1_Temel_Kanunlar

Temel Kanunlar
ve
Temel Elektronik
Ohm Kanunu
Akım = Gerilim / Direnç
• I=V/R
• V=IxR
Tanımlamalar:
• Gerilim (V) = Enerji / Elek.Yük, [joule/culomb] veya [volt]
• Akım (I) = Elek.Yük / Zaman, [culomb/sn] veya [amper]
• Direnç (R) = Gerilim / Akım,
[volt/amper] veya [Ohm]
Örnek:
• Bir direnç üzerinden bir akım geçtiğinde
• üzerinde oluşan gerilim düşümü
• V1 - V2 = I R
V1
I
R
V2
Semboller
• Devre elemanlarını göstermek için semboller kullanılır
• Ayrıca her devrede kablo ve iletken teller vardır.
+
Batarya veya üreteç
Örnek devre
V
Direnç
Toprak
+
I
R
Toprak (referans) gerilimi
0 Volt olarak tanımlanır.
Kaynak Sembolleri
Bağımsız
Gerilim
DC
Bağımsız
Akım
DC
Bağımsız
Gerilim
AC
Bağımsız
Akım
AC
Bağımlı
Bağımlı
AC
DC
Elektrik Devrelerinde Düğüm (node)
• İki farklı elemana ait
bacakların bağlandığı
yerlere düğüm adı verilir.
• Yandaki devrede toplam 3
adet bağlantı noktası
(düğüm) bulunur
• Bunlardan biri gerilim
farklarının tanımlanabilmesi
için referans (toprak) olarak
tanımlanır
Elektrik Devrelerinde Çevrim (loop)
• Bir düğümden diğerine
elemanlar üzerinden
gidilerek oluşturulan
kapalı (başa dönen) bir
yola çevrim/çevre adı
verilir
• Bir çevrim diğerini
içerebilir
• İki çevrim toplamı yeni bir
çevrim oluşturamaz
çevrim1
çevrim2
Kirchoff’un Akımlar Kanunu (KAK)
• Bir düğüme gelen akımların toplamı aynı
düğümü terk eden akımların toplamına
eşittir.
• Diğer bir ifade ile, bir düğüme gelen
akımların kapalı bir yüzey üzerinden cebrik
toplamı sıfırdır (Gauss Yasası).
N
i
n 1
n
0
Kirchoff’un Akımlar Kanunu (KAK)
SORU: I1 = 2 A olduğu
bilindiğine göre I2
akımının değeri nedir?
I1
• KAK’ tan I1 = I2 = 2A
Yani seri bağlı iki
eleman üzerinde geçen
akım birbirine eşittir.
I2
Kirchoff’un Akımlar Kanunu (KAK)
Aşağıdaki devrede I0 akımını bulunuz.
I in  I out
2 A  4 A  I 0  10 A
I 0  2 A  4 A  10 A
10 A
2A
I0
4A
I 0  4 A
- İşareti akımın yönünün gösterildiğinin aksine ters yönde aktığını gösterir.
Kirchoff’un Akımlar Kanunu (KAK)
• I1 ve I2 akımlarından
I akımının
hesaplanması:
• I1 = 10/10 = 1A
• I2 = 10/10 = 1 A
• I = I1 + I2 = 2 A
I
I1
I2
Kirchoff’un Gerilimler Kanunu (KGK)
• Kapalı bir yolda (veya çevrede) devre
elemanları üzerindeki gerilim farkları
(gerilim düşümleri) cebirsel toplamı sıfırdır.
M
v
m 1
m
0
Veya
Gerilim düşümleri toplamı = Üretilen gerilimler toplamı
Örnek:
Aşağıdaki devrelerden hangisi Vab = 7V eşitliğini sağlar?
a)
b)
c)
d)
BAZI SONUÇLAR1:
KAK + KGK yardımıyla
Seri Direnç Devresini İnceleyelim
• Herhangi bir sayıda birbirine seri bağlı
dirençlerden oluşan devrenin eşdeğer
direnç değeri dirençlerin tümünün
değerleri toplamına eşittir.
Req  R1  R2    RN
BAZI SONUÇLAR2:
KAK + KGK yardımıyla
Paralel Direnç Devresini İnceleyelim
• Herhangi bir sayıdaki paralel bağlı
dirençlerden oluşan devrenin eşdeğer
direnç ifadesi aşağıdaki gibi ifade edilir.
1 1 1
1
  
Req R1 R2
RN
Paralel Bağlı İki Direncin Eşdeğeri
• Paralel bağlı iki direncin eşdeğeri basitçe
aşağıdaki gibi ifade edilebilir.
R1R2
Req 
R1  R2
Paralel ve seri direnç devreler
Paralel devre
I = V/R1 + V/R2 = V/Reş
1/Reş = 1/R1 + 1/R2
Reş (veya Req): eşdeğer direnç
I
V
+
R1
I1
R2
I2
Seri devre
V = R1 I + R2 I = Reş I
Reş = R1 + R2
R1
V
Seri
• Tüm elemanlar üzerinden aynı
büyüklükte akım akar.
Paralel
• Tüm elemanlar üzerinde aynı
değerde gerilim düşer
+
I
R2
Not: Bu nokta ortak
bağlantı noktasıdır
BAZI SONUÇLAR3:
• Seri bağlı haldeki gerilim kaynakları
toplanır.
BAZI SONUÇLAR4:
• Paralel bağlı gerilim kaynakları aynı
değerdeki gerilimi daha yüksek akımlı bir
durumda sağlar.
Gerilim Bölücü Devre
• Aşağıdaki şekilde verilmiş olan seri bir devrede
dirençler üzerindeki gerilim düşümü hesabı
kısaca şöyle özetlenebilir.
R1
+ V1
VS
R1
V1 
VS
R1  R2
_
+
V2
_
R2
R2
V2 
VS
R1  R2
Gerilim Bölücü
• Seri direnç devresidir.
• Giriş gerilimini istenilen seviyeye
düşürmede kullanılır.
• Avantajları:
•
– Basit ve doğru çözüm sunarlar
– Karmaşık olan devrelerde tek bir güç
kaynağı kullanımına olanak tanır.
Gerilim Bölücü
Dezavantajları:
I = Vin/Reş = Vout/R2
– Güç bölünür.
– Rload >> R2 olması gerekir. Vout = Vin (R2 / (R1 + R2) )
Vin
+
I
Vout
R1
R2
I
Harici veya dış bağlantı
sembolü
Değişken Gerilim Bölücü
• Potansiyometre kullanılır (= değişken direnç)
• Sabit çıkış dirençlidir. (Aşağıdaki devre için.)
Değişken Gerilim Bölücü
Vout = Vin (Rout / (Rvar + Rout) )
Potansiyometre sembolü
I
Vin
+
Vout
Rvar
Rout
I
Akım Bölücü Devre
• İki paralel direnç devresinden oluşan yapı için
akım paylaşım kuralı kısaca:
R2
I1 
IS
R1  R2
IS
R1
I1
R2
I2
R1
I2 
IS
R1  R2