T.C MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI KOCAALİ ABİDİN SERHOŞ MESLEKİ ve TEKNİK ANADOLU LİSESİ Turgut KOÇER Elektrik-Elektronik Teknolojisi Alan Şefi Temel Elektrik Bilgisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER İÇİNDEKİLER 1.Enerji ve İş Kavramları ...............................................................................................2 1.1.Elektrik Enerjisi.......................................................................................................3 1.1.1.Elektriğin Tarihçesi ..........................................................................................3 1.1.2.Elektrik Enerjisi Bakımında Maddelerin Sınıflandırılması ................................4 2.Elektrikte Akım ve Gerilim .........................................................................................6 2.1.Akımın ve Gerilimin Yönü ..................................................................................... 11 2.2.Akım ve Gerilimin Sınıflandırılması ...................................................................... 12 3.İş Güvenliği ............................................................................................................... 17 3.1.Elektrik İnsanı Neden Çarpar? ............................................................................. 18 3.2.Elektrik Tesisat Bilgisi .......................................................................................... 19 3.3.Elektrik Tesisatlarında Koruma Yöntemleri .......................................................... 28 3.4.Elektrik Kazalarında İlk Yardım ............................................................................ 33 4.Elektrik Devresi ve Temel Elektrik Kanunları ......................................................... 34 4.1.Elektrik Devresi Elemanları .................................................................................. 34 4.2.Elektrik Devresi Çeşitleri ...................................................................................... 39 4.3.Direnç,Ohm ve Kirchoff Kanunları ........................................................................ 42 5.Elektrikte İş,Güç ve Enerji ........................................................................................ 52 6.Ölçü Aletleri .............................................................................................................. 56 6.1.Multimetrenin Kullanımı (ARC TECHNIC 1100 SF) ............................................. 61 6.2. Wattmetrenin Kullanımı (ARC METER - SY 1012 ENERGY).............................. 75 7.Kondansatör.............................................................................................................. 87 Sayfa 1 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 1.Enerji ve İş Kavramları Enerji, iş yapabilme yeteneğidir.Yani, bir cisim iş yapabiliyorsa gerekli enerjiyi üstünde tuttuğunu anlamış oluruz.İş ise bir cisimin konumunu, şeklini veya özelliklerini değiştirme eylemidir. Enerjinin korunumu yasası; Enerji yok edilemez, Yoktan var edilemez, Başka bir enerjiye dönüşür Enerji türleri için aşağıdaki örnekler verilebilir; Mekanik enerji Isı enerjisi Işık enerjisi Kimyasal enerji Elektrik enerjisi Nükleer enerji Doğada enerji 2 şekilde bulunur; 1-Potansiyel (Durum) enerji: Enerjinin var olduğu ancak herhangi bir enerjiye dönüşmediği durumdur. Örnek vermek gerekirse, "Barajdaki Gölde Suyun Birikmesi Gibi" 2- Kinetik Enerji: Enerjinin başka bir enerjiye dönüşmesi durumudur. Aynı zamanda iş yapmasıdır. Örnek vermek gerekirse, "Barajda biriken su, borular vasıtasıyla bırakılarak, türbinlerin döndürülmesi sağlanır. Böylece barajda depo edilen suyun potansiyel enerjisi, türbinlerin döndürülmesiyle kinetik enerjiye çevrilmiş olmaktadır." Sayfa 2 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 1.1.Elektrik Enerjisi 1.1.1.Elektriğin Tarihçesi Grek (Eski Yunan) dilinde kehribar ağacının adı "elektrik"tir. Adı geçen toplumun bilginleri, bu ağacın kurumuş dallarının saç kıllarına sürtülmesinden sonra saman çöplerini çektiğini belirleyince, bu tip özellik gösteren tüm diğer cisimlere "Elektrik" adını vermişlerdir. Çok eski çağlarda ortaya konan elektrik kavramının kapsadığı alan statik (durgun) elektriktir. 16. Yüzyıldan itibaren hızlanan bilimsel araştırmaların sonucunda ise "durgun elektrik" kavramının ötesine geçilerek, bugün yaşantımızın her alanında yararlandığımız elektrikli ve elektronik sistemler geliştirilmiştir. Elektrik bir enerji türüdür. Elektrik enerjisi doğada var olan enerji türlerindendir. Bunun en güzel örneği “Yıldırım” ve “Şimşek” olaylarıdır. Bu noktadan yola çıkarak enerji ve iş tanımını yapalım. Dolayısıyla Elektrik,cisimlerin şekillerini konumlarını veya diğer özelliklerini değiştirme yeteneğine sahip olan bir olgudur. Elektrikle yüklü cisimlerin de bir potansiyel enerjisi vardır. Pil ve akümülatörlerdeki kimyasal enerji, istenildiği zaman elektrik enerjisine çevrilebilmektedir. O halde pil ve akümülatörlerde de depo edilmiş bir potansiyel enerjisi bulunmaktadır. Akümülatörden elde edilen elektrik enerjisi, bir elektrik motoruyla mekanik enerjiye veya bir lambayla ışık enerjisine çevrilmektedir. Enerjiler birbirlerine dönüştürülebilir. Mesela bir elektrik jeneratörü, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine ve elektrik motoru da, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürürler. Elektrikli ısıtıcılar ise, elektrik enerjisini ısı enerjisine dönüştürürler. İçinde bulunduğumuz günlerde elektrik enerjisi yaşantımızın vazgeçilmez bir ihtiyacı durumundadır. Günlük yaşantımızda ihtiyacımız olan ısı, ışık ve hareket enerjisi gibi ihtiyaçlarımızı elektrikten elde etmekteyiz. Elektrik,ileri düzeyde haberleşme cihazlarının çalıştırılmasında , evlerimizde, kullandığımız süpürge , buzdolabı-çamaşır makinesi gibi ev cihazları çalıştırılmasında da kullanılmaktadır. Elektrik enerjisinin sanayide kullanımı çok daha yaygındır. Çünkü elektrik makinelerinin verimlerinin yüksek oluşu ısı ve kontrol kolaylıkları kullanım yaygınlığı arttırmaktadır. Elektrik, taşıması kolay ve kayıplarının az oluşu ile ve diğer enerji türlerine kolay dönüştürülmesi ve depolanabilme kolaylıkları nedeniyle çok avantajlıdır. Sayfa 3 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 1.1.2.Elektrik Enerjisi Bakımında Maddelerin Sınıflandırılması Elektrik enerjisi iletiminde maddeler,en küçük parçası olan atomlarının son yörüngelerindeki elektron sayısına göre 3 sınıfa ayrılır.Atomların son yörüngelerinde en fazla 8 elektron bulunur.Atomlarının son yörüngesinde 4 elektrondan az olan maddelere elektrik enerjisi ilettiklerinden İletken, 4 elektron olan maddelere elektrik enerjisi üzerine uygulanan gerilime göre bazen iletip,bazen iletmediklerinden Yarı İletken ve 4 elektrondan çok olan maddelere elektrik enerjisi iletemediklerinden Yalıtkan olarak isimlendirilir. İletken, Elektrik akımını ileten malzemelere iletken denir . Bir maddenin iletkenliği atom yapısındaki son yörüngesinde bulunan serbest elektron sayısına bağlıdır. Metaller (bakır , demir, altın ,platin vs) son yörüngelerinde 1,2 veya 3 elektron bulundurmaları dolayısıyla iletken maddeler olarak anılırlar.Bu tip malzemelere küçük bir elektriksel enerji uygulandığında serbest elektron adı verilen en dış yörüngedeki elektronlar atomdan ayrılır böylece elektron hareketi oluşur , bu durum akımın iletilmesini dolayısıyla maddenin iletken olması anlamına gelir. Yandaki şekilde 1 elektron kaybeden bir elementin durumu görülmektedir. Serbest kalan bu elektron maddenin iletken duruma geçmesini sağlar. Sayfa 4 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER İletkenlerde kendi aralarında iletkenlik değerleri ile sıralanırlar. Aşağıda bazı metallerin iletkenlik değerleri verilmiştir. Bir maddenin iletkenliği (1/direnç) aşağıdaki değişkenlere bağlıdır. Sıcaklığına : Sıcaklık arttıkça direnci artar. İletkenliği azalır Uzunluğuna : Uzunluk arttıkça direnci artar. İletkenliği azalır. Kesitine : Kesiti arttıkça direnci azalır. İletkenliği artar Özdirencine : Özdirenci arttıkça direnci artar. İletkenliği azalır Bazı maddelerin özdirenç tablosu Örnek olarak;10 cm uzunluğu,kesit alanı 2.00 x 10-4 m2 olan silindir şeklindeki alüminyumun ve özdirenci 3 x1010 Ωm olan camın dirençlerini (dolayısıyla iletkenliğini) hesaplayarak karşılaştırma yapalım. Sayfa 5 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Yalıtkan Elektrik akımını iletmeyen malzemelere yalıtkan denir. Bu maddelerde son yörüngelerinde 4’ten fazla elektron olduğundan elektron hareketi çok zor olacağından elektrik akımını iletmezler. Cam,tahta,lastik , kauçuk gibi malzemeler günlük yaşamımızda sürekli kullandığımız yalıtkan maddelerdir. Yukarıda listede görüldüğü gibi yalıtkanların özdirençleri çok yüksektir. Dolayısıyla serbest elektronları olmadığı için akımın geçmesine çok büyük zorluk gösterirler. Örneğin , cam 1010 ohmmetre özdirence sahiptir. Yarı İletken Elektrik akımını uygulanan enerjiye göre bazen ileten,bazen iletmeyen malzemelere yarıiletken denir. Bu maddelerde son yörüngelerinde 4 elektron olduğundan elektron hareketi uygulanacak enerjiye bağlıdır.Germenyum,silisyum gibi malzemeler özellikle elektronik devrelerde kullanılan yarıiletken maddelerdir. 