radyolojġ elektrġk devresġ ve kanunları

T.C.
MĠLLÎ EĞĠTĠM BAKANLIĞI
RADYOLOJĠ
ELEKTRĠK DEVRESĠ VE KANUNLARI
725TTT150
Ankara, 2011

Bu modül, mesleki ve teknik eğitim okul/kurumlarında uygulanan Çerçeve
Öğretim Programlarında yer alan yeterlikleri kazandırmaya yönelik olarak
öğrencilere rehberlik etmek amacıyla hazırlanmıĢ bireysel öğrenme
materyalidir.

Millî Eğitim Bakanlığınca ücretsiz olarak verilmiĢtir.

PARA ĠLE SATILMAZ.
ĠÇĠNDEKĠLER
AÇIKLAMALAR ................................................................................................................ ii
GĠRĠġ .................................................................................................................................. 1
ÖĞRENME FAALĠYETĠ–1 ................................................................................................ 3
1. ELEKTRĠK DEVRELERĠ ............................................................................................... 3
1.1. Elektrik Devresi ve Elemanları .................................................................................. 3
1.1.1. Elektrik Devre Elemanları .................................................................................. 3
1.2. Elektrik Devresi ve ÇeĢitleri...................................................................................... 5
1.2.1. Açık Devre ........................................................................................................ 5
1.2.2. Kapalı Devre:..................................................................................................... 6
1.2.3. Kısa Devre ......................................................................................................... 6
1.3. Potansiyel, Gerilim, Elektromotor Kuvvet ................................................................. 6
UYGULAMA FAALĠYETĠ............................................................................................. 8
ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME ................................................................................... 9
ÖĞRENME FAALĠYETĠ–2 .............................................................................................. 10
2. ELEKTRĠK KANUNLARI ............................................................................................ 10
2.1. Direnç ve Ohm Kanunu........................................................................................... 10
2.1.1. Öz Direnç (ρ) ................................................................................................... 10
2.2. Kirchhoff (KirĢof) Kanunları................................................................................... 11
2.2.1. Akımlar Kanunu .............................................................................................. 11
2.2.2. Gerilimler Kanunu ........................................................................................... 12
2.3. Dirençlerin Bağlanması ........................................................................................... 13
2.3.1. Paralel Bağlama ............................................................................................... 14
2.3.2. Seri Bağlama ................................................................................................... 15
2.3.3. KarıĢık Bağlama .............................................................................................. 16
2.4. Akım ve Gerilimin Ölçülmesi ................................................................................. 17
2.5. Üreteçlerin Bağlanması ........................................................................................... 19
2.5.1. Üreteçlerin Seri bağlanması ............................................................................. 19
2.5.2. Üreteçlerin Paralel Bağlanması ........................................................................ 20
2.5.3. Üreteçlerin KarıĢık Bağlanması ........................................................................ 21
UYGULAMA FAALĠYETĠ........................................................................................... 22
ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME ................................................................................. 23
ÖĞRENME FAALĠYETĠ–3 .............................................................................................. 25
3. ELEKTRĠKSEL Ġġ VE GÜÇ ......................................................................................... 25
3.1. ĠĢ ve Enerji.............................................................................................................. 25
3.2. Güç ......................................................................................................................... 26
3.3. Verim ..................................................................................................................... 27
3.4. Enerji ve Gücün Ölçülmesi ..................................................................................... 28
3.4.1. Elektrik Enerjisinin Ölçülmesi ......................................................................... 28
3.4.2. Elektrik Gücünün Ölçülmesi ............................................................................ 29
UYGULAMA FAALĠYETĠ........................................................................................... 30
ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME ................................................................................. 31
MODÜL DEĞERLENDĠRME........................................................................................... 32
CEVAP ANAHTARLARI ................................................................................................. 34
KAYNAKÇA .................................................................................................................... 35
i
AÇIKLAMALAR
AÇIKLAMALAR
KOD
725TTT150
ALAN
Radyoloji
DAL/MESLEK
Radyoloji Teknisyenliği
MODÜLÜN ADI
Elektrik Devresi ve Kanunları
MODÜLÜN TANIMI
Bu modül, elektrik devresi ve elektrik devrelerinde
kullanılan kanunlar konularını kapsayan öğrenme
materyalidir.
SÜRE
40/16
ÖNKOġUL
Atomun Yapısı ve Elektron Teorisi, Elektrostatik ve
Elektrik Akımı modüllerini almıĢ olmak
YETERLĠK
Elektrik devreleri ve devrede kullanılan kanunları bilmek
Genel Amaç
Güvenlik alarak radyoloji laboratuvarında gerekli araç ve
gereci kullanarak elektrik devresi ve elektrik devrelerinde
kullanılan kanunları öğreneceksiniz.
MODÜLÜN AMACI
Amaçlar
1. Elektrik devrelerini ayırt edebileceksiniz.
2. Elektrik kanunlarını ayırt edebileceksiniz.
3. ĠĢ ve gücü ayırt edebileceksiniz.
EĞĠTĠM ÖĞRETĠM
ORTAMLARI VE
DONANIMLARI
Donanım: Radyografi cihazı, basit elektrik devresi
elemanları, direnç, iletken teller, sigorta çeĢitleri, devre
anahtarları, pil.
Ortam: Radyasyon güvenlik önlemlerinin alınmıĢ olduğu
radyoloji laboratuvarı, fizik laboratuvarı, elektronik
laboratuarı.
Modül içinde yer alan her öğrenme faaliyetinden sonra
verilen ölçme araçları ile kendinizi değerlendireceksiniz.
ÖLÇME VE
DEĞERLENDĠRME
Öğretmen modül sonunda ölçme aracı (çoktan seçmeli test,
doğru-yanlıĢ testi, boĢluk doldurma, eĢleĢtirme vb.)
kullanarak modül uygulamaları ile kazandığınız bilgi ve
becerileri ölçerek sizi değerlendirecektir.
ii
GĠRĠġ
GĠRĠġ
Sevgili Öğrenci,
Bu modül sonunda elektrostatik ile ilgili bilgileri edinip gerekli becerileri
kazanacaksınız. Bu bilgi ve becerileri kazanırken radyografi cihazlarının çalıĢma
prensiplerinin alt yapısını öğrenecek ve bu cihazları güvenli bir Ģekilde tekniğine uygun
olarak kullanacaksınız.
Daha sonraki aĢamalarda alacağınız modüllerle bu modülden edindiğiniz yeterlikler,
size sağlık alanında çalıĢan radyoloji teknisyenlerinin çekeceği radyografilerde; daha
güvenilir tanı konulması, tedavi uygulanması, hasta memnuniyetinin sağlanması açısından
çok önemli katkılar sağlayacaktır.
1
2
ÖĞRENME FAALĠYETĠ–1
ÖĞRENME FAALĠYETĠ–1
AMAÇ
Bu faaliyette verilen bilgi ve becerilerle elektrik devrelerini ayırt edebileceksiniz.
ARAġTIRMA


