Temel Elektrik-Elektronik Bilgisi 2

KAYNAK DÖNÜŞÜMÜ
NORTON-THEVENIN
ve SÜPERPOZİSYON
TEOREMLERİ
&
İŞ-GÜÇ-ENERJİ
GERİLİM KAYNAĞINDAN AKIM KAYNAĞINA
DÖNÜŞÜM
• Gerilim kaynağını akım kaynağına dönüşüm yapılabilir. Bu dönüşüm
esnasında kaynağın iç direncinin omik değeri değişmeden iç direnç
gerilim kaynağına seri bağlı durumdayken akım kaynağına paralel
bağlanır.
I1 
V1
R1
Gerilim kaynağından Akım kaynağına dönüşüm
GERİLİM KAYNAĞINDAN AKIM KAYNAĞINA
DÖNÜŞÜM
Örnek:
Gerilim kaynağından akım kaynağına dönüşüm
AKIM KAYNAĞINDAN GERİLİM KAYNAĞINA
DÖNÜŞÜM
• Akım kaynağından gerilim kaynağına dönüştürülürken gerilim
kaynağının değeri ohm kanunundan yaralanarak bulunur. Gerilim
kaynağının iç direnci ise akım kaynağının iç direncine eşit olduğundan
değeri aynı fakat bağlantı şekli seri olacaktır.
V1  I1 R1
Akım kaynağından gerilim kaynağına dönüşüm
AKIM KAYNAĞINDAN GERİLİM KAYNAĞINA
DÖNÜŞÜM
Örnek:
Akım kaynağının yönü ile gerilim kaynağının aynı yönde olması ve yük dirençlerinin üzerlerinden aynı
şekilde akımın akışı
AKIM KAYNAĞINDAN GERİLİM KAYNAĞINA
DÖNÜŞÜM
Örnek:
KAYNAK DÖNÜŞÜMÜ
Örnek:
KAYNAK DÖNÜŞÜMÜ
KAYNAK DÖNÜŞÜMÜ
KAYNAK DÖNÜŞÜMÜ
KAYNAK DÖNÜŞÜMÜ
• Örnek:
DEVRE TEOREMLERİ
• Thevenin Teoremi
• Norton Teoremi
• Süperpozisyon Teoremi
Thevenin ve Norton Teoremi
Thevenin ve Norton Teoremi
Thevenin ve Norton Teoremi
Thevenin ve Norton Teoremi
• Örnek: Aşağıdaki devrenin Thevenin eşdeğerini bulunuz.
Thevenin ve Norton Teoremi
• Çözüm:
Thevenin ve Norton Teoremi
• Çözüm:
Thevenin ve Norton Teoremi
• Çözüm:
Thevenin ve Norton Teoremi
• Thevenin eşdeğeri bulmak için bir yöntem daha var.
Thevenin ve Norton Teoremi
• Thevenin eşdeğeri bulmak için bir yöntem daha var.
Kaynakları yok et
Thevenin ve Norton Teoremi
• Çözüm:
Thevenin ve Norton Teoremi
• Kaynak dönüşümü yapılarak Thevenin devresinden Norton devresine
geçiş yapılabilir.
Thevenin
Norton
Süperpozisyon Teoremi
• Bu yöntem iki ya da daha fazla kaynağı bulunan doğrusal elektrik
devrelerine uygulanır.
• Her kaynağın bir devreden geçireceği akımların veya oluşturacağı
gerilimlerin toplamı, o devrenin akımını veya gerilimini verir.
• Bu yöntem uygulanırken, devredeki kaynaklar sıra ile devrede
bırakılarak , diğerleri devreden çıkartılır.
• Kaynakları devreden çıkartırken, kaynak gerilim kaynağı ise açılan
uçlar kısa devre yapılır.Eğer kaynak akım kaynağı ise açılan uçlar açık
devre olarak bırakılır.