2.Elektrikte Akım ve Gerilim Elektrik durağan ya da devingen (Hareketli) yüklü parçacıkların yol açtığı fiziksel olgudur. Elektrik yükü maddenin ana niteliklerinden biridir ve temel parçacıklardan kaynaklanır. Elektrik olgusunda rol oynayan temel parçacık yükü negatif işaretli (yüklü) olan elektrondur. Elektriksel olgular çok sayıda elektronun bir yerde birikmesiyle ya da bir yerden başka yere hareket etmesiyle ortaya çıkar. Elektrik olgusunda rol oynayan diğer parçacık yükü pozitif işaretli olan protondur. Elektrik yükü atom altı parçacıkların sahip olduğu ve onun elektromanyetik ile olan etkileşimini tayin eden temel bir özelliktir. Elektrik yüklü bir parçacık elektromanyetik alandan etkilenir, elektromanyetik alan yaratır. Yük ve alanın etkileşimi elektromanyetik kuvvetin kaynağını oluşturur. Aşağıdaki şekillerde , elektrik yüklerinin birbirlerini nasıl etkiledikleri görülmektedir. Aynı elektrik yükleri birbirini itme, ters elektrik yükleri birbirini çekme yönünde kuvvet uygular. Elektriğin yukarıda anlatılan tanımına ek olarak , basit bir söylemle elektrik bir enerji türüdür. Sayfa 6 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Özetle; Elektriksel yük maddelerin temel özelliklerinden biridir. • Elektriksel yükün iki temel karakteristiği vardır: • Büyüklüğü ve Polaritesi veya işareti. • Yükün büyüklüğü Coulomb (C) cinsinden ölçülür. • Polaritesi ise negatif (-) ya da pozitif (+) olabilir. • Zıt yükler birbirini çekerken, aynı işaretli yükler birbirini iter. • Yükler arasındaki bu elektriksel kuvvet yüklerin büyüklükleri doğru ve aralarındaki uzaklığın karesi ile de ters orantılıdır. Coulomb Yasası Coulomb Yasası • Aralarında r uzaklığı bulunan q1 ve q2 yükleri arasındaki elektriksel Kuvvet şeklindedir. Burada ε0= 8.85 10-12 havanın permitivite katsayısıdır. • Ayrıştırılabilen en küçük negatif yük elektron yükü, • qe= -1.6 10-19 C, en küçük pozitif yük ise proton yüküdür • qp= 1.6 10-19 C. • Zıt yükler birleştiğinde birbirini nötralize eder. Böylece daha büyük bir parçacığın net yükü pozitif ve negatif yükler arasındaki farka eşittir. Elektrik Çeşitleri 1- Statik Elektrik 2- Dinamik (Güç) elektriği Sayfa 7 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Elektrik yüklerinin bir yerde bulunması ve devinimi (hareketi) statik elektrik ve güç elektriği (dinamik) kavramlarını oluşturur. Statik elektrik , elektrik yüklerinden birini (negatif yada pozitif) cisimler üstünde bulunması durumudur. Basit bir statik elektrik oluşturma olayı aşağıda şeklini gördüğünüz cam çubuğun ipek kumaşa sürterek cam çubukta negatif yük biriktirilmesini sağladığımız olaydır. Başka bir deyişle , Statik (Dural) elektrik, elektrostatik, fiziğin, dural yani değişmeyen elektrik alanlarının yüklü nesnelere olan etkilerini inceleyen dalıdır.Ayrıca yüklü cisimlerin diğer yüklerle ilişkilerini inceler. Dikkat edilmesi gereken , statik elektrikte elektrik yüklerini bir cisim üzerinde bulunması durumudur. Dinamik elektrik ise , elektrik yüklerinin bir arada bulunması ile oluşan elektrik alan kuvvetlerini ve yüklerin hareketiyle oluşan elektrik akımını ve akımın magnetik , ısı ve ışık gibi etkilerini inceleyen dalı olarak tanımlanabilir. Kısaca belirtmek gerekirse dinamik elektrik , elektrik yüklerinin hareketini ve bu hareketlilik sonucunda oluşan etkileri incelemektedir. Gerilim İki konum arasındaki elektriksel gerilim farkı, artı yüklü bir noktasal yükü bu iki konum arasında ilerletmek için (elektriksel güce karşı) üretilen iş olarak tanımlanır. Bu iki konumdan biri sıfır gerilim noktası olarak düşünüldüğü takdirde, çevresindeki her hangi bir konumun gerilimi, noktasal bir yükün oraya ulaşması için gereken iş olarak tanımlanabilir. Tek yüklerin geriliminin hesaplanabilmesi için, ikinci konumun sonsuzda yer aldığı varsayılır. Elektriksel gerilimin ölçüm birimi volt'tur (1 volt = 1 joule/coulomb). 1 Volt , 1V Kilovolt (kV) 1.000 V Volt 1V Milivolt (mV) 0,001 V Mikrovolt (µV) 0,000001 V Sayfa 8 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Bu kavram, sıcaklığa benzetilebilir. Uzayın her hangi bir konumu için bir sıcaklık değeri söz konusudur, ve iki konum arasındaki fark ısının hangi yön ve miktarda değiştiğini gösterir. Benzer biçimde, uzayın her konumu elektriksel gerilim değerine sahiptir, ve iki konum arasındaki gerilim farkı, bu kavramın arkasındaki gücün yön ve şiddetini gösterir. Elektrik Akımı Yüklü temel parçacıklar (- yüklü elektronlar ve + yüklü protonlar) iyonlar (bir ya da daha çok elektron yitirmiş ya da kazanmış atomlar) ve delikler (artı yüklü parçacık olarak düşünülebilen elektron eksikliği) gibi elektrik yükü taşıyıcılarının devinimlerinin ortak adıdır. İletken içinde hareket modeli elektron Elektrik akımı veya elektriksel akım, en kısa tanımıyla elektron hareketidir. Akım şiddeti , bir iletken üzerinden birim zamanda geçen elektron sayısını gösterir. Birimi Amper'dir (kısaltması A) ve akım şiddeti “ I “ sembolü ile ifade edilir. Başka bir anlatımla elektriksel yükün zamana göre türevidir. Metal atomlarının en dış yörüngesindeki elektronlar, gerilim adı verilen elektromotor kuvvet yani yüklerin birbirini itmesi veya çekmesi etkisiyle, atomdan atoma geçmek suretiyle yer değiştirirler. Sonuçta meydana gelen bu elektron hareketine elektrik akımı denir. I= Q / t formülü ile gösterilir. Formülde Q elektrik yük miktarını , t ise saniye cinsinden zamanı göstermektedir. Elektrik yük miktarı birimi “Kulon” dur. 1 C = 6.24*1018 elektron yüküne eşittir. Sayfa 9 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Başka bir deyişle iletkenden bir saniyede akan 1 kulon elektrik yükü ( 6.25*1018 adet elektron) 1 amperlik akım şiddeti oluşturmaktadır. Eğer yüklü parçacıklar (elektronlar, protonlar, iyonlar...) hareket ediyorsa, elektrik akımı var demektir. Elektrik yükleri katı cisimlerde (örneğin; kablolarda) serbest elektronların hareketi ile oluşur.Katı madde içinde pozitif yükler hareketsizdir. Sıvılarda ve gazlarda ise hem pozitif hem de negatif iyonlar hareket eder. Fakat her durumda akımın yönü pozitif yüklerin yönü veya negatif yüklerin hareket yönünün tersi olarak alınır. Akım yönünün + kutuptan – kutba doğru kabul edilmesi bir kabuldür. Avrupa standartlarını uygulayan ülkelerde böyle uygulanmaktadır. Ancak ABD ve Japonya standartlarını uygulayan ülkelerde akım yönü elektron akış yönüyle aynı yönde kabul edilmektedir. Akım, üzerinden geçtiği iletkenin dirençi ile ters orantılı,gerilim ile doğru orantılıdır. Elektrik akım şiddeti alt ve üst katları; 1 Amper, 1A Kiloamper (kA) 1.000 A Amper (A) 1A Miliamper (mA) 0,001 A Mikroamper (µA) 0,000001 A Elektrik akımı elektrik yüklerinin hareketi olarak tanımlandığına göre iyonlar da elektrik akımının oluşmasına katkıda bulunabilir. Özellikle sıvılarda ve gazlarda elektrik akımının iletilmesinde anyon ve katyonlar görev yaparlar. Bu nedenle elektrik akımını karakteri açısından iki sınıfa ayırmak gerekir. 1- İyonik akım : Yüklü ve kütlesi büyük taneciklerin yani iyonların hareketi ile oluşan; elektrolitik sıvılarda ve gazlarda elektrik akımının taşınmasına sebep olan akım türü olarak tanımlanabilir. İyonik akıma pozitif veya negatif iyonların veya her ikisinin birden katkısı olabilir. Aslında bir elektrolitik içinden akım geçmesi sırasında her iki tür iyonun da hareket ettiği gözden kaçırılmamalıdır. 2- Elektron Akımı : Metallerde ve yarı iletkenlerde yüklü, ancak kütlesi çok küçük olan elektronların hareketi sonucu oluşan akım türü olarak tanımlanır. Yarı iletkenlerde elektronların yanı sıra elektron boşlukları (hole) da akımın iletilmesinde önemli rol oynarlar Sayfa 10 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 2.1.Akımın ve Gerilimin Yönü Elektrik akımı, üretecin negatif (-) kutbundan, pozitif (+) kutbuna doğru aktığı kabul edilir. Günümüzde özellikle elektronik alanında yazılmış kitaplarda kabul edilen akım yönüdür. Ancak devre şemalarında akım yönünün sembolik olarak gösterilmesini etkiler, teorik hesaplamalarda ve pratik uygulamalarda sonuçları etkilemez. Bu sebeple alınan sembolik yön pratikte negatife veya negatiften pozitife akması hiçbir değer değişikliğine sebebiyet vermez. Bir dirençten akım geçtiği zaman, bu direnç uçlarında bir gerilim düşümü meydana gelir. Direnç uçlarında düşen gerilim yönü, akım yönüne göre bakılır. Akım negatif kutuptan pozitif kutba doğru aktığı kabul edildiğinde, (bu teoride kabul edilebilir) akımın dirence giriş yaptığı taraf, direnç üzerinde düşen gerilimin negatif kutbu, akım dirençten çıkış yaptığı taraf ise direnç üzerinde düşen gerilimin pozitif kutbudur. Aşağıdaki şekilde bir elektrik devresinde, direnç üzerinde düşen gerilimin yönü görülmektedir. Sayfa 11 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 2.2.Akım ve Gerilimin Sınıflandırılması Doğru Akım (DC) : Doğru akımın kısa tanımı "Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişmeyen akıma doğru akım denir." şeklindedir. Doğru akım genelde elektronik devrelerde kullanılır. En ideal doğru akım en sabit olanıdır. En sabit doğru akım kaynakları da pillerdir. Aşağıda bir akünün zamana bağlı gerilim değeri osilaskop şekli olarak gösterilmiştir. Şekilde de görüleceği gibi gerilim değerinde yön değişikliği olmamakta gerilim sabit olarak pozitif veya negatif değerde kalmaktadır. Gerilim değerinde hiçbir dalgalanma olmaması , gerilimin sabit olması anlamındadır , böylesi gerilimlere regüle edilmiş DC gerilim denir. Regüle edilmiş DC gerilim. Bu gerilim diyotla doğrultma işlemi sonrası kondansatörlerle filtre edilerek elde edilir. Alternatif Akım (AC) : Dalgalı DC gerilim. Bu gerilim diyotla doğrultma işlemi sonrası elde edilir. DC üreten kaynaklar şu şekilde sıralanabilir: Sayfa 12 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Pil; kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren araçlara pil adı verilir. Akümülatör; kimyasal yolla elektrik enerjisi üreten araçtır. Dinamo; hareket enerjisini DC elektrik enerjisine çeviren araçlardır. Doğrultmaç Devresi; Alternatif akım elektrik enerjisini DC elektrik enerjisine çeviren araçlardır. Güneş Pili; Güneş enerjisini DC elektrik enerjisine çeviren elemanlara güneş pili denir. Alternatif Akım (AC) : Alternatifin kelime anlamı "Değişken" dir. Alternatif akımın kısa tanımı ise "Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişen akıma alternatif akım denir." şeklindedir. Alternatif akım büyük elektrik devrelerinde ve yüksek güçlü elektrik motorlarında kullanılır. Evlerimizdeki elektrik alternatif akım sınıfına girer. Buzdolabı, çamaşır makinesi, bulaşık makinesi, aspiratör ve vantilatörler direkt alternatif akımla çalışırlar. Televizyon, müzik seti ve video gibi cihazlar ise bu alternatif akımı doğru akıma çevirerek kullanırlar. Saykıl (Periyot) : Gerilim veya akımın sıfırdan başlayarak pozitif maksimum değere, tekrar düşerek sıfıra ve artarak negatif maksimum değere ve tekrar sıfıra düşmesine “ saykıl “ (periyot) denir. Periyotun birimi saniyedir(sn) . 