ÇeĢitli elektrik devrelerini araĢtırınız.
Konu ile ilgili çalıĢmalarınızı rapor hâline getirerek sınıfta arkadaĢlarınızla
paylaĢınız.
1. ELEKTRĠK DEVRELERĠ
1.1. Elektrik Devresi ve Elemanları
Elektrik yüklerinin üretecin bir kutbundan çıkarak diğer kutba gitmesi için oluĢturulan
düzeneğe elektrik devresi denir. Elektrik akımı, bir enerji kaynağıyla devreden geçerken bir
elektrikli cihazı çalıĢtırır.
1.1.1. Elektrik Devre Elemanları
Basit elektrik devrelerinde üreteç, iletken tel, ampul, direnç, anahtar, ampermetre,
voltmetre, almaç, sigorta, transformatör, kondansatör gibi devre elemanları bulunur.

Üreteç: Herhangi bir enerjiyi, elektrik enerjisine dönüĢtüren elektrik enerjisi
kaynaklarıdır. Üreteçler, elektrik devresinde potansiyel farkı oluĢturarak yük
geçiĢini sağlar. Akım kaynağına göre devrede farklı Ģekillerde gösterilir. Pil,
akü, doğru akım jeneratörü ve alternatif akım jeneratörü birer üreteçtir.
ġekil 1.1: Üreteçlerin devrede gösteriliĢi
Resim 1.1: Üreteç çeĢitleri
3

Anahtar: Elektrik devresine isteğe göre akım veren veya kesen devre
elemanıdır. Kapı zilini çalmak, ıĢık yakmak/söndürmek ve el fenerleri
yakmak/söndürmek için çeĢitli anahtarlar kullanılır.
ġekil 1.2: Anahtarın devrede gösteriliĢi
Resim 1.2: Anahtar çeĢitleri

Sigorta: Devreden geçen akım, istenmeyen değerlere yükseldiğinde devre
elemanlarının zarar görmesini önlemek için devrede kullanılan koruyucu
elemandır.
Resim 1.3: Sigorta çeĢitleri

Direnç: Elektrik devresinde akımın geçiĢine karĢı koyan elemanlardır.
ġekil 1.3: Dirençlerin devrede gösteriliĢi
Resim 1.4: Direnç çeĢitleri
4



Elektrik tüketiciler (almaç): Elektrik enerjisini değiĢik enerjilere dönüĢtüren
araçlardır. Elektrik sobası, elektrik motoru tost makinesi vb.
Ampermetre: Elektrik devrelerinde akım Ģiddetini ölçen cihazdır. Devreye seri
bağlanır.
Voltmetre: Elektrik devrelerinde potansiyel farkını ölçen cihazdır. Devreye
paralel bağlanır.
1.2. Elektrik Devresi ve ÇeĢitleri
Elektrik devreleri, çalıĢtırdıkları alıcılara göre (zil, motor, radyo devreleri gibi),
devreden geçen akımın Ģiddetine göre (hafif akım, kuvvetli akım devresi gibi) ve çoğunlukla
da devreden geçen akımın almaçtan geçmesine göre (açık, kapalı ve kısa devre) adlandırılır.
1.2.1. Açık Devre
Devrede anahtarın açık veya akım yolunun kopuk olduğu durumlarda üreteçten
almaca enerji aktarılamaz. Enerjinin aktarılamadığı devrelere, açık devre denir. Açık
devrelerde almaç çalıĢmaz.
ġekil 1.4: Açık devre Ģeması

Açık devre sebepleri:





