) Sayılara Çevrilmesi
Octal(Sekizli) sayıları Decimal(Onlu) sayılara çevirmek için her sayı bulunduğu basamağın
konum ağırlığı ile çarpılır.Bu çarpım sonuçları toplanarak sonuç elde edilir.
Örnek: ( 47 )8 = (?)10 dönüşümünü gerçekleştirin?
Ondalıklı Octal(Sekizli) Sayıların Decimal(Onluk) Sayılara Çevrilmesi
Ondalıklı Octal(Sekizli) sayıları Decimal (onluk) sayılara dönüştürmek için izlenilecek yol
çarpım 8 metodudur. Ondalıklı kısma kadar olan kısmı normal analiz yöntemini kullanarak
dönüştürürken ondalıklı kısmın basamak ağırlığı 0’ı takip eden negatif sayılar olarak
belirlenir.
Örnek: ( 153,51 )8 = (?)10 dönüşümünü gerçekleştirin?
Decimal(Onlu) Sayıların Octal(Sekizli) Sayılara Çevrilmesi
Decimal(Onluk) sistemden Octal(Sekizli) sisteme dönüşüm “Bölme-8 metodu ile yapılır.
Çıkan sonuç tersinden yazılır.
Örnek: (247)10 = ( ? )8
Ondalıklı Decimal (Onlu) Sayıların Octal (Sekizli) Sayılara Çevrilmesi
Ondalıklı Decimal(Onlu) Sayıları Octal(Sekizli) sayılara dönüştürürken ondalıklı kısma kadar
olan bölüm için normal çevirim yöntemi uygulanır. Ondalıklı kısım ise 8 ile çarpılır. Bu işlem
kesirli kısım sıfıra veya yakın bir değere ulaşıncaya kadar devam eder.
Örnek: (153,513)10 = ( ? )8
Binary(İkilik) Sayıların Octal(Sekizli) Sayılara Çevrilmesi
Binary(İkilik) sayıları Octal(Sekizli) sayılara dönüştürürken,Binary sayı sağdan başlayarak
sola doğru üçerli gruplara ayrılır. Her grubun Octal karşılığı bulunarak çevirme işlemi
tamamlanmış olur.
Örnek: (101110011)2= ( ? )8
Not: Üçerli gruplandırmayı sağlamak için en sola gerektiği kadar “0” ilave edilir.
Octal (Sekizli) Sayıların Binary(İkilik) Sayılara Çevrilmesi
Octal (Sekizli) sayıları Binary(İkilik) sayılara ; her Octal (Sekizli) sayının üç bitlik Binary
(İkilik) karşılığı yazılması ile çevirim gerçekleştirilir.
Örnek: ( 237)8 =(?)2
Hexadecimal (Onaltılı)Sayı sistemi
Hexadecimal (Onaltılık) sayı sisteminin tabanı 16 olup,0-9’a kadar rakamlar ve A-F’ ye kadar
harfler bu sayı sisteminde tanımlıdır. Bu sayı sisteminde rakamlar bu sembollerin yan yana
yazılmasından elde edilir. Hanelerin basamak ağırlıkları sağdan sola doğru 16’nın artan
kuvvetleri belirtilir. Aşağıdaki tablo 0-15 arası Decimal(Onlu) sayıların Hexadecimal
karşılıklarını vermektedir.
Tablo 2.4
Lojik Kapılar
Sayısal devrelerin tasarımında kullanılan temel devre elemanlarına Lojik kapılar adı verilir.
Bir lojik kapı bir çıkış, bir veya birden fazla giriş hattına sahiptir. Çıkışı, giriş hatlarının
durumuna bağlı olarak Lojik-1 veya Lojik-0 olabilir. Bir Lojik kapının girişlerine uygulanan
sinyale bağlı olarak çıkışının ne olacağını gösteren tabloya doğruluk tablosu (truth table) adı
verilir. VE(AND), VEYA(OR), DEĞİL(NOT), VEDEĞİL(NAND), VEYADEĞİL(NOR),
ÖZELVEYA(EXOR) ve ÖZELVEYA DEĞİL(EXNOR) temel lojik kapılardır.
VE Kapısı (And Gate)
VE kapısının bir çıkış, iki veya daha fazla giriş hattı vardır. Şekil.143’de iki giriş, bir çıkışlı
VE kapısının sembolü, doğruluk tablosu ve elektrik eşdeğer devresi verilmiştir.
Şekil.143 İki girişli VE Kapısı
Örnek:
Üç-girişli bir VE kapısına ait Lojik ifadeyi yazarak doğruluk tablosunu oluşturunuz.
Çözüm:
Girişlere A,B,C dersek (n=3) oluşturulacak doğruluk tablosunda 23 = 8 farklı durumun
yazılması gerekir.
VEYA Kapısı (OR Gate)
Bir VEYA kapısının iki veya daha fazla giriş, bir çıkış hattı vardır. Şekil.144’de iki giriş bir
çıkışlı VEYA kapısının lojik sembolü, doğruluk tablosu ve denk anahtar devresi verilmiştir.
Şekil.144 İki girişli VEYA Kapısı
Bir VEYA kapısın da girişlerinden biri veya tamamı Lojik-1 ise çıkış Lojik-1,her iki girişin
birden Lojik-0 olması halinde çıkış Lojik-0 olur.”
DEĞİL Kapısı (NOT GATE- Inverter)
DEĞİL kapısı bir giriş, bir çıkış hattına sahiptir. Çıkış işareti giriş işaretinin tersi (değilitümleyeni) olur. Şekil.145’de standart değil kapısı sembolü, doğruluk tablosu ve denk anahtar
devresi verilmiştir.
Şekil.145 DEĞİL (NOT) Kapısı
VE DEĞİL Kapısı (NAND GATE)
VE DEĞİL kapısının en az iki giriş ve bir çıkışı vardır. Lojik fonksiyon olarak VE
fonksiyonunun DEĞİL’i olarak tanımlayabiliriz. Şekil.146’da iki giriş, bir çıkışlı VE DEĞİL
kapısının sembolü,doğruluk tablosu ve denk anahtar devresi verilmiştir.
Şekil.146 İki girişli VE DEĞİL Kapısı
VEYA DEĞİL Kapısı (NOR GATE)
VEYA DEĞİL kapısının en az iki giriş ve bir çıkış hattı vardır. Lojik fonksiyon olarak VEYA
fonksiyonunun DEĞİL’i olarak tanımlayabiliriz. Şekil.147’de iki giriş, bir çıkışlı VEYA
DEĞİL kapısının sembolü, doğruluk tablosu ve elektrik eşdeğer devresi verilmiştir.
Şekil.147 İki girişli VE DEĞİL Kapısı
ÖZEL VEYA Kapısı (XOR GATE)
Bir ÖZEL VEYA kapısının iki veya daha fazla giriş, bir çıkış hattı vardır. Şekil.148’de iki
giriş bir çıkışlı ÖZELVEYA kapısının lojik sembolü, doğruluk tablosu ve denk anahtar
devresi verilmiştir.
Şekil.148 İki girişli ÖZELVEYA Kapısı
ÖZEL VEYA DEĞİL Kapısı (XNOR Gate)
Bir ÖZEL VEYA DEĞİL kapısının iki veya daha fazla giriş, bir çıkış hattı vardır. Lojik
fonksiyon olarak ÖZEL VEYA işleminin değildir. Şekil.149’da iki giriş bir çıkışlı ÖZEL
VEYA DEĞİL kapısının lojik sembolü, doğruluk tablosu ve denk anahtar devresi verilmiştir.
Şekil.149 İki girişli ÖZELVEYA DEĞİLKapısı