50 Hz.frekanslı şebekemizin geriliminin periyodu ise 20 mili saniyedir. Frekans: Bir saniyede yapılan saykıl sayısına yada periyot sayısına frekans denir. Frekansın birimi Hertz’dir. Şebeke frekansımız ise 50 hertz dir. Sayfa 13 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 1 Hertz, 1Hz Giga Hertz (GHz) 1.000.000.000 Hz. Mega Hertz (MHz) 1.000.000 Hz. Kilo Hertz (kHz) 1.000 Hz. Hertz 1 Hz. Şebekenin Etkin (efektif) değeri 220VAC ‘dir. Buna karşılık olarak tepe değeri 310VAC tur. Utepe = URMS x 1.41 Formülü ile hesaplanabilir. Şimdi ölçü aletleriyle ölçüm yaptığımızda hangi değerleri ölçtüğümüzü ve bunların anlamların anlamaya çalışalım. Ölçüm örneğimizi Şebeke gerilimimiz üstünden yapalım. Voltmetrede AC ve DC olmak üzere iki gerilim ölçme kademesi bulunmaktadır. AC ölçüm kademelerinde ölçü aletlerinin ölçtüğü gerilimlere Efektif değer denir . Efektif değer RMS değeri olarakta bilinir. Oysa, DC kademelerde voltmetre Ortalama değer ölçmektedir. Şebeke Gerilimi 220VAC RMS olarak ölçülür. Şebekenin tepe değeri UTepe= VRMS x 1.41 dir. Utepe= 310V olur Sayfa 14 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Yarım Dalga doğrultulmuş gerilim için Uort=Utepe / Uort =310 / 3.14 = 98.7 VDC Tam dalga doğrultucuda çarpılmalıdır. Uort=197.4 V gerilim iki ile (Diyotların üstüne düşen 0.7V lar ihmal edilmiştir.) Doğrultulmuş gerilim kondansatörle filtre edildiğinde ise gerilimin tepe değerine yakın bir gerilim elde edilir. Ancak kondansatör uygun seçilmediğinde gerilim dalgalanacaktır. UDC=URMS=Uort= 310VDC Hatırlanacağı gibi bu gerilim SMPS trafosunun giriş sargı ucundaki gerilimdir. Frekans,Saykıl,Periyot ve Alternans Alternatif akımın bir saniyedeki titreşim sayısına Frekans denir. Frekans "f" ile gösterilir. Birimi Herzt dir. "Hz" ile gösterilir. Dalganın şeklinin nasıl olduğu önemli değildir. Ülkemizde kullandığımız elektrik enerjisinin frekansı 50 Hz’dir. Alternatif akımın sıfır noktasından başlayarak sırasıyla pozitif maksimuma,sıfıra,negatif maksimuma ve tekrar sıfıra gelmesine Saykıl denir. Sayfa 15 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Periyod; bir saykılın oluşması için geçen süredir. "T" harfi ile gösterilir. Birimi saniyedir.Ülkemizde kullandığımız elektrik enerjisinin periyodu 20 msn’dir.(1/f=1/50) Alternatif akım yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi sıfırdan pozitif maksimum değere daha sonra sıfıra gelme durumuna pozitif alternans, sıfırdan eksi maksimum değere daha sonra tekrar sıfıra gelmesine negatif alternans denir. İki alternansının birleşmesi ile bir saykıl oluşur. Alternatif gerilimi bir devreye bağlanırsa akımın akışı alternanslara göre değişir. Sayfa 16 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 3.İş Güvenliği İş güvenliği tanımı İş güvenliği ; iş kazalarını ve meslek hastalıklarını önlemek için alınan tedbirlerin tümüdür. İş güvenligi bütün iş yerlerinin ve çalışanların en önemli sorunudur.Bu nedenle işyerlerinde iş güvenliğini sağlamak için gereken tedbirlerin alınmasına özen gösterilmelidir. Kaza tanımı Kaza ; emniyetsiz hareket ve koşullardan doğan bir fonksiyonu ve çalışmayı kesintiye uğratan önceden planlanmamış olaydır. Kaza nedenleri Kazaların oluş nedenleri kazadan hemen önceki emniyetsiz hareket ve koşullarıdır. Elektrik enerjisi hakkında yeterli bilgiye sahip olmamak Elektrik devresinde yeterli yalıtımın olmayışı veya çeşitli nedenler ile yalıtma özelliğini kaybetmesi Elektrik işlerinde çalışanların kendilerine aşırı güvenmeleri Acelecilik ve dikkatsizlik. Güvenlik tedbirleri Elektrik tesisatı üzerinde çalışırken aşağıdaki uyarılara dikkat edilmelidir: Zorunlu kalmadıkça enerji altında çalışmayın. Mamülde enerji varken çalışmaya zorunlu kaldıysanız şu şekilde hareket ediniz. Toprakla (beton zemin ile) izole edildiğinizden emin olun.Bunun için; Ayağınızda lastik veya kauçuk ayakkabı olsun, Zemin nemli/ıslak olmasın, Ayağınızın altında kuru tahta veya kalın kumaş olsun Mümkünse sağ elinizi kullanarak çalışın Sol elinizi mümkünse makinenin gövdesine veya duvara dayamayın Bütün dikkatiniz iş üzerinde olsun ve dalgınlık yapmayın Sayfa 17 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Çalışırken enerjiyi kesiniz.Çalıştığınız sürece enerjinin verilmemesi için gerekli güvenlik önlemini alınız. 3.1.Elektrik İnsanı Neden Çarpar? Can Güvenliği Elektrik hatası oluştuğunda , insan vücudu toprağa dönmek için bir yol arayan elektrik akımına iletken vazifesi görür. Akımın vücuttan geçisi ile meydana gelen tehlikenin büyüklüğü aşağıdaki etkenlere bağlıdır; · Gerilim değeri ve frekansı · Vücudun elektrik direnci · Akımın değeri ve frekansı · Akımın geçis süresi · Akımın vücutta izledigi yol · Islaklık · İzolasyon gereçleri (Lastik ayakkabı kullanımı vb.) Hesaplamalarda ortalama olarak bir insanın direnci 1.666 ohm alınır. Bu insan vücudundan geçecek olan akım değeri; I = V/R formülünden; 50V için I = 30mA 230V için I = 130mA olarak hesaplanır. İnsan vücudu elektrik akımına karşı 2000 ile 4000 ohm arasında direnç gösterir.Yapılan incelemelere göre 42 voltun üzerindeki gerilimler insan vücudu üzerinde devresini tamamlarsa sınırın üzerinde akımın geçmesine neden olur.Buna çarpma denir.Vücudun temas ettiği gerilim büyüdükçe vücuttan geçen akımda büyüyeceği için tehlike boyutları büyür. Görüldüğü gibi çalışma hayatında dikkatli olmamız, aceleci olmamamız , işimizi severek gerektiğinde başkasına danışarak yapmamız gerekiyor. Günlük çalışmalarınızda hiç bir şey sizin can emniyetinizden daha değerli değildir. IEC 60479-1 standartına göre insan hayatı için kritik akım eşiği 30mA olarak belirlenmiştir. Elektrik akımının insan vücudundaki etkileri yandaki cetvelde belirtilmistir. Sayfa 18 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi 3.2.Elektrik Tesisat Bilgisi Sayfa 19 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Turgut KOÇER Temel Elektrik Bilgisi Sayfa 20 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Turgut KOÇER Temel Elektrik Bilgisi Sayfa 21 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Turgut KOÇER Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER *Priz sortisinde standart kablo kesiti olarak 2.5 mm2 NYA (tek damarlı) kablo kullanılmalıdır. *Elektrik tesisatında ekler buattan alınır, priz üzerinden kesinlikle ek alınmamalıdır. *Priz devrelerine bağlanacak sorti sayısı priz için 7’den fazla olamaz. *Sorti hatlarında TSE (Türk Standartları Enstitüsü) ve CE (Avrupa Birliği)’ye göre faz Siyah,nötr mavi,toprak sarı-yeşil renkte 2.5 mm2 NYA kabloyla çekilmelidir. Sayfa 22 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Sayfa 23 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Turgut KOÇER Temel Elektrik Bilgisi Sayfa 24 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Turgut KOÇER Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Faz ucu kontrol kaleminin yandığı uçtur. Topraklamanın uygun olduğu durumda yapılacak ölçümler: L – N = 220 VAC L – T = 218,5 VAC (Min.) N – T = 1,5 VAC (Max.) Sayfa 25 / 93 L – N = 220 VAC L – T = 218,5 VAC (Min.) N – T = 1,5 VAC (Max.) Elektrik-Elektronik Teknolojisi Faz ucu kontrol kaleminin yandığı uçtur. Temel Elektrik Bilgisi Sayfa 26 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Turgut KOÇER Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Üç fazlı sistemlerde , aralarında faz farkı (gecikme) Olan R-S-T fazları ile N (nötr) Uçları bulunur R-S = 380 VAC R-N = 220 VAC R-T = 380 VAC T-N = 220 VAC S-T = 380 VAC S-N = 220 VAC Faz sıralaması hatalı olduğunda , bir faz sabit tutularak diğer iki fazın yeri değiştirilir Bazı evlere 3 faz bağlantı yapıldığı halde , kullanım tek fazlı olacak şekildedir. Yani farklı prizlere ve lambalara farklı fazlar , tek faz gibi bağlanır. Prizden L-N,L-T ve N-T Ölçümü Sayfa 27 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 3.3.Elektrik Tesisatlarında Koruma Yöntemleri Elektrik tesisatlarında Elektrik akımına karşı alınacak korunma önlemleri şunlardır; Sayfa 28 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Yalıtma Topraklama Sıfırlama 1-Yalıtma Yalıtmadan amaç, elektrik akımının elektrik devresi dışına çıkmamasıdır.Diğer bir ifadeyle insanın akım taşıyan iletkenlerle temasının kesilmesidir. 2.Topraklama Normal koşullarda yalıtım sayesinde insanın akıma maruz kalmayacak olmasına rağmen, yalıtımın bozulması durumunda elektrikli cihazların iletken kısımlarına temas anında insanı elektrik çarpmasını önlemek amacıyla, elektrikli cihazların iletken kısımlarının madeni plakalarla toprağa bağlanarak insanın akımdan korumasıdır. Topraklamanın Önemi Gerilim altında olmayan bütün tesisat kısımlarının, uygun iletkenlerle toprak kitlesi içerisine yerleştirilmiş bir iletken cisme (elektrot) bağlanmasıdır. Topraklamanın amacı, elektrikli alıcıları kullananların can güvenliğini sağlamak ve cihazların zarar görmesini önlemektir. Bütün elektrik makinelerinin gövdeleri, boruların madeni kısımları, kurşunlu kabloların kurşun kılıfları, tablo ve benzerlerinin metal kısımları topraklanmalıdır. Topraklama İletkeni, Topraklanacak bir aygıtı veya tesis bölümünün bir topraklayıcıya bağlayan toprağın dışında ya da yalıtılmış olarak toprağın içinde çekilmiş bir iletkendir. Çeşitli kalınlıkta yuvarlak, örgülü veya yassı lama şeklinde bakır veya galvanizli iletkenden yapılmaktadır. Topraklama, koruma, işletme, fonksiyon ve yıldırıma karşı topraklama olmak üzere dört çeşittir. Koruma Topraklaması; insanları ve canlıları tehlikeli dokunma gerilimlerine karşı korumak için işletme akım devresinde bulunmayan iletken bir bölümün topraklanmasıdır. Cihazların gerilim altında olmayan metal kısımlarının topraklanmasıdır. İşletme Topraklaması; işletme akım devresinin bir noktasının, cihazların ve tesislerin normal işletilmesi için topraklanmasıdır. Bir işyeri veya fabrikanın enerjisini sağlamak için çalışan trafonun veya alternatörün yıldız noktalarının topraklanmasıdır. İki şekilde, dirençsiz ve dirençli işletme topraklaması yapılmaktadır. Sayfa 29 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Fonksiyon Topraklaması; bir iletişim tesisinin veya bir işletme elemanının istenen fonksiyonu yerine getirmesi amacıyla yapılan topraklamadır. Fonksiyon topraklaması, toprağı dönüş iletkeni olarak kullanan iletişim cihazlarının işletme akımlarını da taşır. Yıldırıma Karşı Topraklama; yıldırım düşmesi sonucunda işletme gereği gerilim altında bulunan iletkenlere atlamaları (geri atlamalar) geniş ölçüde önlemek için işletme akım devresine ilişkin olmayan iletken bölümlerin topraklanmasıdır. Yıldırım topraklaması sistemine Paratöner de denir. 