Anahtarın açık olması
Sigortanın devreyi açmıĢ olması
Ġletkenlerde kopukluk olması
Alıcının arızalı olması
Ek yerlerinde veya elemanların bağlantısında temassızlık olması
5
1.2.2. Kapalı Devre
Ġletkenleri sağlam, anahtarı kapalı ve üreteçten alıcıya enerjinin ulaĢtığı devrelere
kapalı devre denir. Kapalı devrelerde alıcı çalıĢır.
ġekil 1.5: Kapalı devre Ģeması
1.2.3. Kısa Devre
Elektrik devresinde anahtar kapalı iken elektrik akımının, alıcıya gitmeden devresini
daha kısa yoldan tamamlamasına kısa devre denir. Kısa devrelerde alıcı çalıĢmaz. Bu
istenmeyen bir durumdur. Kısa devrenin zararlarından devreyi korumak için devrenin
mutlaka sigorta ile korunması gerekir.
ġekil 1.6: Kısa devre Ģeması
1.3. Potansiyel, Gerilim, Elektromotor Kuvvet
ġekildeki gibi bir elektrik devresinde anahtar kapatıldığında devreden akım geçer.
Dolayısıyla A ve B noktaları arasında da akım geçiĢi olur. Bunun nedeni üretece bağlanıĢ
Ģekline göre bu noktaların farklı cins elektrik yüklerine sahip olmalarıdır. Bu da iki nokta
arasında bir gerilim olduğunu gösterir. A ve B noktalarının potansiyelleri V A ve VB ise iki
nokta arasındaki gerilim (potansiyel fark), V=VA - VB olur.
VA= A noktasının potansiyeli (volt)
VB= B noktasının potansiyeli (volt)
V= A ve B noktaları arasındaki gerilim(volt)
Potansiyelleri 40 ve 25 volt olan bir devrede A ve B noktaları arasındaki gerilimi
bulunuz.
V=VA - VB
V= 40-25=15 volt
6
Sürekli elektrik enerjisi veren ve bir kutbunda elektron fazlalığı (negatif kutup), diğer
kutbunda elektron azlığı (pozitif kutup) olan enerji kaynaklarına üreteç denir. Elektronlar,
üretecin negatif kutbundan çıkarak elektrik devre elemanlarından geçtikten sonra pozitif
kutupta devrelerini tamamlar. Elektrik devrelerinde alıcının çalıĢmadığı (açık devre
durumunda) üreteç uçlarındaki potansiyel farkına elektromotor kuvvet (EMK) denir. EMK
elektrik yüklerini harekete geçiren kuvvettir. E harfi ile gösterilir ve birimi volttur.
ġekil 1.7: Açık devrede üreteç uçları arasında EMK
AĢağıdaki Ģekilde görüldüğü gibi devrede anahtar kapalı konumdayken üreteç uçlarına
alıcı bağlandığında, alıcının uçları arasındaki potansiyel farka gerilim denir. Bu durumda
üretecin uçları arasındaki potansiyel fark, EMK değil gerilimdir.
ġekil 1.8: Kapalı devrede A ve B uçları arasında gerilim
7
UYGULAMA FAALĠYETĠ
UYGULAMA FAALĠYETĠ
Elektrik devrelerini ayırt ediniz.
ĠĢlem Basamakları
Öneriler
 Elektrik devresi elemanlarını sayınız.
 Laboratuvarınız
elemanlarını
edebilirsiniz.
 Basit elektrik devresi yapınız.
 Basit elektrik devresi yaparken farklı
enerji
kaynakları
ve
alıcılar
kullanabilirsiniz.
 Açık devreyi gösteriniz.
 Açık devreyi göstermek
anahtarlar kullanabilirsiniz.
 Kapalı devreyi gösteriniz.
 Kapalı devreyi göstermek için farlı
anahtarlar kullanabilirsiniz.
 Kısa devreyi gösteriniz.
 Kısa
devre
olmalısınız.
yoksa basit
kendiniz
devre
temin
için
yaparken
farlı
dikkatli
 Potansiyel, gerilim ve elektromotor  Kavramları karıĢtırmamak için farklı
kuvvet kavramlarını çalıĢınız.
özelliklerini çalıĢabilirsininiz.
 Devrede üreteci gösteriniz.
 Ucuz üreteçler kullanabilirsiniz.
8
ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME
ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME
AĢağıdaki soruları dikkatlice okuyarak doğru seçeneği iĢaretleyiniz.
1.
AĢağıdakilerden hangisi, elektrik devresi elemanı değildir?
A) Üreteç
B) Almaç
C) Sigorta
D) Kontrol kalemi
2.
AĢağıdakilerden hangisi, bir üreteçtir?
A) Ampul
B) Elektrik motoru
C) Jeneratör
D) Transformatör
3.
Devreden geçen akım, istenmeyen değerlere yükseldiğinde devre elemanlarının zarar
görmesini önlemek için koruyucu olarak kullanılan cihaz hangisidir?
A) Voltmetre
B) Direnç
C) Almaç
D) Sigorta
4.
AĢağıdaki durumların hangisinde devre kapalıdır?
A) Anahtarın kapalı olmasında
B) Sigortanın devreyi açmıĢ olmasında
C) Ġletkenlerde kopukluk olmasında
D) Ek yerlerinde veya elemanların bağlantısında temassızlık olmasında
5.
Elektrik devrelerinde alıcının çalıĢmadığı (açık devre durumunda) üreteç uçlarındaki
potansiyel farkına ne denir?
A) Potansiyel fark
B) Gerilim
C) Direnç
D) Elektromotor kuvvet (EMK)
DEĞERLENDĠRME
Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karĢılaĢtırınız. YanlıĢ cevap verdiğiniz ya da cevap
verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız.
Cevaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki öğrenme faaliyetine geçiniz.
9
ÖĞRENME FAALĠYETĠ–2
ÖĞRENME FAALĠYETĠ–2
AMAÇ
Bu faaliyette verilen bilgi ve becerilerle elektrik devresi kanunlarını ayırt
edebileceksiniz.
ARAġTIRMA


Elektrik devreleri ve kanunları ile ilgili kaynak kitaplardan araĢtırma yaparak
bunları basit devreler üzerinde inceleyiniz.
Konu ile ilgili çalıĢmalarınızı rapor hâline getirerek sınıfta arkadaĢlarınızla
paylaĢınız.
2. ELEKTRĠK KANUNLARI
2.1. Direnç ve Ohm Kanunu
Elektrik devrelerinde akımın geçiĢini zorlaĢtıran etkiye direnç denir. Direnç R ile
gösterilir. Birimi Ohm (Ω) dur. Direnç ohmmetre ile ölçülebilir.



Bir iletkenin direnci, boyu ( uzunluğu ) ile doğru orantılıdır.
Ġletkenin direnci, kesiti (alanı ) ile ters orantılıdır.
Ġletkenin direnci, yapıldığı maddeye göre değiĢir.
2.1.1. Öz Direnç (ρ)
Bir iletkenin birim uzunluk ve birim kesitinin direncine öz direnç denir.
R
 .L
A
L: Uzunluk
A: Alan
Örnek 1: Uzunluğu 100 metre olan bakırdan yapılmıĢ bir iletkenin kesiti 3,4.10-10 m2
ise direnci ne kadardır (ρ bakır = 1,7.10-8 ohm.m)?
R
1,7.10 8 x100 170.10 8

 5000
3,4.10 10
3,4.10 10
10
Bir iletkenin potansiyel farkının akım Ģiddetine oranı sabittir. Bu sabit oran dirence
eĢittir. Potansiyel farkın akım Ģiddetine oranına OHM kanunu denir. OHM kanunu akım,
gerilim ve direnç arasındaki bağıntıyı verir.
R
V
I
Örnek 2: 0,5 metre uzunluğunda 3.10-4 m2 kesitli bir iletken telden 2 amperlik akım
geçiyor. Ġletken telin uçları arasındaki potansiyel farkı 200 volt olduğuna göre telin öz
direnci ne kadardır?
Çözüm:
200
V
= R
=100 ohm
I
2
 .L
100.3.104