Süperpozisyon Teoremi
• Örnek:
Süperpozisyon Teoremi
• Örnek (devam):
Süperpozisyon Teoremi
• Örnek (devam):
Süperpozisyon Teoremi
• Örnek (devam):
Süperpozisyon Teoremi
• Örnek (devam):
Süperpozisyon Teoremi
• Örnek (devam):
Süperpozisyon Teoremi
• Örnek (devam):
Süperpozisyon Teoremi
• Örnek (son):
İŞ- GÜÇ-ENERJİ
Bir cisme kuvvet uygulandığı zaman, cisim uygulanan
kuvvet doğrultusunda hareket edebiliyorsa bir iş
yapılıyor demektir. İş yapabilme yeteneğine enerji
denir.
W=F.l (Joule)
İŞ- GÜÇ-ENERJİ
Belli bir zamanda kullanılan enerji oranına ise güç denir.
𝑊
𝑃=
𝑡
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑗𝑖
𝐺üç =
𝑍𝑎𝑚𝑎𝑛
𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒
𝑊𝑎𝑡𝑡 =
𝑆𝑎𝑛𝑖𝑦𝑒
Akım ve gerilim bir elektrik devresinde önemli değişken
olmasına rağmen tek başlarına çok fazla anlam taşımazlar.
Elektrik devrelerinde asıl bilinmesi gereken büyüklük, devre
elemanlarının ne kadar güce dayanabildiğidir.
Örneğin, 100 W’lık bir ampül, 40 W’lık ampulden daha fazla ışık verir.
İŞ- GÜÇ-ENERJİ
1 Watt: Bir saniye içerisinde bir joule enerji kullanıldığı zamanki güç miktarıdır.
Örnek: 10 sn. içerisinde kullanılan enerji miktarı 80 J ise
güç miktarı kaç watt tır?
𝑊 = 80𝐽
𝑡 = 10𝑠𝑛
𝑊
80𝐽
𝑃=
=
= 8𝑊𝑎𝑡𝑡
𝑡
10𝑠𝑛
Elektronikte genellikle 1 Watt’ın altındaki güçler kullanılır. Daha düşük
güç birimlerini ifade etmek için mW, μW gibi birimler kullanılır.
İŞ- GÜÇ-ENERJİ
• Elektrikte ise daha yüksek güç birimleri (KW,MW) kullanılır. Otomobil
ve elektrik motorlarının gücünü belirtmek için beygir gücü (hp) de
kullanılmaktadır (1 hp=746 W).
• Enerjinin sembolü W’dir. Birimi Joule veya WattSaat’tir. Enerjiyi
bulmak için güç ile zaman çarpılır. Eğer zaman birimi olarak saniye
kullanılırsa enerjinin birimi joule (J) olur. Zaman birimi olarak saat
kullanılırsa enerji birimi de WattSaat (Wh) olur.
𝑊 = Pt
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑗𝑖 = 𝐺üç 𝑥 𝑍𝑎𝑚𝑎𝑛
𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒 = 𝑊𝑎𝑡𝑡 𝑥 𝑆𝑎𝑛𝑖𝑦𝑒
𝑊ℎ = 𝑊𝑎𝑡𝑡 𝑥 𝑆𝑎𝑎𝑡
İŞ- GÜÇ-ENERJİ
• 100 W’lık bir ampül 10 saat yanıyor. Burada harcanan enerjiyi
bulunuz.
𝑊 = 𝑃𝑡 = 100𝑊. 10𝑆𝑎𝑎𝑡 = 1 𝐾𝑊ℎ
İŞ- GÜÇ-ENERJİ
Elektrikli Cihazlar
Klima
Saç Kurutma Makinesi
Saat
Bulaşık Makinesi
Isıtıcı
Elektrikli Şofben
Mikrodalga Fırın
Buzdolabı
Televizyon
Çamaşır Makinesi
Su Isıtıcısı
Bilgisayar
Blender
Ütü
Flueresan Lamba
Ampul
Ekonomik Ampul
Güç Oranı
860 W
1300 W
2W
1200 W
1322 W
7200 W
800 W
1800 W
250 W
400 W
2500 W
400 W
210 W
2200 W
32 W
100 W
11 W
İŞ- GÜÇ-ENERJİ
İŞ- GÜÇ-ENERJİ
İŞ- GÜÇ-ENERJİ
Elektrik Devresinde Güç
• Elektrik Devresinde direnç içerisinden akım geçtiği zaman elektrik
enerjisi ısı enerjisine dönüşür.