3.Sıfırlama Elektrik tesisatındaki Nötr (N) ve Toprak (T) bağlantılarının köprülenmesi,birleştirilmesi sayesinde normal koşullarda yalıtım sayesinde insanın akıma maruz kalmayacak olmasına rağmen, yalıtımın bozulması durumunda insanın akımdan korumasıdır. DİKKAT! Sıfırlama yapılmış bir elektrik tesisatında Faz (L) ve Nötr (N) bağlantıları kesinlikle yer değiştirilmemelidir.Aksi halde cihazın iletken gövdesine dokunulduğunda elektrik çarpacaktır.Bu nedenle sıfırlama kesinlikle yapılmamalıdır. Gerilim altında olmayan bütün tesisat kısımlarının şebekenin sıfırlama hattına (topraklanmış nötr hattına) veya ayrı çekilmiş koruma iletkenine bağlanmasıdır. Alternatör, trafo gibi cihazların topraklanmış sıfır (nötr) noktalarından çıkan hatlara sıfır veya nötr hattı denir. Topraklamaya göre daha kolay ve ucuz olan bu korunma şeklinde, elektrikli cihazda herhangi bir kaçak olduğunda kısa devre meydana gelir ve sigorta atarak cihazın enerjisini keser. Yani sıfırlama yapılmakla, gövdeye kaçak arızası kısa devreye dönüştürülerek sigortayı attırmak suretiyle devrenin enerjisi kesilmiş olur. Masrafsız ve kolay uygulanmasının yanında, sıfırlamanın birtakım sakıncaları da vardır. Sayfa 30 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Giriş faz nötr iletkenleri eğer yer değiştirilirse alıcılar üzerinde faz verilmiş olur. Normalde nötr hattında enerji bulunmamalıdır; ancak şebeke hatlarının dengesiz yüklenmesi sonucu olarak nötr hattında da enerji olabilir. Küçük değerdeki kaçaklar sigorta tarafından algılanmayacağı için cihaza dokunan kişiler içinde her zaman potansiyel tehlike oluşturur. SU BORUSUNDAN TOPRAKLAMA YAPILAMAZ. Sayfa 31 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Turgut KOÇER Temel Elektrik Bilgisi Topraklama yapılmış bir tesisatta Voltmetre ile ölçümde; Faz-Nötr Arası 220V, Faz-Toprak Arası 220V, Nötr-Toprak Arası 1,5V (En Fazla) Olmalıdır. Megger Cihazı ile ölçümde; Toprak direnç değeri en fazla 2 Ohm olmalıdır. Topraklama Malzemeleri: Nötr (N) Faz (L) N L Topraksız Priz N L Toprak En az 1 m 0.5 m2 Bakır Emniyetli kullanım Emniyetsiz kullanım L-N L-T N-T Durum 220 VAC <220 VAC 0,5-5 VAC Uygun Topraklama Var 220 VAC <220 VAC >5 VAC Uygun Topraklama Yok 220 VAC 220 VAC 0 VAC Sıfırlama Var Sayfa 32 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Kaçak akım rölesi , faz ucundan giden akımın nötr ucundan dönmesi esasına göre çalışır.Ev kullanımı için,fazdan gelen akım,nötrden dönen akımdan 30 mA’den daha fazla ise sistemde kaçak olduğuna,insan çarpılmasına karar verilerek sigorta atar,enerji kesilir.Sanayide kullanılan kaçak akım rölelerinde ise bu değer 300 mA’dir.Elektrik tesisatında sıfırlama yapılmışsa yani N ile T köprülü ise KAR atacaktır.Kaçak akım röleleri hem yüksek akımlarda hem de kaçak akımlarda atacak şekilde yapılmışlardır.Tek fazlı ve 3 fazlı olanları bulunur. 3.4.Elektrik Kazalarında İlk Yardım Herhangi bir nedenle üzerinden akım geçen kimse bundan etkilenir.Bu etki hafif bir sıçrama şeklinde olabileceği gibi tehlikeli kasılmalara da sebep olabilir.Etkinin derecesi ne olursa olsun yapılacak ilk iş kazaya uğrayanı elektrik etkisinden kurtarmaktır. Bu iş o anda çevrede bulunacak herhangi bir kuru yalıtkan gereçle; tahta parçası ,sopa,giyim eşyası,ayakkabı vb.yapılabilir.Çarpılma çok şiddetli ise kazaya uğrayan kişiyi kuru bir yere yatırmalı ve zaman geçirmeden doktara haber verilmelidir.Şok etkisi ile dili boğazına kayarak solunumunu etkileyebileceğinden ağzı açılarak dili dışarıya çekilmeli,ağzında herhangi bir şey varsa çıkarılmalıdır .Doktor gelinceye kadar , ilkyardım eğitimi almış kişiler tarafında , kalp masajı ve sunni tenefüs yapılması uygun olacaktır. Eğitim almamış kişilerin , sunni solunum ve kalp masajı yapması yapmaları uygun değildir. Kaza anında yapılması gerekenler: 1.Kazazedeye yardım etmeden önce öncelikle kendi güvenliğimize dikkat etmeli, elektrik akımı kesilmelidir. Aksi durumlarda ilkyardımcı da yaralanabilir. 2.Elektrik akımı kesilemiyorsa kazazedenin elektrik kaynağından uzaklaşması sağlanmalıdır. Bunun için tahta, plastik gibi yalıtkan malzemeler kullanılabilir. Sayfa 33 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 3.Hızlı bir şekilde kazazedenin solunumu ve nabzı kontrol edilmelidir. Solunum ve nabız yoksa suni solunum ve kalp masajı yapılmalıdır.(Eğitim almış kişiler tarafından) Eğer solunum ve nabız var fakat kazazedenin bilinci yerinde değilse hastaya şok pozisyonu verilmelidir. Şok pozisyonu kazazedenin sırt üstü yatırılarak , ayaklarını yaklaşık 30cm kadar yukarık aldırılmasıdır. 4.Yanıklar kuru ve temiz bezlerle kapatılır. 5.Acil olarak kazazede sağlık kuruluşuna ulaştırılır. Elektrik Çarpılması.wmv 4.Elektrik Devresi ve Temel Elektrik Kanunları 4.1.Elektrik Devresi Elemanları Elektrik enerjisini iş yapacak şekilde istenilen enerji türüne dönüştüren düzeneklerdir. Devreler yaptıkları işlerle isimlendirilirler , Isıtma devresi, aydınlatma devresi, motor devresi gibi. Aşağıda temel bir ısıtma devresi görülmektedir. Devrede termostat kontrolünde ısıtıcı çalışarak ısıtma yapmakta ve yine termostat tarafından devreden çıkarılmaktadır. Bir elektrik devresi 4 temel elemandan oluşur. Kaynak / Üreteç Almaç Devre kesici İletken Devre Kesici Almaç Termostat Isıtıcı V İletken S Kablo Şebeke Kaynak / Üreteç Sayfa 34 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Turgut KOÇER Temel Elektrik Bilgisi Üreteç/Kaynak Diğer enerji türleri Elektrik enerjisine dönüştüren ve enerjisini sağlayan devre elemanıdır. devrenin ihtiyacı olan elektrik Örnek: Şebeke 220 VAC 50 Hz Akü 12 VDC 50 Ah Pil 9 VDC 300 Ah Kullandığımız kaynaklar gerilim değerleri , frekansları ve enerji depolama kapasiteleri ile verilmektedir. Almaç Elektrik enerjisi diğer enerji türlerine dönüştüren devre elemanlarıdır. Örnek; Isıtıcı, lamba , motor, mini, kontaktör bobini , Su giriş vanası , Program cihazı motoru, Emn. anahtarı PTC (L,N uçları) Pompa motoru 220 VAC 50 Hz 25W Emn. anahtarı 220 VAC Isıtıcı 220 VAC 2000 W Lamba 220 VAC 75 W Motor 220 VAC 50 Hz 300 W Vana 220 VAC 7W Mini Kont. Bobin 220 VAC Program cihazı Motoru 220 VAC 50 Hz Almaçlar , çalışma gerilim, frekans ve güç değerleriyle verilir. Almaçlar akımın geçmesine zorluk gösterirler. Yani dirençleri vardır. Almaçların çalışması için almaçların birbirine ve kaynak gerilimine paralel olarak bağlanması gereklidir. Sayfa 35 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi L Turgut KOÇER Faz Akım (I) Pompa Motoru N P Isıtıcı Vana Nötr Kural : Elektrik devresinde seri bağlı 2 almaç varsa,Gücü küçük,direnci büyük olan almaç çalışır. Gücü büyük,direnci küçük olan almaç çalışmaz iletken olarak kalır. Çamaşır makinelerinde istisnai bir bağlantı vardır. Geçmişte üretilen mekanik kontrollü çamaşır makinalarında,pompa arızası durumunda su alınmaması amaçlı emniyet önlemi için;vana ile pompa motoru istisnai olarak birbirine seri bağlıdırlar.Su alma adımında vana çalışırken,pompa çalışmayıp devreyi tamamlamak için iletken durumda kalır.Eğer pompa sargısı açık devre ise vana devresini tamamlayamayacağından çamaşır makinası su almayacaktır. L Faz Akım (I) Vana 7W 4000ohm P N Pompa Motoru 25W 175ohm Nötr Sayfa 36 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Devre Kesici Çevre şartlarından duyarlanarak kontaklarını açan veya kapayan devre elemanlarıdır. Akım geçmesine zorluk göstermezler. Yani akımın geçmesine izin verirler yada hiç geçirmezler. Örnek: Termostat Sıcaklık Tek. Anahtar Manuel Su sev. Anaht Basınç Ter.dev. Kesici Sıcaklık Sigorta Akım Em.on.kontakları (L-C) PTC Program cihazı kontakları PC motor Mini kontaktör kontakları Bobin Kapı sivici Kapı Su seviye sivici (BL) Sifon Taşımcı sivici Su kaçağı Limitör Sıcaklık Devre kesiciler kontak pozisyonlarına göre ikiye ayrılır. a)- Normalde açık NO Termostat Mini Kontaktör 13 14 V Sayfa 37 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Turgut KOÇER Temel Elektrik Bilgisi b)- Normalde kapalı NC Mini Kontaktör Termostat 31 32 V Devre Kesiciler Kullanıma göre ikiye ayrılır, a)- Fonksiyon elemanı : Devrenin işlevini tam olarak yerine getirmesi için gerektiğinde devreyi açan , gerektiğinde kapayan bir elemandır. Örnek: Çamaşır,Bulaşık ve Buzdolabı termostatları, su seviye anahtarı, kapı sivici vb. b)- Koruma elemanı: Fonksiyon elemanın arızalandığı durumlarda devreye giren ve ürünü koruyan elemanlardır. Örnek: Termal devre kesici, sigorta, limitör, 85ºC ısıtıcı emniyet termostatı vb. İletken Enerji taşınmasında ve devre elemanlarının birbirine bağlanmasında kullanılan devre elemanlarıdır. Akımın geçmesine zorluk göstermezler. İletkenler metalden yapılmıştır. Metaller , serbest elektron azlığı nedeniyle iyi iletken sınıfında yer alırlar, Aynı şekinde ametaller serbest elektron fazlalılığı nedeniyle iyi iletken değillerdir. Örnek: Platin, Bakır, Altın, Gümüş. 0,35 mm2- 0,75 mm2- 1,5 mm2- 2,5 mm2- 4 mm2- 6 mm2- 10 mm2 iletkenin kesiti büyüdükçe taşıyabiliceği akım artar. AncaK gerek bulunabilirlik gerek kullanım kolaylığı gerekse maliyet açısından genellikle bakır iletkeninin kullanımı çok yaygındır. 3X2.5 mm2 kesitli şebeke kablosunda üç iletken vardır ve herbirinin kesiti 2.5 mm2 dir. Sayfa 38 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 4.2.Elektrik Devresi Çeşitleri Elektrik devresi 3 farklı formda bulunur. 1- Kapalı devre 2- Açık devre 3- Kısa devre Kapalı Devre Kaynaktan çıkan akımın almaçtan geçerek kaynağına döndüğü,çalışan devrelerdir. Devrenin sürekli kapalı devre konumunda kalması da bir arızadır.Çamaşır makinası ısıtıcısının sürekli çalışarak suyu kaynatması,ventilin sürekli enerjilendirilerek sürekli su alması gibi.Bu durumlarda devre kesici arızalıdır.Kapalı devre çalışması devre kesici ile kontrol edilmelidir. Devre Kesici Almaç Termostat Isıtıcı V İletken Kablo S Akım Şebeke Kaynak / Üreteç Sayfa 39 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Açık Devre Akımın oluşmadığı devrelerdir, dolayısıyla akımın kaynağına dönemediği durumdur.Kaynağına dönmeyen akım iş yapmaz , bu durumda devre çalışmaz.