= 6.10-2 ohm.m
R
0,5
A
R
2.2. Kirchhoff (KirĢof) Kanunları
Özellikle karıĢık bağlantılı ve değiĢik devre elemanlarının bulunduğu devrelerin
hesaplanması için değiĢik kanunlara ihtiyaç duyulur.
Elektrik devrelerinin hesaplanmasında ohm kanunun yetersiz olduğu durumlarda
kullanılan kanunlardan biri de KirĢof kanunlarıdır. KirĢof kanunları, akımlar ve gerilimler
kanunu olmak üzere ikiye ayrılır.
2.2.1. Akımlar Kanunu
KirĢof kanunlarına göre bir devrenin herhangi bir noktasına gelen akımların toplamı
ile aynı noktadan çıkan akımların toplamı birbirine eĢittir.
Gelen ∑ I = giden ∑ I formülü ile gösterilir.
ġekil 2.1: Gelen akımlar toplamının giden akımlar toplamına eĢitliği
11
ġekilde görüldüğü gibi gelen, I1, I3 ve I
akımlarının toplamına eĢittir.
5
akımlarının toplamı, giden I2, I4 ve I6
I1 +I3 + I 5 = I2 + I4 + I6
Bir devrenin herhangi bir noktasına gelen akımlar pozitif, giden akımlar negatif olarak
alınırsa formül I1 +I3 + I 5 - I2 - I4 -I6 = 0 olur.
3+2+7-4-6-2=0
Örnek: ġekilde verilen I5 akımının değeri kaç amperdir?
ġekil 2.2: Gelen akımlar toplamının giden akımlar toplamına eĢitliği
2.2.2. Gerilimler Kanunu
Kapalı bir elektrik devresinde üreteçlerin uçları arasındaki EMK’lerin toplamı devrede
bulunan dirençlerdeki gerilimlerin toplamına eĢittir.
Toplam EMK (∑E)=Toplam gerilim (∑V)
EMK’lerin toplamı bulunurken devrede belirlenen akım yönünde akım veren
üreteçlerin EMK’leri pozitif, buna zıt yönde akım veren EMK’ler negatif iĢaretli olarak
alınır.
ġekil 2.3: Akım tersi yönde bağlanan üreteçler
E1-E2=V1+V2+V3
E1-E2 -V1-V2-V3 =0
12
KirĢof’un gerilimler kanununa göre kapalı bir elektrik devresinde EMK ve
gerilimlerin toplamı sıfırdır.
∑E -∑V=0
AĢağıdaki Ģekilde olduğu gibi üreteçler belirlenen akımın yönünde bağlanırsa iĢaretler
pozitif olarak alınır.
ġekil 2.4: Akım yönünde bağlanan üreteçler
E1+E2=V1+V2+V3
E1+E2 -V1-V2-V3 =0
Örnek: AĢağıdaki devrede verilen bilgilere göre V1 gerilimini ve R direncini
hesaplayınız.
V1= I.R1 = 1.2 = 2 Volt
Toplam EMK ( ∑E )=Toplam gerilim ( ∑V )
E = V1 + V2
V2 = E - V1 = 10-2 = 8 Volt
R2 
V2 8
  8
I
1
2.3. Dirençlerin Bağlanması
Dirençler devreye seri, paralel ve karıĢık olarak bağlanır.
13
2.3.1. Paralel Bağlama
Devredeki dirençlerin hepsine aynı gerilimin uygulanarak her birinden ayrı akımın
geçirildiği devrelere denir. Paralel devrelerde bütün kollardaki gerilimler birbirine eĢittir.
Fakat akım Ģiddetleri değiĢebilir.
Paralel bağlı devrelerde kollardan geçen akımın değeri kolların direnç değerleri ile ters
orantılıdır.
I1 
V
R1
I2 
V
R2
ġekil 2.5: Paralel bağlı direnç devresi
Paralel bağlı devrelerde toplam akım, dirençlerden geçen akımların toplamına eĢittir.
IT = I1 + I2
Paralel bağlı devrelerde toplam gerilim ve dirençler üzerine düĢen gerilimler, birbirine
eĢittir.
VT = V1 = V2
Paralel bağlı devrelerde toplam direncin tersi, devrede bulunan diğer dirençlerin
terslerinin toplamına eĢittir.
1
1
1


RT R 1 R2
14
Örnek: AĢağıda verilen verilere göre devrenin toplam direncini ve toplam akımını
hesaplayınız.
ġekil 2.6: Paralel bağlı direnç devresi
1
1 1 2 1
  
RT 2 4
4
1
1
1


RT R 1 R2
I
RT 
4
 1,33ohm
3
10
 7,5 Amper
1,33
2.3.2. Seri Bağlama
Birden fazla direncin içinden aynı akım geçecek Ģekilde ard arda bağlanmasıyla
oluĢturulan devreye seri devre adı verilir.
ġekil 2.7: Seri bağlı direnç devresi
RT 
VT
IT
R1 
V1
I1
R2 
V2
I2
Seri bir devrede tüm noktalardan geçen akım Ģiddetleri birbirine eĢittir. Potansiyel
farkları değiĢebilir.
I = I1 = I2=…
15
Seri bağlı devrelerde toplam gerilim, dirençler üzerine düĢen diğer gerilimlerin
toplamına eĢittir.
V= V1 + V2+…
Seri bir devrede toplam direnç, devrede bulunan diğer dirençlerin toplamına eĢittir.
RT = R1 + R2 +…
Örnek: AĢağıda devre üzerinde verilen verilere göre toplam direnci, toplam akımı ve
birinci direnç üzerine düĢen gerilimi hesaplayınız.
RT = R1 + R2 =4+6=10 ohm
IT = I1 = I2=… olduğundan I T 
I
V1
R1
VT 12

