Elektrik Elektronik Muhendisliginin Tem

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin

Temelleri (ELK 226)
İstanbul Teknik Üniversitesi
Makina Mühendisliği

Y. Doç. Dr. Murat Yilmaz
19 Şubat 2016
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

1

Elektrik - Elektronik Mühendisliği

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

2


Elektrik - Elektronik
Mühendisliğinin Temelleri

Elektrik Devrelerinin
Temelleri ve Devre Analizi

Yöntemleri
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

3

Mühe dislik Notasyo ları

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016


4

Elektrik Mühendisliğinde günümüzde SI sistemi kullanılmaktadır:
Uluslararası Standart Sistemi (French Le Systeme International d’Unıtes)

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

5

Elektrik Mühendisliğinde günümüzde SI sistemi kullanılmaktadır:
Uluslararası Standart Sistemi (French Le Systeme International d’Unıtes)

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

6


Genel Bilgiler


ELEKTRİK, tıpkı mekanik enerji ya da ısı enerjisi gibi bir enerji
biçimidir.



Mekanik Enerjinin kuvvet ve yol gibi, Isı Enerjisinin sıcaklık ve ısı
gibi enerji çarpanları varsa elektrik enerjisinin de gerilim ve
elektrik yükü gibi enerji çarpanları vardır.

• Bir biçimdeki enerjinin enerji çarpanları birbirleriyle çarpılınca o
biçimde gözlenen bir enerji elde edilir.



Kuvvet * Yol

= MEKANİK ENERJİ


Sıcaklık * Isıl Kütle

= ISI ENERJİSİ

Gerilim * Elektrik Yükü

= ELEKTRİK ENERJİSİ

Enerji yaptığı iş ile ölçülür. MKSA birim sisteminde fiziksel işin ve
enerjinin birimi JOULE (j) dur.
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

7

Genel Bilgiler



Bir biçim enerjinin söz konusu edilen çarpanlarından başka
çarpanlarıda bulunabilir.
Örneğin, mekanik enerjinin;

Öteleme Hareketi için: Kuvvet ve yol
Dönme Hareketi için: Döndürme momenti ve dönme açısıdır.

• Miller ve çubuklar ile mekanik enerji nasıl iletiliyorsa en az iki
iletkenli bir iletim hattı ile de elektrik enerjisi iletilir.
• Elektriksel enerjiyi manyetik dalgalar şeklinde hiç iletkensiz de
iletmek mümkündür.
• Elektrik enerjisinin çarpanlarını oluşturan ve pozitif ve negatif
diye adlandırılan iki türlü elektrik yükü bulunmaktadır.

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

8


Ato u Yapısı

Bir atom, bir çekirdek ve bunun etrafında
dönen elektronlardan oluşur. Çekirdek pozitif,
elektronlar ise negatif elektrik yüklüdür.
Çekirdekte, + yüklü protonlar ile nötron adı
verilen
üstlerinde
hiçbir
elektrik
yükü
bulunmayan (yüksüz) parçacıklar bulunur.
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

9

Elektrik Yükü



Elektrikli bir cismin üzerinde bulunan elektrik, elektrik miktarı
veya elektrik yükü olarak isimlendirilen bir büyüklükle belirtilir.



Elektrik yükünün SI'daki birimi Coulomb'dur (C) ve Q veya q ile
gösterilir.



1 Kulon, 625x1016 adet elektronun toplam yüküne eşittir. Buna
göre bir elekronun taşıdığı negatif elektrik yükü:

qe = 1/ 625x1016 = 1,6x10-19 C = e (elemanter yük)

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016


10

Elektrik Yükü
• Elektrik yüklü bir parçacık hem kendi etrafında bir elektrik
alanı oluşturur, hem de başka parçacıkların oluşturduğu elektrik

alanından etkilenir.


Bir cismin elektrik yükü açısından pozitif olması o cismin

elektronlarından bir bölümünü kaybettiği, negatif oluşu ise o
cismin

dışardan

başka

elektronlar


kazandığı

şeklinde

yorumlanır.


Genellikle cisimler, taşıdıkları negatif ve pozitif yükler birbirlerini

dengeledikleri için yüksüz görünürler. Cisimlerde pozitif
yükler protonlar, negatif yükler elektronlar tarafından taşınırlar.