Çamaşır makinesinin ısıtıcı açık devre olarak veya ısıtıcı kablosunun koparak suyu ısıtamadığı,su almadığı devre bu devre türüne örnektir.Bu devrede devre elemanları almaç,devre kesici,iletkenden biri veya birden fazlası arızalı olabilir. Devre Kesici Almaç Termostat Isıtıcı V Kopuk Kopuk Kopuk İletken S Kablo Şebeke Kaynak / Üreteç Kısa Devre Akımın kaynağına almaçtan geçmeden döndüğü devredir. Akımın geçmesine zorluk gösterilmediği için sonsuz akım akar ve sigortaların atmasına neden olur. Bu devrelerde arıza ohm kademesinde ölçüm yapılarak bulunur. Bu devre çalışmaz, iş yapmaz ve tehlikelidir, koruma elemanlar devreye girer. Olası arıza nedeni; Almaçlar arızalı ( gövdesine kaçak yapması durumu) Olmaması gereken bir temas sözkonusu ( kablo hatası) Devre Kesici Almaç Termostat Isıtıcı V İletken Kısa Devre S Kablo Şebeke Kaynak / Üreteç Sayfa 40 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Turgut KOÇER Temel Elektrik Bilgisi Örnek: Aşağıdaki tabloda herbir satır için ısıtıcının çalışmadığını ve tabloda ölçülen gerilimleri göz önüne alarak herbir satır için arızalı devre elemanlarını belirtelim; U2 U3 Isıtıcı Termostat V S U1 Şebeke U1 U2 U3 Arızalı devre elemanları 0V 0V 0V Şebeke yok 220VAC 220VAC 0V Devre kesici (Termostat) açık devre 220VAC 0V 220VAC Almaç (Isıtıcı) açık devre 220VAC 0V 0V Kablo kopuk veya Devre kesici ile almaç aynı anda arızalı Sayfa 41 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 4.3.Direnç,Ohm ve Kirchoff Kanunları Akımın geçmesine karşı gösterilen zorluğa verilen isimdir. Direnç büyüdükçe akıma karşı gösterildiği zorluk artacak dolayısıyla geçen akım azalacaktır. Bir iletkenin (almaç-alıcı) uçlarına uygulanan gerilimle,alıcı (almaç) içinden geçen akım arasındaki U/I oranı daima sabittir. Yani bir devrenin gerilimi hangi oranda artarsa, akımı da aynı oranda artacaktır. Bu sabit sayıya “ elektrik direnci ” veya kısaca “ direnç “ denir ve R ile gösterilir.Aşağıda verildiği şekilde sembolize edilir. R Direnç türü davranış gösteren almaçlara ısıtıcı ve flamanlı lambaları örnek gösterebiliriz. Motorlarda akımın geçmesine zorluk gösterirler ancak onları direnç sınıfında değerlendiremeyiz , yani dirençler için uyguladığımız kanunları motorlar ve bobinler için kullanamayız. Dirençin birimi Ohm dur. Yunan alfabesindeki omega harfi ( ) gösterilir. Ohm biriminin alt ve üst katları aşağıda verilmiştir. Megaohm M Kiloohm k Ohm Birimler 1000 er 1000 er büyür ve küçülürler. 1M = 1000 k 1k = 1000 Dirençler devrelere seri , paralel ve karışık olarak bağlanır. Bu bağlama şekillerinde devrenin gösterdiği toplam direnç artar ve azalır , kısaca değişir. Ohm kanunu formüllerini bir üçgen yardımıyla pratik olarak yazabiliriz. Elektrikli ev aletlerinde kullanılan tüm ısıtıcılar,lambalar dirençlere örnektirler. Sayfa 42 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Burada hangi büyüklük hesaplanmak isteniyorsa o karakterin üzerini şekilde görüldüğü gibi kapatıyoruz. Aşağıdaki şekillerde, bu metotla akım, gerilim ve direnç değerini bulabiliriz. U=IxR;I=U/R;R=U/I Direnç Renk Kodları Renk kodlarını kolayca öğrenebilmek için kullanılan şifre; "SoKaKTa SaYaMaM GiBi" Sayfa 43 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 4 Bantlı Isıtıcı Resimdeki gibi üzerinde 4 renk bulunan dirençlerin değeri okunurken, 1. ve 2. renklerin karşılığı yan yana yazılıp, çıkan değer, 3. rengin çarpan değeri ile çarpılır. Çarpım sonucu çıkacak değer direncin ohm olarak değeridir. 4. renk ise tolerans değeridir. 56 x 10kΩ = 56 x 10.000 Ω = 560.000 Ω = 560 kΩ ± %5 5 Bantlı Isıtıcı Resimdeki gibi üzerinde 5 renk bulunan dirençlerin değeri okunurken, 1. 2. 3. renklerin karşılığı yan yana yazılıp, çıkan değer, 4. rengin çarpan değeri ile çarpılır. Çarpım sonucu çıkacak değer direncin ohm olarak değeridir. 5. renk ise tolerans değeridir. 237 x 1Ω = 237 Ω = 237 Ω ± %1 Dirençler değişik değerlerde yapıldıkları gibi değişik tolerans değerlerinde de yapılır. Tolerans, direncin üzerinde belirtilen değerinin ölçüldüğünde hangi değerler arasında olabileceğini gösterir. Aynı renk kodlu birkaç direnç ölçüldüğünde farklı değerler çıkabilir. Bu fark toleranslardan ileri gelmektedir. Kahverengi-siyah-kırmızı-gümüş yaldız renklerine sahip bir direncin değeri 1000 ohm dur. Ancak direncin tolerans değeri gümüş yaldız olduğundan bu direnç ± %10 değer değiştirebilir. Buna göre direncin ölçümünde hangi değerler arasında olabileceğini görelim. Bunun için 1000'in %10'u bulunur. Bu değer 100 dür. Bu değer 1000 ile toplanır ve 1000'den çıkarılır. 1000-100=900 & 1000+100=1100 Kısaca ± %10 toleranslı 1000 ohm'luk direnç ölçüldüğünde 900 ile 1100 ohm arasında olabilir. Sayfa 44 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Direnç Ölçümü (Ω) Fonksiyon Seçme Düğmesi üzerinden Direnç sekmesi seçilir. Siyah prob COM, Kırmızı prob ise Direnç ölçme kısmına yerleştirilir. DC Voltaj ölçümü bölümünde anlatıldığı gibi RANGE fonksiyonu kullanılabilir. Herhangi bir ölçüm yapılmadığı için display üzerinde "OL" ibaresi gözükmektedir. Direnç ölçümü yapılırken, ölçü aleti test edilecek komponente paralel bağlanmalıdır. Buna ilave olarak ölçüm yapılırken, sistemin enerjisinin kesildiğinden ve tüm kondansatörlerin tamamen boşaltıldığından emin olunmalıdır.Devre üzerinden direnç ölçümü yapılırken,direncin en az bir ucu devreden ayrılmalıdır,aksi halde yanlış direnç ölçümü yapılır. Sayfa 45 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Turgut KOÇER Temel Elektrik Bilgisi Dirençlerin Bağlantı Şekilleri: Seri bağlama: Dirençler seri bağlandığında toplam direnç , bağlı dirençlerin matematiksel toplamına eşittir. Yani seri bağlı devrelerde toplam direnç büyür. Toplam direnç en büyük dirençten daha büyük olur. RT = R1 + R2 R2 R1 A B Seri bağlı Dirençler RT A Eşdeğer Direnç B 2- Paralel Bağlama: Paralel bağlı devrelerde toplam direncin tersi , bağlı dirençlerin terslerinin toplamına eşittir. Paralel bağlı devrelerde , toplam direnç azalır yani toplam direnç en küçük dirençter daha küçüktür. 1 / RT = 1/ R1 + 1/R2 R1 RT R2 a b Eşdeğer Direnç a b Paralel Bağlı Dirençler Sayfa 46 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER ÖRNEK 1 : R1=10 Ohm A R2=20 Ohm B Yukarıda verilen devrede seri bağlı dirençlerin eşdeğerini bulun. RT = R1 + R2 RT= 10 + 20 = 30 Seri bağlı devrelerde eşdeğer direnç seri bağlı olan dirençlerden daha büyüktür. ÖRNEK 2 : R1=10 Ohm Yanda verilen paralel devrenin eşdeğer direncini bulun. R2=20 Ohm A B 1 / RT = 1/ R1 + 1/ R2 1 / RT = 1/ 10 + 1/ 20 (RT=R1.R2/(R1+R2) sadece iki direnç için kullanılır) RT= 20/ 3 RT=6,6 Eşdeğer direncin en küçük dirençten daha küçük olduğu görülmektedir. Kısaca paralel bağlı devrelerde direnç azalır. Sayfa 47 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Ohm Kanunu; Bir iletkenin üstüne uygulanan gerilimin , iletkenin üstünden geçen akıma oranı sabittir. Bu sabit iletkenin direncidir. R = U1/I1 = U2/I2 = U3/I3 Gerilim değiştiğinde orantısal olarak akım değeride değişiyor , dolayısıyla iletkenin direnci sabit kalıyor. R R = Direnç Akım I U I U S Gerilim Örnek 1 : Şebekeden ( U=220VAC) 10Amper akım çeken bir elektrik ocağının direncini hesaplayınız. R = U / I formülünde veriler yerine yazılırsa; R = 220 / 10 = 22 olarak hesaplanır. Örnek 2 : 25 dirence sahip bir elektrik ısıtıcısı şebekeye bağlanırsa , ne karda akım çeker? I = U / R formülünde bilinenler yerine konulursa; I = 220 / 25 = 8,8 A olarak bulunur. Örnek 3 : Kaynaktan 15 amper akım çeken elektrik ocağının direnci 30 dur . Isıtıcının bağlı olduğu kaynağın gerilimini bulunuz. Sayfa 48 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Kirchoff Kanunları: 1.Akımlar Kanunu; Bir düğüm noktasına giren akımların toplamı, bu düğüm noktasından giden akımlar toplamına eşittir. I gelen = I giden formülü ile belirtilir. I3 I1 I2 I1 = I2+ I3 2.Gerilimler Kanunu; Kapalı bir elektrik devresinde, dirençler üzerine düşen gerilimlerin toplamı , elektrik devresinin kaynak gerilimlerinin toplamına eşittir. Tanımdan yola çıkarak formüllendirilirse, E = U U1 R1 U2 U3 R2 R3 S E E = U1 + U2 + U3 Sayfa 49 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER ÖRNEK 1 R1=10 Ohm I1 Yanda verilen şemada toplam akımı ve kol akımlarını bulunuz? R2=100 Ohm I2 I U = 220 VAC S Gerilim Ohm kanunu kullanılarak kol akımlarını bulalım; I1 = U / R1 I1= 220 / 10 = 22 A I2 = U / R2 I2= 220 / 100 = 2,2 A Kirchoff akımlar kanunu ile; I = I1 + I2 I= 22 + 2,2 = 24,2 A Sayfa 50 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi ÖRNEK 2 R1=10 Ohm R2=100 Ohm I S U = 220 VAC Devreden geçen akımı bulunuz Almaçların üstüne düşen gerilimleri bulunuz. I = U / RT = 220/110 = 2A U1 = I * R1 = 2 * 10 = 20 VAC Kirchoff gerilimler kanunu yardımıyla; U = U1 + U2 U2 = 220 – 20 = 200 VAC Sayfa 51 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Turgut KOÇER Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 5.Elektrikte İş,Güç ve Enerji Günlük yaşantımızda kullanılan enerji üreten sistemler ve bu enerjiyi kullanan cihazlarda istenilen en büyük özellik, herhangi bir enerjinin diğer enerjilere kolaylıkla dönüşebilmesi ve bu dönüşüm sırasında kayıpların en az olmasıdır. Elektrik enerji ve elektrikli cihazlarda bu özellik, diğer enerji şekillerine ve cihazlarına oranla daha üstün özellikler gösterir. Bu bölümde, elektrik işi, gücü ve enerji konuları anlatılacaktır. İş; Bir maddenin , şeklini , konumun yani özelliklerini değiştirme eylemine verilen tanımdır. Yani etrafımızda oluşan değişmeleri iş , bu işi oluşturan yetenekleri de enerji olarak tanımlamlayabiliriz. Örneğin elektrik motorunun dönmesi ile bir iş yapılırken , motor iş oranında bir enerji kullanır. Mekanikte iş : Bir cismin, F kuvveti etkisi altında L uzaklığına gitmesi ile iş olup , W= F. L Formülü ile hesaplanır. Bu formülde; F= Kuvvet L= Alınan Yol W=İş ‘tir. Enerji; İş yapabilme , etki edebilme yeteneğidir. Enerji Türleri Mekanik Enerji Isı “ Işık “ Kimyasal “ Elektrik “ Nükleer “ Sayfa 52 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Elektrikte enerji güç ile zamanın çarpımı ile bulunur; Enerji = Güç * Zaman E=P*t Wattsaat = waat * saat Wh = W * h Pratikte enerji kilowattsaat (kWh) olarak kullanılmaktadır. Mekanikte , özellikle soğutma sistemlerinde ağırlıklı olarak kullanılan enerji birimlerinin tanımlarını aşağıdaki gibi verebiliriz. Kalori: 1 gr suyun sıcaklığını 1ºC arttıran enerji miktarına kalori denir. BTU : 1 libre suyun sıcaklığını 1ºF (Fahrenheit) arttıran enerji miktarı 1000 cal = 1 Kcal 1 Wh = 0,86 Kcal 1Kcal =1,16 Wh 1 Kcal = 3,96 BTU Sayfa 53 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Güç; Bir cihaz veya makinenın büyüklüğü hakkında bilgi verebilmek , yapacağı işi ne kadar sürede yapabileceğini söyleyebilmek için, birim zamanda yaptığı işin bilinmesi gereklidir. İşte , birim zamanda yapılan iş e veya harcanan enerji ye güç denir. P ile gösterilir ve mekanikte işin formulü; P= W/ t Elektrikte güç ; Güç = Gerilim * Akım P=U . I formülü ile bulunur. P=Cihazın gücü(Watt),U=Uygulanan gerilim (Volt),I=Çekilen akım (Amper) Güç biriminin üst katları aşağıda verilmiştir. Kilowatt ………….. kW Watt…………………..W 1kW = 1000 W Bu birim dışında Beygir Gücü birimide kullanılmaktadır. 