 1.2 Amper
RT 10
V1  I .R1  1,2.4  4,8Volt
2.3.3. KarıĢık Bağlama
Seri ve paralel bağlı dirençlerin birlikte bulunduğu devrelere karıĢık devre adı verilir.
ġekil 2.8: KarıĢık bağlı direnç devresi
16
KarıĢık devre çözümünü yukarıdaki Ģekildeki gibi bir devre üzerinde uygularsak önce
paralel bağlı R2 ve R3 dirençleri hesaplanır. Paralel bağlı bu bölüm R 1 ile seri bağlı olduğu
için Rp ve R1 seri olarak hesaplanır.
1
1
1


RP R 2 R3
RT = RP + R1
Örnek: AĢağıdaki devre üzerinde verilen verilere göre toplam direnci, toplam akımı,
R1 ve R3 üzerine düĢen gerilimi hesaplayınız.
1
1
1
1
1 3 1 4
1
4







RP R 2 R3 1
3
3
3
RP 3
3 1
3
RP   0,75ohm
RT = RP + R1 = 0,75+2 = 2,75 ohm
4
IT = I1 = I2= olduğundan I T 
1
4

RP 3
VT
100

 36,36 Amper
RT 2,75
V1  I .R1  36,36.2  72,72Volt
VT= V1+VP 100=36,36+ VP VP=100-36,36=63,64 Volt
2.4. Akım ve Gerilimin Ölçülmesi
Elektrik devrelerindeki akımın, gerilimin ve gerekirse direncin bilinmesi devrede
kullanılacak devre elemanları için önemlidir.
17

Akımın ölçülmesi
Elektrik akımını ölçen aletlere ampermetre adı verilir. Ampermetreler devreye seri
bağlanır. Devredeki akımı ölçebilmek için akımın tamamının ampermetreden geçmesi
gerekir.
Resim 2.1: Ampermetre

ġekil 2.9: Devrede ampermetre ve voltmetre
Gerilimin ölçülmesi
Elektrik devrelerinde gerilim, voltmetre adı verilen cihazlarla ölçülür. Voltmetreler
gerilimi ölçmek istenen iki nokta arasına paralel olarak bağlanır.
Resim 2.2: Voltmetre

ġekil 2.10: Devrede voltmetre ve ampermetre
Direncin ölçülmesi
Direnç, devrenin çalıĢmasına etki eden önemli devre elemanlarından biridir. Direnç,
devrede enerji kaybına ve gerilim düĢmesine neden olur. Bu nedenle devrede kullanılacak
araç ve gereçlerin dirençlerinin bilinmesi önemlidir ve direnç değerlerinin önceden ölçülmesi
gerekir.
Elektrik devrelerinde, direnci ölçmek için çeĢitli yöntemler kullanılır. Kullanılan
yöntemler genellikle dirençlerin yapısına göre değiĢir.
18
Direnç ölçen aletlere ohmmetre denir. Ohmmetrenin iki ucu, direnci ölçülecek
parçanın iki ucuna temas ettirilerek ölçme yapılır.
Hem ampermetre, hem voltmetre ve hem de ohmmetre olarak kullanılan cihaza
avometre denir. Avometre amper, volt, ohm kelimelerinin baĢ harflerinden adını almıĢtır.
Resim 2.3: Ohmmetre
Resim 2.4: Avometre
2.5. Üreteçlerin Bağlanması
Bazen elektrik devrelerinde bir üreteç, alıcıyı tek baĢına çalıĢtıramaz. Yani alıcı için
gerekli akım veya gerilimi sağlayamayabilir. Bunu için devrede birden fazla üreteç
kullanmak gerekebilir. Birden fazla üreteç kullanıldığında bunlar devreye kendi aralarında
seri veya paralel olarak bağlanır.
2.5.1. Üreteçlerin Seri bağlanması
Üreteçlerin pozitif uçlarının, diğer üreteçlerin negatife uçlarına gelecek Ģekilde ard
arda bağlanmasıdır. Üreteçler gerilimi arttırmak için devreye seri olarak bağlanır.
ġekil 2.11: Seri bağlı üreteçler
Seri bağlı üreteç devrelerinde toplam EMK, devrede bulunan diğer EMK’lerin
toplamına eĢittir.
ET=E1+E2+E3 Ģeklinde hesaplanır.
19
Seri bağlı üreteç devrelerinde toplam iç direnç, devrede bulunan diğer üreteçlerin iç
dirençleri toplamına eĢittir.
rT = r1+r2+r3
Ģeklinde hesaplanır.
R direncine sahip bir alıcıdan geçen akım aĢağıdaki gibi hesaplanır.
IT 
E  E 2  E3
ET
 1
R  rT R  r1  r2  r3
Örnek: Yukarıda Ģekil üzerinde verilen değerlere göre seri bağlı devrenin EMK’sini
hesaplayınız.
2
ET
ET  2.3,5  7volt
2  0,5  1
2.5.2. Üreteçlerin Paralel Bağlanması
Üreteçlerin aynı cins uçlarının birleĢtirilmesi Ģeklinde yapılan bağlamadır. Akımı
artırmak için üreteçler devreye paralel olarak bağlanırlar.
ġekil 2.12: Paralel bağlı üreteçler
20
Paralel bağlı üreteç devrelerinde genellikle toplam EMK tek üretecin EMK’sine
eĢittir. E=E1 paralel bağlı devrelerde üreteçlerin EMK’leri eĢit, iç dirençleri farklı ise
devrenin toplam iç direnci paralel direnç devrelerindeki gibi hesaplanır.
1 1
1 1
  
rT r 1 r2 r3
Yukarıdaki paralel bağlı üreteç devresinde verilen değerlere göre alıcının çektiği akımı
ve alıcı uçları arasındaki gerilimi hesaplayınız.
0,02
1
1
1
0,2  0,1 0,3
rT 
 0,066