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

11

Elektrik Yükü


Noktasal iki yük
arasındaki Lorentz
kuvveti bu iki yükü
birleştiren doğru
boyuncadır. Bu kuvvet
yüklerle doğru, yükler
arasındaki uzaklığın
karesiyle ters
orantılıdır.
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

12

A valence electron of a metal atom has a
small ionization energy, and in the solid state this
valence electron is relatively free to leave one
atom in order to associate with another nearby.
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri


Its ionization energy is large;
An electron cannot leave an
atom easily when an electric
field is applied.
2/19/2016

13

İletke ve Yalıtka
• Atomun dış yörüngesinde değişik sayıda elektron bulunabilir. Fakat bu

elektronlar
yörüngelere

sayısı

sekizden

“doymuş

fazla

yörünge”

olamaz.
denir.

Sekiz

elektronlu

Doymuş

dış

yörüngenin

elektronları çekirdeğe daha sıkı olarak bağlıdırlar. Şu halde dış
yörüngeleri doymuş olan atomlar, elektronlarını kolay kolay bırakmazlar

ve dışarıdan elektron alamazlar.
• Serbest elektronları fazla olan maddelere, elektrik akımını iyi ileten

anlamına gelen “iletken” denir. Örnek: Bütün metaller iletkendir.
• Serbest elektronları çok az olan maddeler, elektrik akımını iyi iletmezler
veya hiç iletmezler. Böyle serbest elektronu az olan maddelere, elektrik
akımını iletmeyen anlamına gelen “yalıtkan” sözcüğü kullanılır.
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

14

Pratikte, bütün malzemelerin bir direnci vardır.

Yalıtkan: Bir malzemedir ve sonsuz dirence sahiptir.
Cok yüksek bir gerilim altında cok küçük bir akım akıtır.
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

15

Elektrik Akımı
Elektrik akı ı birim zamanda iletkenden geçen elektrik yüküdür.
Birimi Amperdir, I (A). t za a ı da iletkenden geçen akı ;
I = ΔQ / Δt = Coulomb / Saniye = Amper
Yük = Akı

* Zaman

Elektrik akımı, elektronların bir
noktadan diğer bir noktaya akışıdır.

Elektrik akı ı birimi, iletkenin
kesitinden bir saniyede geçen
elektro
iktarı olarak ta ı la ır.
Bir kesitten, bir saniyede 6,25.1018
elektron geçiyorsa bu akı ı şiddeti
1 AMPER’dir
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

16

Elektrik Akımı
Elektrik akımı Ampermetre ile ölçülür ve devreye seri olarak
bağlanır. Ampermetre iç direnci sıfıra yakın değerde (çok küçük)
olan bir ölçü aletidir.

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

17

Elektrik Akımı
Pratikte akülerin kapasitesini
biriminden faydalanılır.

ölçmek

için

Amper-saat

(Ah)

3600As = 1Ah = 3600C

Örnek: Kapasitesi 100Ah olan bir aküden sürekli olarak 5 Amperlik
akım çekilirse, akü ne kadar sürede boşalır?
t = q / I = 100 / 5 = 20h

Elektrik Akım Yoğunluğu (J)
Bir iletkenin veya telin birim kesitinden geçen elektrik miktarı
olarak tanımlanır ve J ile gösterilir.
J = I / q (A / mm2)

q ---> İletken kesiti (mm2 )
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

18

Akım Türleri
Genel olarak uygulamada iki tür akım sözkonusudur.
Doğru akım: Zamanla yönü ve değeri değişmeyen akımdır.
Sabit doğru akım: Yönü ve değeri değişmez
Değişken doğru akım: Zamanla değeri değişir fakat yönü
değişmez.
Alternatif akım: Yönü zamanla değişen akımdır. Periyodik akımların
değerleri ve yönleri zamanla periyodik olarak değişir.

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

19

DC Kaynaklar

Akü: Kimyasal Enerji  Elektrik Enerjisi

Yakıt Hücresi: Elektromekanik Enerji  Elektrik Enerjisi
Gü eş Petekleri: Işık Enerji  Elektrik Enerjisi

DA Generatörü: Mekanik Enerji  Elektrik Enerjisi

Güç Kay akları: AC Gerilim  DC Gerilim

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

20

Elektrik Devresi ve Ele a ları
Elektrik devresi, elektrik akımının yoludur.
Bir elektrik enerjisi kaynağı yardımı ile, bir elektrikli aletin çalıştırılabilmesi için
sürekli elektrik akımının geçtiği yola “elektrik devresi” denir.
Kaynak (Üreteç): Devreden bir akımın geçmesine yani elektronların hareketine
sebep olan aygıtlara üreteç denir. Pil, akümülatör, dinamo, alternatör v.b.
Anahtar (Devre Kesici): İstenildiği zaman elektrik akımının geçmesini veya
elektrik akımını keserek alıcının çalışmasını durduran devre elemanına denir.
Alıcı (Tüketeç): Elektrik enerjisini istenilen başka bir enerjiye dönüştüren
aygıtlara alıcı denir. Elektrik sobası, elektrik motoru, elektrik ocağı gibi.

