Temel Elektronik Eğitimi
advertisement
İstanbul Teknik Üniversitesi IEEE Öğrenci Kolu TEMEL ELEKTRONİK 1.Elektrik Nedir? Grek (Yunan) dilinde kehribar ağacının adı elektriktir. 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. Tüm maddeler atomlardan meydana gelmiştir. Bir atomun merkezinde çekirdeği vardır. Çekirdeğinde pozitif yüklü protonları ve yüksüz nötronları bulunur. Atom çekirdeğinin etrafında negatif yüklü elektronları vardır. Elektronların sayısı protonların sayısına eşittir. Bir elektronun yükü de bir protonun yüküne eşdeğerdir. Bir dış kuvvet tarafından bir atomun elektron ve protonu arasındaki denge bozulduğu zaman o atom bir elektrik yükü kaybeder ya da kazanır. Bir atomdan elektrik yükleri kaybolduğu zaman, bu negatif yükler serbest kalır ve bu elektronların serbest hareketiyle madde içinde bir elektrik akımı meydana gelir. Doğru Gerilim Grafikleri 2.Doğru Akım ve Alternatif Akım Doğru Akım (DC) : Doğru akımın kısa tanımı "Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişmeyen akıma doğru akım denir." şeklindedir. Doğru akım/gerilim zaman içerisinde ortalaması ‘0’ olmayan akımdır/gerilimdir. 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/gerilim zaman içerisinde ortalaması ‘0’ olan akımdır/gerilimdir. Alternatif Gerilim Grafikleri 3.Elektronik Elemanlar a.direnç: Devrede akıma karşı bir zorluk göstererek akım sınırlaması yapan elemandır. Direncin birimi ohm (Ω) dur. Ayarlanabilir dirençlere de potansiyometre denir. * Ohm Kanunu’na göre bir direncin üzerinden akan akım: Adres: İTÜ Ayazağa Yerleşkesi - Elektrik/Elektronik Fakültesi Telefon :+90 (212) 285 36 80 - E-posta: [email protected] İstanbul Teknik Üniversitesi IEEE Öğrenci Kolu V = I x R formülü ile hesaplanır. * Bir direncin çektiği güç ise Joule Kanunu’na göre: W = I2 x R = V x I dır. e.transformatör (trafo): b.kapasite: Elektriğin potansiyelini ve akımı değiştirmeye yarayan devre elemanıdır. Potansiyeli arttırırken akımı düşürür (ki bu yüksek gerilim hatlarında kaybın az olması için gereken bir şeydir), ya da potansiyeli düşürürken akımı arttırır. Bu olay güç korunumu ile açıklanabilir. Potansiyel ile akım çarpımı girişte ve çıkışta sabittir. Transformatör elemanı birbirini manyetik alanları etkileyecek şekilde sarılmış farklı sarım sayısında iki bobinden oluşur, girişi ve çıkışındaki voltaj oranı birincil sarım ile ikincil sarım arasındaki orana eşittir. Pgiriş = Pçıkış Elektrik depolayan elemanlardır. Kondansatör mantığı iki iletken arasına yalıtkan şeklindedir. Kondansatör doğru gerilimde açık devredir. Kondansatör ancak alternatif gerilim altında iletimdedir. Devrelerde genellikle filtre elemanı olarak veya şarj ve deşarj özelliği kullanılır. dVc iC = dt Kondansatör üzerinden akan akım, gerilimin zamana göre türevi alınarak bulunur. Igiriş Vgiriş = Içıkış Vçıkış c.diyot: Igiriş Diyot tek yöne elektrik akımını ileten bir devre elemanıdır. Diyotun P kutbuna "Anot", N kutbuna da "Katot" adı verilir. Genellikle AC akımı DC akıma dönüştürmek için doğrultucu devrelerde kullanılır. Doğru kutuplandıklarında diyotlar 0.6V civarında iletime geçerler. Içıkış = Vgiriş Vçıkış = N giriş N çıkış f.transistör: d.endüktans (bobin): Endüktans, akım değişimine karşı koyma özelliğine denir ve doğru gerilim karşısında direnç özelliği gösterir. Endüktanslar elektrik enerjisini manyetik alan şeklinde depolarlar. Yüksek frekanslı akıma karşı yüksek direnç gösterirler. di vL = L dt Endüktans üzerindeki gerilim, akımın zamana göre türevi alınarak bulunur. Transistorler npn ve pnp olarak ikiye ayrılırlar. Bu ayrım yarıiletken yapı farkından kaynaklanır. Üç uçlu bir devre elemanıdır. Bu uçlara "Kolektör, Baz ve Emetör" isimleri verilmiştir. Transistör baz ve emetör uçlarına verilen küçük çaptaki akımlarla kolektör ile emetör uçları arasından geçen akımları kontrol ederler. Transistörler genel olarak yükseltme ve anahtarlama işlemi yaparlar. Adres: İTÜ Ayazağa Yerleşkesi - Elektrik/Elektronik Fakültesi Telefon :+90 (212) 285 36 80 - E-posta: [email protected] İstanbul Teknik Üniversitesi IEEE Öğrenci Kolu 4.Güç Kaynağı Tasarımı: Çıkışından +5V ve -5V alınabilen bir güç kaynağı tasarımı için gerekli elektronik devre elemanları aşağıdaki gibidir. (2 x 7,5)V Trafo Köprü Diyot 2200 uF ve 0,1 uF Kondansatörleri 7805 ve 7905 Voltaj Regülatörleri Bir güç kaynağı tasarlamak için ilk önce şehir şebekesinden aldığımız gerilimi sabitlemek istediğimiz gerilim seviyesi civarına düşürmeliyiz. Düşürülen şehir şebekesi köprü diyot ile çift yollu doğrultulduktan sonra büyük değerli kondansatör ile gerilim düzeltilmeye çalışılır. Son olarak kondansatör çıkışına regülatör ve küçük değerli kondansatör konularak gerilim sabitlenir. Adres: İTÜ Ayazağa Yerleşkesi - Elektrik/Elektronik Fakültesi Telefon :+90 (212) 285 36 80 - E-posta: [email protected]