0,3
rT 0,1
0,2
0,02
0,02
(0,2) (0,1)
IT 
E1
3

 2,81Amper
R  r 1  0,066
V=I.R=2,81.1=2,81 volt
2.5.3. Üreteçlerin KarıĢık Bağlanması
Devrelerde akım ve gerilimi artırmak gerektiğinde üreteçler devreye karıĢık olarak
bağlanır.
ġekil 2.13: KarıĢık bağlı üreteçler
21
UYGULAMA FAALĠYETĠ
UYGULAMA FAALĠYETĠ
Elektrik kanunlarını ayırt ediniz.
ĠĢlem Basamakları
 Elektrik
devresinde
gösteriniz.
Öneriler
dirençleri
 Sınıfa, direnç çeĢitleri getirebilirsiniz.
 Ohm kanunu kavrayınız.
 Ohm
kanunlarıyla
araĢtırabilirsiniz.
ilgili
problemler
 KirĢof kanunlarını kavrayınız.
 KirĢof kanunlarıyla
araĢtırabilirsiniz.
ilgili
problemler
 Dirençlerle
çözünüz.
 DeğiĢik
kaynaklardan
araĢtırabilirsiniz.
problemler
 DeğiĢik
kaynaklardan
araĢtırabilirsiniz.
 DeğiĢik
kaynaklardan
araĢtırabilirsiniz.
problemler
ilgili
problemler
 Akım problemleri çözünüz.
 Gerilim problemleri çözünüz.
22
problemler
ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME
ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME
AĢağıdaki soruları dikkatlice okuyarak doğru seçeneği iĢaretleyiniz.
1.
Elektrik devrelerinde akımın geçiĢini zorlaĢtıran etkiye ne ad verilir?
A) Ohm kanunu
B) Ġletkenlik
C) Yalıtkanlık
D) Direnç
2.
Direnç için kullanılan ifadelerden hangisi yanlıĢtır?
A) Ġletkenin direncini yapıldığı madde etkilemez.
B) Bir iletkenin direnci boyu (uzunluğu) ile doğru orantılıdır.
C) Ġletkenin direnci kesiti (alanı) ile ters orantılıdır.
D) Hastanın ağzı kapalıdır.
3.
Uzunluğu 50 metre olan bakırdan yapılmıĢ bir iletkenin kesiti 1,4.10-10 m2 ise direnci
ne kadardır (ρ bakır = 1,7.10-8 ohm.m)?
A) 2500 Ω
B) 25000 Ω
C) 2,5 Ω
D) 500 Ω
4.
AĢağıda Ģekil üzerinde verilen değerlere göre I 1’in değeri kaç amperdir?
A) 3 amper
B) 5 amper
C) 8 amper
D) 10 amper
23
5.
AĢağıda Ģekil üzerinde verilen değerlere göre devreye uygulanan toplam gerilim kaç
volttur?
A) 2,5 volt
B) 3 volt
C) 3,75 volt
D) 4,25 volt
DEĞERLENDĠRME
Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karĢılaĢtırınız. YanlıĢ cevap verdiğiniz ya da cevap
verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız.
Cevaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki öğrenme faaliyetine geçiniz.
24
ÖĞRENME FAALĠYETĠ–3
ÖĞRENME FAALĠYETĠ–3
AMAÇ
Bu faaliyette verilen bilgi ve becerilerle elektriksel iĢ ve güç kavramlarını
öğreneceksiniz.
ARAġTIRMA