Sigorta (Devre koruyucu): Elektrik devresinden geçen akım şiddeti bazen
istenilmeyen değerlere yükselebilir. Bu gibi durumlarda devre elemanları zarar
görür. Akım şiddetinin belli bir değerinin üstüne çıkmasını önlemek için elektrik
devresini sigorta ile korunur.
İletken: Elektrik devre elemanlarının birbirine bağlantıları metal tellerle yapılır.
Bu tellere uygulamada iletken denir.
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

21

Elektrik Devresi ve Ele a ları

Elektrik devrelerinin özelliklerine ve amaçlarına göre değişik
devre elemanları ve ölçü aletleri de aynı devreye ilave edilebilir.
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

22

Te el Elektrik Devre Ele a ları ı Se

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

olleri

2/19/2016

23

Elektrik Devre Elemanları
1- Pasif Devre Elemanları: Enerjiyi tüketir veya depolar.


Enerji kaynağı özelliği olmayan, ancak gerilim uygulandığınnda
geçen akımın sonucu olarak, enerji harcayan ya da depolayan
elemanlardır. Dirençler, Kondansatörler, Endüktaslar. Dirençler
akım sınırlaması yaparken ‘ısı ve ışık’ şeklinde enerji harcarlar.
Kondansatörler elektrik enerjisini elektrik yükü şeklinde, bobinler ise
manyetik alan olarak depolarlar.

2- Aktif Devre Elemanları: Enerji kaynağı özelliği vardır.


Kendileri enerji üreten ya da enerji seviyesini yükselten
elemanlardır. Beklenen özelliklerini yerine getirebilmeleri için enerjiye
(voltaja) ihtiyaç duyan devre elemanlarıdır.

Pil, dinamo: Enerji üreten,
Amplifikatör: Enerji "seviyesini" yükselten aktif eleman örneğidir.
Diyotlar, Transistörler, Tristörler, Triyaklar, Entegre Devreler.
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

24

Açık Devre – Kapalı Devre – Kısa Devre
Açık Devre: Devre akımının, isteyerek veya istemeden devreden geçmesini
önlediği, devrenin bir noktadan açıldığı almacın çalışmadığı devrelerdir.

Direncin sonsuz olduğu durumdur.
Kapalı Devre: Devre akımının normal olarak geçtiği, alıcının, normal çalıştığı
devredir.

Kısa Devre: Devre akımının, tüketiciye ulaşmadan kısa yollardan devresini
tamamlamasıdır. Genellikle istenmeyen bir devre çeşidi olup, yapacağı hasardan
devre elemanlarının korunması için, mutlaka bir sigorta ile korunması gerekir.

Diğer bir tarifle direncin sıfır olduğu duruma kısa devre denir.

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

25

Kapalı Devre:

Açık Devre:

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

26

Açık Devre – Kapalı Devre – Kısa Devre

Açık Devre Eşdeğeri

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

27

Kısa Devre

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

28

Elektromotor Kuvvet - Potansiyel Fark - Gerilim
Elektromotor kuvvet (EMK), elektrik akımını
oluşturan elektriği harekete geçiren kuvvettir.
Bir gerilim kaynağı tarafından t süresinde
devreye verilen enerji W ve bu süre içersinde
devreden geçen geçen elektrik yükü (miktarı)
Q ise E (V veya U) elektromotor kuvveti:

E = W / Q (EMK)
(Joule/Coulomb) veya
(Volt)
Benzer şekilde, elektrik enerjisini başka bir enerjiye
dönüştüren bir tüketicide t süresinde harcanan enerji
W ve bu sürede içinden geçen elektrik yükü Q ise
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

V=W/Q
(Volt)
2/19/2016

29

Elektromotor Kuvvet - Potansiyel Fark - Gerilim
İki nokta arası daki elektriksel
potansiyel fark, bu iki nokta arası daki
bir yükün taşı ası için gerekli olan
enerjiyi ta ı lar. Volt birimiyle ölçülür.
İki nokta arası daki voltajı değeri fiziksel
özellikler sabit kaldığı sürece bu noktalar
arası daki akı değeriyle doğru
ora tılıdır.