1 HP = 736W değerine sahiptir. Örnek 1 Şebekeden 10 A akım çeken bir elektrik ısıtıcısının gücünü ve 10 saatte harcadığı enerjiyi hesaplayın. P=U*I P=220*10 = 2200 W = 2,2 KW E=P*t E= 2,2 kW * 10 h = 22 kWh Sayfa 54 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Örnek 2 4 adet 100W lık lamba ile vitrin aydınlatılıyor. Devreyi çiziniz Sigorta değerini belirleyiniz Günde 5 saat çalışması durumunda aylık enerji harcamasını hesaplayınız. Örnek 3 1980 W lık çamaşır makinesi ısıtıcısının yarım saat çalışması durumunda ne kadar enerji harcadığını hesaplayınız. E=P*t E = 1980 W * 0,5 h = 990 Wh Örnek 4 ¼ HP kaç wattır? 1 HP 736 watt ise ¼ HP X watt’tır X = 736 / 4 = 184 watt Sayfa 55 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 6.Ölçü Aletleri Ölçü aletleri arıza izleme ve kontrol işlemlerini kolaylaştıran önemli cihazlardır. Bir devrede kullanılan devre elemanlarının direnç, akım , gerilim ve diğer büyüklüklerinin ölçülmesindi ve bu sayede arıza izlemeyi ve teşhisi kolaylaştırır. Sayfa 56 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER AVO metre ; Gerilim (Volt) Akım (Amper) Direnç (Ohm) Büyüklüklerini ölçen cihazlardır. MULTİ metre ; Gerilim , akım ve direnç ana büyüklüklerinin yanında , Frekans Sıcaklık Kapasite Diyot test Endüktans vb Büyüklükleri de ölçen cihazlardır. Şimdi ana büyüklüklerin ölçülmesinde dikkat edilmesi gereken noktaları inceleyelim. OHMmetre ; Almaçların dirençlerini , iletken ve devre kesicilerin iletkenliklerinin kontrolünde kullanılan ölçme cihazlarıdır. Sayfa 57 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Turgut KOÇER Temel Elektrik Bilgisi Ohm metre ile ölçüm yaparken aşağıda verilen noktalara dikkat edilmesi gerekir. Devrede enerji olmamalıdır. Ölçülecek elemanın en az bir uç bağlantısının boşta olması gerekir Ölçü aleti ohm () kademesine alınır. En büyük skala değeri seçilerek ölçüme başlanır , en hassas değer okununcaya kadar skala düşürülür. Ohm Ohm metre Ölçü aleti komponente paralel bağlanarak ölçüm yapılır. R VOLTmetre; Devredeki gerilim büyüklüklerini ölçme işleminde kullanılır. Voltmetre kullanımında aşağıda belirtilen noktalara dikkat edilmelidir. Ölçülecek gerilim büyüklüğüne göre AC/DC VOLT kademesi seçilir. En büyük skala değeri seçilerek ölçüme başlanır , en hashas değer okununcaya kadar skala düşürülür. Ölçülmek istenen noktalar arasına paralel olarak bağlanır. Aşağıda verilen devreye bağlanan voltmetreler ve ölçtüğü büyüklük tarifleri verilmiştir. Sayfa 58 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi U2 Turgut KOÇER U3 Isıtıcı Termostat V S U1 Şebeke Devrede; U1 gerilimi kaynak gerilimi Devre çalıştığı sürece U1 gerilimi olmalıdır. U2 gerilimi devre kesici üstüne düşen gerilim Devre kesicinin devreyi açtığı durumda gerilim vardır. U3 almaç üstündeki gerilim Devre kesicinin kontaklarını kapattığı durumda gerilim vardır. AMPERmetre ; Ampermetre devrelerde akım ölçmek için kullanılır. Ölçüm yapılırken aşağıdaki noktalara dikkat edilmelidir. 1-- Ölçü aleti 20A AC/DC veya mA AC/DC Amper kademesine alınır. 2-- En büyük skala değeri seçilerek ölçüme başlanır , en hassas değer okununcaya kadar skala düşürülür. 3-- Devre açılarak ölçüm yapılacak hatta seri bağlanır. 4-- Enerji verilerek ölçüm yapılır. Sayfa 59 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Termostat Ampermetre Turgut KOÇER Isıtıcı I S V Şebeke Yukarıdaki devrede ampermetre ısıtıcı akımını ölçecek şekilde bağlanmıştır. Pens ampermetre kullanılması durumunda bağlantı tek kablonun (faz yada nötr) Pens içinden geçirilerek yapılmalıdır. Aşağıda pensampermetre ile yapılan bir ölçüm görülmektedir. Sayfa 60 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 6.1.Multimetrenin Kullanımı (ARC TECHNIC 1100 SF) Akım, gerilim ve direnç değerini ölçen aletlere Multimetre denir. Multimetrelerin analog ve dijital tipleri mevcut olup analog olanları yapı olarak döner bobinli ölçü aletleridir. Dijital avometrelerin akım, gerilim, direnç yanında kapasite, endüktans, frekans, sıcaklık değerlerini ölçmek ile birlikte transistörlerin uç tespitlerini de yapabilmektedir. Multimetrelerin genellikle 2, 3, 4 prob bağlantı soketi bulunmaktadır. Soket sayısı arttıkça cihazın özellikleri de artmaktadır. Ölçme sırasında kolaylık sağlaması için siyah prob COM soketine, kırmızı prob ise ölçüm çeşidine göre uygun sokete bağlanır. Ölçülecek büyüklüğün cinsine göre AC veya DC seçimi yapılmalıdır. Ölçülecek büyüklük avometrenin ölçme sınırından büyük olmamalıdır. Kademe anahtarı en doğru ölçme için ölçülecek büyüklüğe en yakın, ama küçük olmayan kademeye getirilmelidir. Ölçülecek büyüklüğün değeri net olarak bilinmiyorsa kademe anahtarı en büyük değere getirilmelidir. Multimetre, ölçülecek büyüklüğün gerektirdiği bağlantı şekline göre bağlanmalıdır. (Seri yada Paralel Bağlantı) Ölçü aletinin fonksiyon seçme düğmesi kullanılarak, yapılacak ölçüme göre düğme uygun pozisyona alınmalıdır. Sayfa 61 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Turgut KOÇER Temel Elektrik Bilgisi Fonksiyon seçme düğmesi OFF konumunda ise cihaz çalışmaz. DC Gerilim ölçmek için kullanılır. AC Gerilim ölçmek için kullanılır. Direnç değerini ölçmek için kullanılır. Diyot ölçümü yada süreklilik kontrolü için kullanılır. Kondansatör değeri ölçmek için kullanılır. Frekans değeri ölçmek için kullanılır. Sıcaklık değeri ölçmek için kullanılır. µA (mikro Amper) mertebesinde AC yada DC akım ölçmek için kullanılır. mA (mili Amper) mertebesinde AC yada DC akım ölçmek için kullanılır. A (mili Amper) mertebesinde AC yada DC akım ölçmek için kullanılır. Avometre üzerinde anlatılmaktadır. bulunan düğmeler ve bu düğmelerin Sayfa 62 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi işlevleri aşağıda Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER SELECT: Fonksiyon seçme düğmesi üzerinden seçilen çoklu ölçümler arası geçiş yapmak için kullanılır. Örnek vermek gerekirse, AC ve DC akım ölçüm kademesi seçildikten sonra, SELECT tuşuna basılır ise AC ve DC akım ölçümleri sırası ile seçilebilir. Hz / DUTY : Bu tuşa basıldığında şebeke üzerindeki frekans değeri "Hz" olarak ölçülür. Bu fonksiyon sadece AC gerilim ölçme kademesinde iken kullanılır. HOLD: Bu tuşa ölçüm yapılırken basıldığında display üzerinde okunan değer sabit olarak sürekli gösterilir. Bu tuşa tekrar basıldığında ise cihaz normal çalışmaya devam eder. RANGE: Otomatik Range / Manuel Range butonu da denilebilir. Cihaz ilk açıldığında Otomatik Range aktifdir. Bu tuşa basıldığında Manuel Range modu aktif hale gelecektir. Bunun sonrasında butona basıldığında en yüksek kademe için aralık aktif edilmiş olur, Sayfa 63 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER bu düğmeye tekrar basıldığında ise en düşük kademe aktif edilmiş olur. Örnek vermek gerekirse, Otomatik Range modu aktif iken, 10MΩ luk bir direnç avometre yardımı ile ölçülmek istendiğinde cihaz ekranında otomatik olarak 10MΩ değeri görülebilir. Manuel Range modunda direnç ölçümü yapmadan önce, aralığı "Ω" kademesine aldığımızda cihaz ölçüm yapamayacaktır. Manuel Range konumunda iken RANGE tuşuna 2s basılı tutulur ise, cihaz Otomatik Range konumuna geri dönecektir. MAX / MIN: Bu tuşa ilk basıldığında MAX, ikinci basıldığında ise MIN okunan değer display üzerinde gösterilir. Bu tuşa 2s basılı tutulur ise, bu moddan çıkılmış olur. Şebeke gerilimi üzerinden oluşan dalgalanmayı MAX ve MIN butonu ile kabaca görebiliriz. RS232 / REL: Bu tuşa bir kere basıldığında REL devreye girer, tekrar aynı tuşa basılır ise REL devreden çıkar. Basit bir şekilde anlatmak gerekirse; bu özellik, ölçülen değerin darasını almakta kullanılır. Örneğin, 5 Volt ölçüyoruz REL tuşuna basarak bunu sıfırlarız ve ölçü aletimiz bu konumdayken 5 V değerini, 0 V olarak ekrana verir. Ölçülen değer 6 V olarak Sayfa 64 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER değiştiğinde ise display üzerinde 1V görünür. Benzer şekilde, ölçülen değer 3 V olarak değiştiğinde ise display üzerinde -2V görülür. Benzer method ile, Fonksiyon Seçme Düğmesi Direnç kademesine alınıp, ölçüm yapmadan önce problar birbirine dokundurulur. Sonrasında display üzerinde okunan değer REL tuşu ile sıfırlanır. Bunun sonrasında yapılacak direnç ölçümü daha hassas olacaktır. Bu tuşa 2s basılı tutulur ise, display üzerinde RS232 ibaresi görülür. Bu konumda iken multimetre üzerinden bilgisayara veri akışı sağlanabilir. Bu tuşa tekrar 2s basılı tutulur ise, bu moddan çıkılmış olur. DC Voltaj Ölçümü Fonksiyon Seçme Düğmesi üzerinden DC Voltaj sekmesi seçilir. Siyah prob COM, Kırmızı prob ise DC Voltaj ölçme kısmına yerleştirilir. Display üzerinde AUTO ibaresi görünmektedir. RANGE tuşuna basılarak Manuel moda geçiş yapılarak; "mV yada V" olarak ölçülen değer display üzerinde gösterilebilir. Display üzerinde "OL" ibaresi görülür ise ölçülen değerin yüksek değerli olduğu anlaşılmalıdır. Böyle bir durumda, bir üst kademe seçilmeli yada Auto Range kısmında iken gerilim değeri ölçülmelidir. Pil üzerinde ölçülen DC voltaj Değeri. Sayfa 65 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Probların yeri değiştirildiğinde okunan değer negatif olacaktır. Kademe mV olarak ayarlandığında, "OL" ibaresi gözükmektedir. DC voltaj ölçümü yapılırken, ölçü aleti test edilecek komponente paralel bağlanmalıdır. Multimetre max. 1000 VDC gerilime kadar ölçüm yapabilmektedir. AC Voltaj Ölçümü Fonksiyon Seçme Düğmesi üzerinden AC Voltaj sekmesi seçilir. Siyah prob COM, Kırmızı prob ise AC Voltaj ölçme kısmına yerleştirilir. DC Voltaj ölçümü bölümünde anlatıldığı gibi RANGE fonksiyonu kullanılabilir. Ölçüm yapılırken, Hz / Duty butonuna basıldığında şebeke üzerindeki frekans değeri de görülebilir. Sayfa 66 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER AC voltaj ölçümü yapılırken, ölçü aleti test edilecek komponente paralel bağlanmalıdır. Multimetre max. 750 VAC gerilime kadar ölçüm yapabilmektedir. Direnç Ölçümü (Ω) Fonksiyon Seçme Düğmesi üzerinden Direnç sekmesi seçilir. Siyah prob COM, Kırmızı prob ise Direnç ölçme