Elektriksel iĢ ve güç ile ilgili kanunları değiĢik kaynak kitaplardan araĢtırma
yapınız.
Konu ile ilgili çalıĢmalarınızı rapor hâline getirerek sınıfta arkadaĢlarınızla
paylaĢınız.
3. ELEKTRĠKSEL Ġġ VE GÜÇ
Günlük yaĢantımızda kullandığımız birçok enerji çeĢidi vardır. Bu enerjilerin bir kısmı
doğal bir kısmı da enerji üreten sistemlerden elde edilir. Enerji kullanan cihazların herhangi
bir enerjiyi diğer enerjilere en az kayıpla döndürmesi büyük avantajdır. Elektrik enerjisi ve
bunu kullanan elektrikli cihazlarda bu özellik diğer enerji Ģekilleri ve cihazlarına göre daha
fazladır. Elektrik enerjisi bu özelliğinden dolayı günlük yaĢantımızda iĢ ve güç yönünden
büyük avantajlar sağlamaktadır.
3.1. ĠĢ ve Enerji
Çevremizde meydana gelen değiĢmelerin hepsi birer iĢ olarak tanımlanır. Bu
değiĢmeleri meydana getiren yeteneğe de enerji denir. Örneğin bir vantilatörün dönmesi bir
iĢtir. Ancak dönme hareketini meydana getiren motorun çalıĢmasını sağlayan elektrik
enerjisidir. Enerji iĢ yapabilme yeteneğidir.
Mekanikte iĢin tanımı, bir cismin bir kuvvetin etkisi ile belli bir uzaklığa
götürülmesidir.
ĠĢ, W = F.ℓ formülü ile hesaplanır.
W= ĠĢ
F= Kuvvet
ℓ= Alınan yol
CGS (santimetre, gram, saniye) birim sisteminde kuvvetin birimi dyne’dir.
Dyn (din): 1 gramlık bir kütleye 1 cm/s 2 lik ivme kazandıran kuvvettir. Cgs birim
sisteminde iĢ birimi dinxcm veya kasaca “erg”dir.
MKS (metre, kg, saniye) birim sisteminde iĢ birimi kgm’dir.
25
MKS sisteminde uzunluk metre kuvvet Newton (N) olduğumdan iĢ birimi Nm veya
kısaca Joule (J) olur.
Elektriksel iĢ, W=V.I.t formülü ile gösterilir.
W= Elektriksel iĢ (joule)
V=Alıcı gerilimi (volt)
I= Alıcı akımı (amper)
t=Alıcının çalıĢma süresi (saniye)
Bir üretecin verdiği iĢ, W=E.I.t formülü ile hesaplanır.
W= Üretecin verdiği iĢ (joule)
E=Üretecin EMK’si (volt)
I= Üretecin verdiği akım (amper)
t= Üretecin akım verdiği süre (saniye)
Elektrikteki iĢ birimi volt.amper.saniye (VAs)’dir. Doğru akımda 1VA=1watt
olduğundan watt.saniye (Ws) veya jul Ģeklinde ifade edilir. Ws küçük bir birim olduğunda,
katları olan watt.saat (Wh) veya kilowatt.saat (kWh) birimleri kullanılır.
3600 Ws=1Wh
3600000 Ws= 1kWh’tir.
Uygulamada kullanılan enerji birimlerinden biri de elektron-volt (eV)’tur.
1 elektron-volt= 1,6.10-19 joule’dur.
Örnek: 220 voltluk bir doğru akım üretecinden 4 amper akım çeken saç kurutma
makinesinin yarım saatte yapacağı iĢi bulunuz.
W=V.I.t = 220.4.0,5 = 440 kWh
3.2. Güç
Birim zamanda yapılan iĢe güç denir. Güç P harfi ile gösterilir. Bir cihazın gücü,
cihazın büyüklüğünü ve yapacağı iĢi belirler. Güç, iĢle doğru zamanla ters orantılıdır.
P
W
V .I .t
E.I .t
 V .I ve P 
 E.I Ģekillerinde hesaplamalar yapılır.
veya P 
t
t
t
P= Cihazın gücü (W)
V= Uygulanan gerilim (V)
I= Çekilen akım (A)
t= ÇalıĢma süresi (Saniye)
W= Cihazın yaptığı iĢ (J)
26
CGS birim sisteminde güç, erg/s, MKS (kg-kuvvet) birim sisteminde kgm/s, MKS
(kg-kütle) sisteminde J/s’dir. J/s değerine watt denir.
Uygulamada watt’ın askatı olan miliwatt, üst katları olan kilowatt ve megawatt
birimleri kullanılır.
1W= 1000 mW
1000W= 1 kW
106 W= 1 MW
Diğer enerji güç birimleri ile elektrik güç birimi olan kW arasında aĢağıdaki eĢitlikler
vardır.
1 kW = 1,36 HP = 102 kgm/s
1 HP = 0,736 kW = 736 W
Cihazların üzerinde yazılı olan güçleri cihazların özelliğine göre ya Ģebekeden alınan
gücü ya da cihazın güç alınan kısımlarını ifade eder (Motor milinden güç alınması gibi).
Elektrikte güç formülleri ohm kanunu eĢitlikleri ile kullanıldığında aĢağıdaki
bağıntılar elde edilir.
2
P= I . R
V2
P
R
V2
W
.t
R
2
W= I . R.t
Örnek 1: Bir elektrikli ocak 220 voltluk gerilimle 4 amper akım çekiyor ise ocağın
gücünü bulunuz.
P= V.I = 220 . 4 = 880 watt
Örnek 2: 0,5 amper akım çeken bir tost makinesinin direnci 2 ohm’dur. Makinenin
gerilimini ve gücünü hesaplayınız.
V= I.R = 0,5. 2 = 1 volt
P= I2 . R =0,52 . 2 =0,5 W
3.3. Verim
Bir sisteme verilen güç veya enerji ile alınan güç veya enerji birbirine eĢit olmaz.
Bunu nedeni cihazlarda enerji dönüĢümü sırasında meydana gelen kayıplardır.
Cihazlarda alınan gücün verilen güce oranına cihazın verimi denir. Güç “η” (eta)
iĢareti ile gösterilir. Verim uygulamada % olarak ifade edilir.
27
Verim  
PA
formülü ile hesaplanır.
PV
PV = PA +PK
η=Verim
PA = Alınan güç
PV = Verilen güç
PK = Kaybedilen güç
Örnek: Verimi % 80 olan bir radyografi cihazı, yüksek voltaj transformatörünün
primer devresine uygulanan gerilim 220 volttur. Transformatörün primer devresindeki akım
10 amper olduğuna göre transformatörün sekonder devresindeki gücü hesaplayınız.
PV=IV .VV=15.220=3300 W (transformatörün primer devresindeki güç)