• Elektrikli ısıtıcılar bu temel prensipten üretilmiştir.
• Direnç üzerinde ısı meydana gelmesi demek aynı zamanda direncin
gücünü de gösterir.
Elektrik Devresinde Güç
• Güç harcaması direnç üzerindeki gerilim ve direnç üzerinden geçen
akıma bağlıdır:
𝑃 = 𝑉. 𝐼 = 𝐼. 𝑅. 𝐼 = 𝐼 2 𝑅
𝑉 𝑉2
= 𝑉. =
𝑅
𝑅
Direnç daima güç tüketir.
Elektrik Devresinde Güç
Güç Kaynağı
• Güç kaynağı yüke güç sağlayan devredir. Burada yük güç tüketen
herhangi bir devre elemanı veya devre olabilir. Örneğin; cep telefonu,
bilgisayar, DC motor, mp3 player, FM radyo vb. gibi cihazlar yüke
örnek verilebilir.
Güç Kaynağı
• Elektronik güç kaynakları 220 V’luk AC şebeke gerilimlerini daha
düşük DC gerilimlere dönüştürürler.
• AC gerilimler normalde yönü ve şiddeti sürekli değişen gerilimlerdir.
• Bu sebeple çoğu elektronik cihazlar bu tür gerilimlerde çalışmazlar ve
daha düzgün olan yönü ve şiddeti sürekli sabit kalan DC gerilimlere
ihtiyaç duyarlar. Piller de bir tür DC güç kaynağıdır. Ancak, piller
kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren DC güç kaynaklarıdır.
Pillerde Amper-Saat Oranı
• Piller, belli bir zaman güç sağlayabilirler.
• Pillerin kapasitesi amper-saat (Ah) oranı ile ölçülür.
• Amper-saat oranı bir pilin belli bir miktarda akımı, yüke kaç saat
boyunca sağlayabileceğini belirler.
• Örneğin, 12 V’luk bir otomobil aküsü 3.5 A’de, amper-saat oranı 70
Ah ise, bu aküden 20 saat botunca 3.5 A akım çekilebilir.
Pillerde Amper-Saat Oranı
Pillerde Amper-Saat Oranı
• Üzerinde 90 Ah yazan bir pilden kaç saat boyunca 2 A akım çekilebilir?
90𝐴ℎ = 2𝐴 . 𝑆ü𝑟𝑒
Süre=
90𝐴ℎ
2𝐴
Süre= 45 𝑆𝑎𝑎𝑡
Pilden 45 saat boyunca
2 A’lik akım çekilebilir.
Güç Kaynağında Verim
• Verim, çıkış gücünün giriş gücüne oranıdır.
𝑃çı𝑘ış
𝑉𝑒𝑟𝑖𝑚 =
𝑃𝑔𝑖𝑟𝑖ş
• Yüzdelik olarak ifade edilir.
• Giriş gücü 100 Watt, çıkış gücü 50 Watt ise verim %50 dir.
• Çıkış gücü giriş gücünden her zaman düşüktür. Güç kaynağının içindeki
devre elemanları belli bir güç harcar. Buna ‘kayıp güç’ denir.
𝑃çı𝑘ış = 𝑃𝑔𝑖𝑟𝑖ş − 𝑃𝑘𝑎𝑦ı𝑝
Güç Kaynağında Verim
• Bir elektronik güç kaynağı giriş gücü 25 W’tır. Çıkış gücü ise 20 W’tır.
Verim ve kayıp gücü bulunuz.
𝑃çı𝑘ış
20𝑊
%𝑉𝑒𝑟𝑖𝑚 =
× 100 =
× 100 = %80
𝑃𝑔𝑖𝑟𝑖ş
25𝑊
𝑃𝑘𝑎𝑦ı𝑝 = 𝑃𝑔𝑖𝑟𝑖ş − 𝑃çı𝑘ış = 25𝑊 − 20𝑊 = 5𝑊
Ampermetre ve Voltmetre ile Güç Ölçme
• DC devrelerde, elektrik devrelerinde akım ve gerilimin çarpımı
elektriksel gücü verir.
• Akım ve gerilimin ölçülmesi gereklidir.
Ampermetre ve Voltmetre ile Güç Ölçme