kısmına yerleştirilir. DC Voltaj ölçümü bölümünde anlatıldığı gibi RANGE fonksiyonu kullanılabilir. Herhangi bir ölçüm yapılmadığı için display üzerinde "OL" ibaresi gözükmektedir. Direnç ölçümü yapılırken, ölçü aleti test edilecek komponente paralel bağlanmalıdır. Buna ilave olarak ölçüm yapılırken, sistemin enerjisinin kesildiğinden ve tüm kondansatörlerin tamamen boşaltıldığından emin olunmalıdır. Diyot ve Süreklilik Testi Ölçümü Sayfa 67 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Fonksiyon Seçme Düğmesi üzerinden Diyot ve Süreklilik sekmesi seçilir. Siyah prob COM, Kırmızı prob ise Diyot ölçme kısmına yerleştirilir. İlk etapta display üzerinde diyot sembolü çıkar. SELECT tuşuna basılarak, süreklilik testi aktif hale getirilebilir. Diyot ölçümü yapılırken, ölçü aleti test edilecek komponente paralel bağlanmalıdır. Ölçüm yapılırken, kırmızı prob diyotun pozitif kutbuna, siyah prob ise negatif kutbuna dokundurulmalıdır. Diyot arızalı (açık devre) yada kutuplar ters ölçülmüş ise display üzerinde "OL" ibaresi gözükecektir. SELECT tuşuna basılarak Süreklilik Testi Ölçümü aktif hale getirilir. Bu konumda direnç ölçümü yapılır, tek fark 50 Ω ve altında çıkan direnç değerlerinde multimetre sesli ikaz Sayfa 68 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER vermektedir. Adından da anlaşılacağı üzere bu test metodu, devre yada komponent üzerinde (termostat, sigorta vb..) süreklilik olup olmadığını kontrol etmek için kullanılır. Kondansatör Ölçümü Sayfa 69 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Fonksiyon Seçme Düğmesi üzerinden Kondansatör sekmesi seçilir. Siyah prob COM, Kırmızı prob ise Kondansatör ölçme kısmına yerleştirilir. Kondansatör ölçümü yapılırken, ölçü aleti test edilecek komponente paralel bağlanmalıdır. Buna ilave olarak ölçüm yapılırken, sistemin enerjisinin kesildiğinden ve tüm kondansatörlerin tamamen boşaltıldığından emin olunmalıdır. Ölçüm yapılırken çıkan değer çok yüksek yada kondansatör kısa devre ise display üzerinde "OL" ibaresi gözükecektir. Frekans Ölçümü Sayfa 70 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Fonksiyon Seçme Düğmesi üzerinden Frekans sekmesi seçilir. Siyah prob COM, Kırmızı prob ise Frekans ölçme kısmına yerleştirilir. Frekans ölçümü yapılırken, ölçü aleti test edilecek komponente paralel bağlanmalıdır. Bu test modunda 60V ve üzerinde sinyalin ölçülmesi cihaza zarar verebilir. Şebeke frekansı ölçülmek istendiğinde, AC Voltaj kademesinde iken gerilim ölçülebilir, bu modda iken Hz/Duty tuşuna basıldığında şebekedeki frekans değeri display üzerinde görünecektir. Sıcaklık Testi Ölçümü Sayfa 71 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Fonksiyon Seçme Düğmesi üzerinden sıcaklık (oC) sekmesi seçilir. Bu ölçümde problar kullanılmaz. Bunun yerine sıcaklık için kullanılması gereken termocouple vardır. Termocouple uçları, cihaz üzerine aşağıdaki şekilde bağlanır. SELECT tuşuna basılarak, sıcaklık değeri dereceden Fahrenayt'a (oF) çevrilebilir. AC - DC Akım Ölçümü Sayfa 72 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Fonksiyon Seçme Düğmesi üzerinden üç akım sekmesinden uygun olan kademe seçilir. Siyah prob COM, Kırmızı prob ise mA ve µA ölçümleri için uAmA kademesine, daha yüksek akım değeri ölçmek için ise 10A kademesine takılmalıdır. SELECT tuşuna basılarak AC yada DC akım seçilebilir. RANGE tuşu ile de ölçüm yapılacak uygun aralık ölçü aleti üzerinden ayarlanabilir. Akım değeri ölçülürken multimetre devreye seri bağlanmalıdır. Multimetrenin devreye paralel bağlanması durumunda cihaz zarar görebilir. Pillerin Değişimi Sayfa 73 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Multimetrenin içerisinde bulunan piller bittiğinde, display üzerinde batarya sembolü görünecektir. Bu uyarıyı gördüğünüzde ürüne adet pillerin değiştirilmesi gerekmektedir. Multimetre, 2 adet 1,5V (AAA7#) pil ile çalışmaktadır.Ürünün arkasında bulunan kapak yıldız tornavida yardımı ile açılarak piller değiştirilebilir. Sigortaların Değişimi Pil kapağı üzerindeki vida söküldükten sonra, ürünün arkasında bulunan 4 adet vida yıldız tornavida yardımı ile sökülerek arka kapak açılmalıdır. Bunun sonrasında da PCB üzerinde bulunan 11 adet vida yıldız tornavida yardımı ile sökülerek, cihaz içerisinde 400mA ve 10 A değerinde iki adet cam sigortaya ulaşılabilir. Sayfa 74 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 6.2. Wattmetrenin Kullanımı (ARC METER - SY 1012 ENERGY) ARCMETER ölçüm cihazı elektrikli çalışan ürünlerin tüketim detaylarını ölçmeye ve sonrasında ölçülen verileri bilgisayara bir program vasıtası ile aktarmaya ve analiz etmeye yarar. Ölçüm cihazı test edilecek ürün ile şebeke arasına bağlanır ve ilave herhangi bir kurulum gerektirmez. Ölçüm cihazının çalışma voltajı 230V AC dir. 3680 W ve üzerinde güç tüketen cihazlar ile birlikte kullanılmaması gerekmektedir. Gücü yüksek ürünler ile birlikte kullanılması durumunda ölçüm değerleri yanlış olacaktır. Ölçüm cihazı uzun süre aşırı yüklendiğinde zarar görebilir. Ölçüm cihazının aşağıdaki şartlarda çalıştırılması uygun olmayacaktır. Islak ve yüksek nemli ortam Parlayabilir yada patlayabilir gazların bulunduğu ortam Yüksek elektrostatik ortam Cihazı kullanmadan önce talimatı okuyunuz ve güvenlik talimatlarına uyunuz. Sayfa 75 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Ölçüm cihazı şebekeye takıldığında ölçüm yapılmadan önce cihaza ait bazı değerlerin girilmesi gerekmektedir. Ölçüm cihazı şebekeye takıldıktan sonra SET tuşuna 2s basıldığında ölçüm cihazına veriler girilebilmektedir. Sırası ile ölçüm cihazına girilmesi gereken veriler aşağıda özetlenmiştir. 1- kWh Bedeli Girilmesi: Yukarı & Aşağı tuşları kullanılarak her bir digit üzerindeki rakam artırılıp azaltılabilir. Bir sonraki digite geçmek için SEÇME tuşuna basılır. Elektriğin kWh bedeli girildikten sonra SET tuşuna basılı tutularak bir sonraki ekrana geçilir. Bu örnekte elektriğin kWh bedeli olarak 0,30 TL girilmiştir. Sayfa 76 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 2- Tarih & Saat Bilgilerinin Girilmesi: Yukarı & Aşağı tuşları kullanılarak her bir digit üzerindeki rakam artırılıp azaltılabilir. Bir sonraki digite geçmek için SEÇME tuşuna basılır. Tarih & Saat bilgileri girildikten sonra SET tuşuna basılı tutularak bir sonraki ekrana geçilir. Sol tarafta bulunan ekranda; Saat: 16:01 Tarih: 04.12.2013 (4 Aralık) olarak ayarlanmıştır. 3- Kimlik Bilgilerinin Girilmesi: Birden fazla ölçüm cihazı kullanılması durumunda, ölçüm cihazlarının karışmaması için, cihaza numara verilebilir. Yukarı & Aşağı tuşları kullanılarak her bir digit üzerindeki rakam artırılıp azaltılabilir. Bir sonraki digite geçmek için SEÇME tuşuna basılır. Kimlik bilgisi "ID" girildikten sonra SET tuşuna basılı tutularak bir sonraki ekrana geçilir. Sol tarafta bulunan ekranda; Ölçüm cihazı kimlik numarası "ID" 1461 olarak girilmiştir. Kimlik bilgilerinin girilmesi sonrasında ölçüm cihazına veri girişi tamamlanmış oldu. Yukarı & Aşağı tuşları kullanılarak ölçüm cihazına girilen verileri tek tek ekran üzerinde görebilirsiniz. Buna ilave olarak display üzerinde bulunan menülere Yukarı & Aşağı tuşlarını kullanarak ulaşabilirsiniz. Şimdi sırası ile display üzerinde hangi menüler olduğuna bakalım. MENU-1: Bu ekranda toplam enerji tüketimi ile ilgili bilgiler bulunmaktadır. Toplam enerji tüketimi (kWh) Elektrik kWh bedeli (TL) "Ölçüm cihazına verileri girerken kWh tutarını 0,30 TL olarak girmiştik." Harcanan toplam enerji sonrasında ödenmesi gereken ücret TL olarak gösterilmektedir. Sayfa 77 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER MENU-2: Bu ekranda günlük toplam enerji tüketimi ile ilgili bilgiler bulunmaktadır. Günlük toplam enerji tüketimi (kWh) Elektrik kWh bedeli (TL) "Ölçüm cihazına verileri girerken kWh tutarını 0,30 TL olarak girmiştik." Günlük harcanan toplam enerji sonrasında ödenmesi gereken ücret TL olarak gösterilmektedir. MENU-3: Bu ekranda tarih & saat bilgileri gözükmektedir. Tarih & saat bilgileri otomatik olarak değişmektedir. MENU-4: Bu ekranda ölçüm cihazına ait kimlik bilgisi gözükmektedir. MENU-5: Bu ekranda sırası ile Voltaj (V), Çekilen Akım (A) ve Frekans (Hz) bilgisi display üzerinde gözükmektedir. Şebeke Gerilimi: 217,5 V Çekilen Akım: 0 (A) "Ölçüm cihazına herhangi bir ürün bağlanmadığı için bu değerin sıfır olması normal bir durumdur."Frekans: 50,0 Hz "Şebekenin frekans değerini göstermektedir." Sayfa 78 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER MENU-6: Bu ekranda sırası ile Aktif Güç (W), Görünür Güç (VA) ve Güç Faktörü (Cos ø) bilgisi display üzerinde gözükmektedir. Ölçüm cihazına herhangi bir ürün bağlanmadığı için aşağıdaki değerlerin sıfır olması normal bir durumdur. Aktif Güç: 0,0 (W) Görünür Güç: 0,0 (VA) Güç Faktörü: 0,0 MENU-7: Bu ekranda sırası ile REC Time (h) ve ON-time (h) bilgisi display üzerinde gözükmektedir. REC Time: Ölçüm Cihazı şebekeye bağlandıktan sonra otomatik olarak cihazın ne kadar süre bağlı olduğu bilgisi, display üzerinde görülür. Zaman ondalık sistemde gösterilir. Örnek-1: 00,32 saat = 0 saat 19 dakika (0,32 x 60= 19 dakika) Örnek-2: 01,70 saat = 1 saat 42 dakika (0,70 x 60= 42 dakika) ON-time: Ölçüm Cihazına test edilecek ürün bağlandığında, ürünün toplam çalışma süresi display üzerinde gösterilir. Ölçüm cihazına herhangi bir ürün bağlanmadığı için bu değerin sıfır olması normal bir durumdur. Bu ekran üzerinde iken SEÇME tuşuna 2s basılı tutulur ise, kayıt edilen süre resetlenmiş olacaktır. Sayfa 79 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Ölçüm Cihazına bir adet buzdolabı bağlayarak, ölçüm cihazının nasıl çalıştığını anlamaya çalışalım. Buzdolabı, ölçüm cihazına takılarak yaklaşık 18 saat bu şekilde çalıştırılmıştır. Bunun sonrasında display üzerinde görünen verileri okumaya çalışalım. Toplam enerji tüketimi: 0,97 (kWh) Elektrik kWh bedeli (TL) "Ölçüm cihazına verileri girerken kWh tutarını 0,30 TL olarak girmiştik." Harcanan toplam enerji sonrasında ödenmesi gereken ücret 0,29 TL olarak gösterilmektedir. Toplam günlük enerji tüketimi: 0,97 (kWh) "ölçüm cihazı yaklaşık 18 saat çalıştırıldığı için, günlük enerji tüketimi ile toplam enerji tüketimi aynıdır. Elektrik kWh bedeli (TL) "Ölçüm cihazına verileri girerken kWh tutarını 0,30 TL olarak girmiştik." Günlük harcanan toplam enerji sonrasında ödenmesi