P
PA 80
 A
PV 100 3300
PA 
264000
 2640W
100
3.4. Enerji ve Gücün Ölçülmesi
Enerji ve güç, amacına göre farklı değerlerde kullanılır. Bu amaçla enerji ve gücün
değerlerinin bilinmesi gerekir. Aynı zamanda enerji ve gücün harcanan değerlerinin de
ölçümü yapılır. Bu değerlerin ölçmek için çeĢitli yöntem ve cihazlar kullanılır.
3.4.1. Elektrik Enerjisinin Ölçülmesi
Elektrik Ģebekelerinden çekilen elektrik enerjisi miktarını ölçen araçlara elektrik
sayacı denir. Sayaçlar elektrik enerjisini kWh cinsinden ölçer. Sayaçlar akım ve gerilimi
ölçecek Ģekilde devreye bağlanır.
Resim 3.1: Elektrik sayacı çeĢitleri
28
3.4.2. Elektrik Gücünün Ölçülmesi
Uygulamada elektriğin gücü daha çok wattmetreler kullanılarak ölçülür. Wattmetreler
ile hem doğru hem de alternatif akımın gücü ölçülebilir.
Doğru akım devrelerinde güç, voltmetre ve ampermetre kullanılarak ölçülebilir. Yani
gerilim değeri ile akım değerinin çarpımı doğru akım devresinde gücü verir.
Resim 3.2: Wattmetreler
29
UYGULAMA FAALĠYETĠ
UYGULAMA FAALĠYETĠ
ĠĢ, güç enerji ve verim problemleri çözünüz.
ĠĢlem Basamakları
Öneriler
 ĠĢ, güç, enerji ve verim kavramlarını  Kavramları
değiĢik
söyleyip/yazınız.
araĢtırabilirsiniz.
kaynaklardan
 ĠĢ problemleri çözünüz.
 DeğiĢik
kaynaklardan
araĢtırabilirsiniz.
problemler
 Güç problemleri çözünüz.
 DeğiĢik
kaynaklardan
araĢtırabilirsiniz.
problemler
 Enerji problemleri çözünüz.
 DeğiĢik
kaynaklardan
araĢtırabilirsiniz.
problemler
 Verim problemleri çözünüz.
 DeğiĢik
kaynaklardan
araĢtırabilirsiniz.
problemler
 Ölçü aletlerini ayırt ediniz.
 Sınıfa
değiĢik
getirebilirsiniz.
30
ölçü
aletleri
ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME
ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME
AĢağıdaki soruları dikkatlice okuyarak doğru seçeneği iĢaretleyiniz.
1.
Birim zamanda yapılan iĢ, aĢağıdakilerden hangisidir?
A) Enerji
B) Mekanikte iĢ
C) Güç
D) Dyn
2.
Bir vantilatörün motorunun çalıĢmasını sağlayan, aĢağıdakilerden hangisidir?
A) ĠĢtir.
B) Enerjidir.
C) Güçtür.
D) Coulomb kanunudur.
3.
Elektron-volt (eV), aĢağıdakilerden hangisinin birimidir?
A) Ohm kanunu
B) Direnç
C) Akım
D) Enerji
4.
Elektriğin gücünü ölçmek için aĢağıdakilerden hangisi kullanılır?
A) Voltmetre
B) Ampermetre
C) Elektrik sayacı
D) Wattmetre
5.
Gücü 1600 W olan bir elektrikli ocak 200 voltluk bir gerilimle kaç amper akım çeker?
A) 8 amper
B) 10 amper
C) 12,5 amper
D) 14 amper
DEĞERLENDĠRME
Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karĢılaĢtırınız. YanlıĢ cevap verdiğiniz ya da cevap
verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız.
Cevaplarınızın tümü doğru ise “Modül Değerlendirme”ye geçiniz.
31
MODÜL DEĞERLENDĠRME
MODÜL DEĞERLENDĠRME
AĢağıdaki soruları dikkatlice okuyarak doğru seçeneği iĢaretleyiniz.
1.
Devreden geçen akım, istenmeyen değerlere yükseldiğinde, devre elemanlarının zarar
görmesini önlemek için koruyucu olarak kullanılan cihaz hangisidir?
A) Voltmetre
B) Direnç
C) Almaç
D) Sigorta
2.
Elektrik devrelerinde alıcının çalıĢmadığı (açık devre durumunda) üreteç uçlarındaki
potansiyel farkına ne denir?
A) Potansiyel fark
B) Gerilim
C) Direnç
D) Elektromotor kuvvet (EMK)
3.
AĢağıdakilerden hangisi, paralel direnç devresine ait bir özellik değildir?
A) Paralel bağlı devrelerde toplam akım dirençlerden geçen akımların toplamına
eĢittir.
B) Paralel bağlı devrelerde toplam gerilim ve dirençler üzerine düĢen gerilimler
birbirine eĢittir.
C) Paralel bağlı devrelerde toplam direncin tersi, devrede bulunan diğer dirençlerin
terslerinin toplamına eĢittir.
D) Paralel bağlı devrelerde kollardan geçen akımın değeri, kolların direnç değerleri ile
doğru orantılıdır.
4.
Elektrik akımını aĢağıdakilerden hangisi ölçer?
A) Ampermetre
B) Votmetre
C) Wattmetre
D) Elektrik sayacı
5.
Üreteçlerin devreye paralel olarak bağlanması, aĢağıdakilerden hangisinin değerini
arttırır?
A) Direncin
B) Akımın
C) Gerilimin
D) Gücün
32
6, 7, 8, 9 ve 10. soruları yukarıdaki Ģekilde verilen değerlere göre hesaplayınız.
6.
Toplam direncin değeri aĢağıdakilerden hangisidir?
A) 2,75 ohm
B) 3 ohm
C) 3,75 ohm
D) 4,25 ohm
7.
Toplam akımın değeri aĢağıdakilerden hangisidir?
A) 23,66 amper
B) 25,66 amper
C) 26 amper
D) 26,66 amper
8.
V3’ün değeri aĢağıdakilerden hangisidir?
A) 25,55 volt
B) 79,98 volt
C) 85,55 volt
D) 99,99 volt
9.
VP’nin değeri aĢağıdakilerden hangisidir?
A) 15,2 volt
B) 16 volt
C) 20,02 volt
D) 22 volt
10.
I1’in değeri aĢağıdakilerden hangisidir?
A) 6,67 amper
B) 7,67 amper
C) 67,6 amper
D) 76,67 amper
DEĞERLENDĠRME
Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karĢılaĢtırınız. YanlıĢ cevap verdiğiniz ya da cevap
verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız.
Cevaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki modüle geçmek için öğretmeninize baĢvurunuz.
33
CEVAP ANAHTARLARI
CEVAP ANAHTARLARI
ÖĞRENME FAALĠYETĠ – 1’ĠN CEVAP ANAHTARI
1
2
3
4
5
D
C
D
A
D
ÖĞRENME FAALĠYETĠ – 2’NĠN CEVAP ANAHTARI
1
2
3
4
5
D
A
A
C
C
ÖĞRENME FAALĠYETĠ – 3’ÜN CEVAP ANAHTARI
1
2
3
4
5
C
B
D
D
A
MODÜL DEĞERLENDĠRME CEVAP ANAHTARI
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
D
D
A
B
C
D
B
C
A
34
KAYNAKÇA
KAYNAKÇA

BĠLGĠN Nihat, Fizik Lise 2 (Mekanik+Elektrik), Yöntem Yayıncılık, Ankara.

GÜVEN M. Emin, Ġ. Baha MARTI, Ġsmail COġKUN, Elektroteknik Cilt 1,
Millî Eğitim Basımevi, Ġstanbul, 1989.

KARASOY Ġsmail, Elektronik Esasları, Sağlık ve Sosyal yardım Bakanlığı
Mesleki Öğretim Genel Müdürlüğü Yayınları, Nu.:454, Ankara, 1976.

KAYA Tamer, Baki ADAPINAR, Yakup ÖZKAN, Temel Radyoloji Tekniği,
Nobel Kitabevi, Ġstanbul, 1997.

MERĠÇ Cemil, Rüstem SEVER, Uygulamalı Radyoloji, Sağlık Bakanlığı
Sağlık Eğitimi Genel Müdürlüğü Yayınları, No:503 (I. Baskı), Ankara, 1983.

SERWAY Raymond A., Robert J. BEĠCHNER, Çeviri: Kemal ÇOLAKOĞLU,
Fizik 2, Palme Yayıncılık, 2007.
35