gereken ücret 0,29 TL olarak gösterilmektedir. Saat: 10:33 Tarih: 05.12.2013 (5 Aralık) Sayfa 80 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Ölçüm Cihazına ait kimlik numarası: 1461 Şebeke Gerilimi: 216,3 V Çekilen Akım: 0,66 (A) Frekans: 50,01 Hz Aktif Güç: 129 (W) Görünür Güç: 143 (VA) Güç Faktörü (Cos ø): 0,902 REC Time: 18,62 saat = 18 saat 37,2 dakika (0,62 x 60= 37,2 dakika) ON-time: 09,22 saat = 9 saat 13,2 dakika (0,22 x 60= 13,2 dakika) Sayfa 81 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Kayıt Edilen Bilgilerin Transferi: Ölçüm cihazına kayıt edilen veriler, cihaz ile birlikte verilen RS232 kablo yardımı ile bilgisayara aktarılabilir. Bunun öncesinde cihaz ile birlikte verilen CD yi bilgisayarınıza takarak, gerekli olan programı bilgisayarınıza kurunuz. Bilgisayarınızda RS232 girişi yok ise, RS232 yi USB ye çeviren bir dönüştürücü kullanılması gerekmektedir. Yazılımın bilgisayarınıza kurulmasından sonra, desktop üzerinde programa ait kısayol yandaki gibi olacaktır. Ölçüm Cihazının sağ tarafında bulunan bölmede data kablo giriş yeri bulunmaktadır. Sayfa 82 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Kurulum işlemi tamamlandıktan sonra cihaz ile bilgisayar arasındaki bağlantı yapılmalı ve sonrasında bilgisayar üzerinden yazılım açılmalıdır. Yazılım açıldıktan sonra, açılan ekranda Sol Üst köşede bulunan kısımdaki "Request" kısmına tıklanarak, ölçüm cihazı üzerindeki verilerin bilgisayara aktarılması işlemi başlatılmış olur. Verilerin aktarılması işlemi başlatıldıktan sonra, pencere üzerinde "Reading Data, Please Wait" ibaresi gözükmektedir. Bu ibare görüldüğünde; veri transferinin başladığı ve bir süre beklenilmesi gerektiği anlaşılmalıdır. Veri transferi tamamlandığında ise, çerçeve üzerinde "Done" ibaresi gözükmektedir. Veriler başarıyla bilgisayarınıza aktarılmıştır. Sayfa 83 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Turgut KOÇER Temel Elektrik Bilgisi Veriler başarıyla aktarıldı. Artık, bu verileri bilgisayarınıza kaydedebilirsiniz. Request ibaresinin hemen yanında Save ibaresi bulunmaktadır. Buraya tıklayarak verileri istediğiniz yere kaydedebilirsiniz. Dosya Adı kısmına, kaydedilecek dosyanın ismi yazılmalıdır. Kayıt türü kısmı ".txt" olarak seçilmelidir. Ölçüm Cihazınızdaki veriler bilgisayarınıza text olarak kaydedilmiş oldu. Arık bu verileri Microsoft Excel yardımı ile açıp derleyebileceğiz. Sayfa 84 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER "Grafik Çiz" isimli excel dosyasını açarak "Deneme.txt" olarak kaydettiğimiz verileri derleyebileceğiz. Excel dosyası açıldığında, "Text Dosyadan Veri Al" kısmı tıklanır. Açılan pencereden daha önce Deneme.txt olarak kaydedilen dosya seçilir. Bazı durumlarda hata mesajı ile karşılaşılabilir. Bu durumda "txt" dosyası açılmalı ve eksik olan satır bulunarak silinmelidir. Eksik olan satır yan tarafta bulunan şekilde gösterilmiştir. Eksik satır silme işlemi tamamlandıktan sonra, Deneme.txt dosyası kaydedilerek kapatılmalıdır. "Grafik Çiz" isimli excel dosyasını tekrar açarak kaydettiğimiz verileri derleyebileceğiz. Excel dosyası açıldığında, "Text Dosyadan Veri Al" kısmı tıklanarak Deneme.txt dosyası seçilir. Sayfa 85 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Yukarıdaki şekillerden de görüleceği üzere, Voltaj, Akım ve Güç grafikleri teker teker yada birden fazla değer seçilerek grafik çizdirilebilir. Sayfa 86 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER 7.Kondansatör 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. 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 Sayfa 87 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Kapasite birimi Kondansatörler, elektrik yükünü yalıtkan malzemesinin içerisinde elektrik alanı olarak depolar. Kapasite , bir kondansatörün yük depolayabilme yeteneği olarak tanımlanır ve birimi (Michael Faraday'ın anısına) Farad' olarak belirlenmiştir. Uluslararası MKS birim sisteminde 1 Farad , uçları arasına 1 Volt gerilim uygulandığında 1 Columb =6,28 1018 tane elektron depolayabilen kondansatörün kapasitesine eşittir. Matematiksel formdaki ifadesi ise aşağıdadır. Kondansatör - sıvı tankı benzetiminde elektronun karşılığının sıvı damlası olduğu göz önüne alınırsa kapasitenin çok büyük bir değer olduğu anlaşılır. Bundan dolayı uygulamada biriminin alt katları daha yaygındır. Kapasite değeri metal tabakaların alanına ve yalıtkan malzemenin dielektrik katsayısına doğru orantılı, metaller arası uzaklığa ters orantılı bağlıdır. Bu ifadenin pratik olarak anlamları şöyle sıralanabilir: Sayfa 88 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER •Kondansatörden akım geçebilmesinin tek şartı, uçları arasındaki gerilim farkının değişmesidir. Bu gerilim farkı aynı kaldığı müddetçe, kondansatör depoladığı yükü boşaltmaz, tıkama görevi görüp devreden akım geçmesine engel olur. Gerilim kesinlikle bir an içinde büyük değişikliğe uğramamalıdır. Birden artan veya azalan gerilim, türev ifadesinin çok büyümesine, böylece darbe akımı oluşmasına yol açar. Yani gerilimin ani büyük değişimi akımın oldukça artmasına, bu da kondansatörün zarar görüp deforme olmasına neden olur. Kondansatör Ölçümü Fonksiyon Seçme Düğmesi üzerinden Kondansatör sekmesi seçilir. Siyah prob COM, Kırmızı prob ise Kondansatör ölçme kısmına yerleştirilir. Kondansatör ölçümü yapılırken, ölçü aleti test edilecek komponente paralel bağlanmalıdır. Buna ilave olarak ölçüm yapılırken, sistemin enerjisinin kesildiğinden ve tüm kondansatörlerin tamamen boşaltıldığından emin olunmalıdır. Ölçüm yapılırken çıkan değer çok yüksek yada kondansatör kısa devre ise display üzerinde "OL" ibaresi gözükecektir. Kondansatörlerin Birbirine Bağlanma Şekilleri Seri bağlama Seri bağlanmış kondansatörler Kondansatörlerin seri bağlanmasında öncelikle uçların doğru bağlanıp bağlanmamış olması sonrasında da kondansatörlerin yüklü olup olmaması göz önüne alınır. Her bir kondansatörün ucu sonraki kondansatörün ucuna bağlandığında seri bağlama sağlanmış olur. Yandaki resimde düzgün olarak seri bağlanmış 3 adet kondansatör bulunmaktadır. Kondansatörler seri bağlandığı zaman, kaynak akımı her bir Sayfa 89 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER kondansatörden geçen akıma eşit olur, kaynak gerilimi ise her bir kondansatörün gerilimlerinin toplamı olur. Paralel bağlama Paralel bağlanmış kondansatörler Paralel bağlı elemanların uçları aynı noktaya, yine uçları da aynı noktaya bağlanır. Paralel bağlamada her bir kondansatörün gerilimi kaynak gerilimine eşittir, kaynak akımı ise her bir kondansatöre giden akımların toplamıdır. DC Devrelerde Kondansatör Kondansatör bir DC kaynağına (örneğin pil) bağlandığında elektron bazında gerçekleşen olaylar şöyledir; 1.Kondansatörün pilin (-) ucuna bağlı olan ucu, pilin ürettiği elektronları kabul eder ve kendine çeker. 2.Kondansatörün pilin (+) ucuna bağlı olan ucu, elektronlarını pile doğru verir. Kondansatörün uçları arasında oluşan bu elektron sayıları farkı, uçlar arasında gerilim farkına yol açar. Bu gerilim farkı, kondansatör uçlarına bağlanan DC kaynağın veya pilin gerilimine eşittir. Kondansatör DC kaynağa bağlandığı zaman kapasitesini doldurana dek devreden bir akım geçer. Son durumda kondansatör üzerinde oluşan gerilim farkı kaynağa eşit hale gelir ve elektron akışı durur.Devre tamamlandığı ilk anda elektronlar akmaya başlar ve hızlıca kondansatörün kutuplanmasını sağlarlar. Bağlanmanın gerçekleştirildiği ilk an olan anında elektronlar harekete geçerler, bu öyle kısa bir an sayılır ki kondansatörde o ana Sayfa 90 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER kadar hiç yük birikmez. Yani gerilim farkı hala DC kaynağın gerilimine eşittir. Bu anda akımın değeri aşağıdaki gibi elde edilir. DC gerilime bağlı kondansatörün akım grafiği. Açıktır ki, gerilim farkının oluşmadığı bir devreden akım geçmez. Kondansatör başlangıç anında boştur ve yük biriktirmeye başlar, devreden akım geçer; dolduktan sonra ise bir pil gibi davranır ve devreyi tıkar, akım akmasını engeller. Bu iki zaman aralığında ise akım değişimi şöyle incelenir. İlk anda olan kondansatör gerilimi, hızlıca kutuplaşmanın sağlanmasıyla birlikte, ulaşacağı değer olan gerilimine doğru artış gösterir. Elektronların hareketi olduğu sürece kondansatörün gerilimi artar, devrenin net gerilim farkı zaman ilerledikçe düşer. Buna bağlı olarak da akım değeri başlangıç değerinden sürekli bir azalma gösterir. Nitekim zaman yeteri kadar ilerledikten sonra da akım olur. Akımdaki bu düşüşün grafiği çıkarıldığı zaman azalmanın doğal logaritmik bir şekilde gerçekleştiği görülmektedir. Kutuplanması sağlanmış bir kondansatör devreden sökülüp kullanılabilir. Bu anda artık kondansatörün başlangıç gerilimi olarak hesaplamaya katılır. AC Devrelerde Kondansatör Kondansatörün DC akıma göre davranışı, AC akımda değişiklik gösterir. AC akım, gerilim ve akım yönünün belli bir frekansa göre yön değiştirdiği elektrik enerjisidir. Gerilimin yönü ve genliği sürekli değiştiğinden kondansatörde depolanan elektrik yükü ve uçları arasındaki gerilim de sürekli değişim içindedir. Kondansatör dolup boşalma hareketini frekans sıklığında gerçekleştirir. Kondansatör bağlı bulunan bir AC devrede, akım bir süre sonra kesilmez. Sonuç olarak: AC devredeki kondansatör, akım akışına karşı bir engel oluşturmaz, ancak bir direnç gösterir denilebilir. Kondansatörün gösterdiği bu dirence Kapasitif Reaktans denir. Kapasitif reaktans, Xc ile gösterilir, birimi dirençle aynı olup Ohm'dur. Kapasitif Açısal Frekans Kapasite Reaktans Frekans Sayfa 91 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi Temel Elektrik Bilgisi Turgut KOÇER Bu ifadeden hareketle kondansatörün kapasitif reaktansının; kapasitesi ve frekansı ile ters orantılı olduğu söyleyenebilir. Kondansatörün kapasitesi ve çalışma frekansı arttıkça kapasitif reaktansı, diğer bir deyimle direnci azalır. Kondansatörün AC akıma karşı gösterdiği bu direnç, resistif (omik - saf direnç) dirençten farklıdır. Saf dirençte gerilim farkı ile akım arasında direnç değeri kadar bir oran olmasına rağmen, kondansatör ve endüktans gibi değişken ifadelere sahip elemanların dahil olduğu bir devrede bu oran değişir. Kondansatör AC akımda dirence dolaylı yönden etki etmektedir. Açıklamak için empedans kavramını tanımlanır. Sayfa 92 / 93 Elektrik-Elektronik Teknolojisi