Gerilim kaynakları bir elektrik devresine
bağla dıkları da, kaynağın negatif (-)
kutbundan çıka elektronlar, elektrik devresi
ele a ları da geçerek üretecin pozitif (+)
kutbundan devresini tamamlarlar.
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

V=W/Q
(Joule/Coulomb)
Volt

2/19/2016

30

Potansiyel Fark - Gerilim

Şekildeki elektrik devresinde elektrik akı ı 2 oktası da 1 oktası a ak ası ı
nedeni, bu iki okta ı zıt cins elektrik yüklere sahip ol asıdır. Dolayısıyla bu iki
nokta arası da bir gerilim vardır. 2 ve 1 oktası ı potansiyelleri V2 ve V1 ise, bu iki
nokta arası daki gerilim

( Potansiyel fark ----> ΔV = V21 )

V21 = V2 - V1
Elektrik akı ı yüksek pota siyelde alçak pota siyele doğru akar.
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

31

Basınç
Farkı

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

Potansiyel
Farkı

2/19/2016

32

Gerilim Ölçümü
Gerilim Voltmetre ile ölçülür ve devreye paralel olarak bağlanır.
Voltmetre iç direnci büyük olan bir ölçü aletidir.

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

33

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

34

Gerilim Sembolleri

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

35

The relationship between Voltage, ( v ) and Current, ( i )
in a circuit of constant Resistance, ( R )

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

36

Basit AC Devre

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

37

Güç ve Enerji

Enerji: İş yapa il e yete eğidir.
Güç: Birim zamanda harcanan enerji miktarı

P = W / t (Joule/saniye) = Watt

1 hp = 746 W
1 Joule = 1 Nm = Ws

Güç
= ��ç =

∗ =

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri



=

∗�

2/19/2016



39

Güç Ölçümü

P = 3*P1

Güç Wattmetre ile ölçülür. Bir fazlı bir yükün çektiği gücü ölçmek için wattmetrenin
akı bobini devreye seri, wattmetrenin gerilim bobini de devreye paralel olarak
ağla ır. Wattmetrenin akı bobininden yükün çektiği akı geçtiği, gerilim
bobinine de yükün uçları daki gerilim uygula dığı için ölçü aletinin ibresi Watt
olarak yükün çektiği gücü gösterir.
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

40

Enerji
Mekanik İş : Bir cismin, F kuvveti etkisi altı da L uzu luğu a gitmesi ile yapıla iş olup,

W=F.L

F = Kuvvet
L = Alınan yol
W = İş
• MKS birim sisteminde, uzunluk metre (m), kuvvet newton (N) alındığından iş birimi de
newton metre (Nm) veya kısaca joule (joule) olur.
Uçları daki gerilim V volt ve içerisinde t saniye süresince Q kulonluk enerji iktarı geçen bir
alanda görülen enerji ;

W=V.Q
Q=I.t
W = V . I . t (Gerilim * Akım * Zaman)
W = P . t (Güç * Zaman)
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

41

Enerji
=



=

∗ =

� ∗ � �� =



kWsaat = kW * saat = (1000*Watt) * (3600*saniye) = 3,600,000 Joule

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

42

Güç ve Enerji
Enerji: İş yapa il e yete eğidir.
Güç: Birim zamanda harcanan enerji miktarı

P = V * I = Watt
Enerji = Güç * Zaman
= (Joule)
P = W / t (Joule/saniye) = Watt

1 kWh = 1000*3600 = Watt*Saniye
= 3600000 Joule

1 hp = 746 W
1 Joule = Watt * Saniye
1 Newton*Meter

Verim
����

Ç� �ş ����
=
����ş ����

���� = ����ş ���� − Ç� �ş ����

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

44

Güç ve Enerji

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

45

Güç ve Enerji

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

46

Güç ve Enerji
SORU:
220 Voltluk bir enerji sisteminde bir ısıtı ı ı çektiği akı

A per ise, Isıtı ı gü de saat çalıştığı a göre, aylık tüketi
edeli e kadardır? (1 kWh enerji tüketim bedeli 17kuruş)

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

47

Güç ve Enerji

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

48

Ohm Kanunu
= ��

=� ∗ =

� ç∗� �

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

=

∗�

� = Volt

2/19/2016

49

Ohm Kanunu
V-I Karakteristiği

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

50

Elektrik Devrelerinde Direnç

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

51

Direnç

G = � (İletke

lik – 1/ - S )

(Conductance-Siemens)

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

52

Direnç Sembolleri

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

53

İletke Direnci
 = Özdirenç (.mm2/m)
 = Öziletkenlik (m/  .mm2) veya (Sm/mm2)

G = � (İletke

lik – 1/ohm)

(Conductance-Siemens-S)
ρ = 1/56 Ohm-mm2/m (Bakır)
ρ = 1/32 Ohm-mm2/m (Alüminyum)






The higher the resistivity of a conductor, the higher its resistance.
The longer the length of a conductor, the higher its resistance.
The lower the cross-sectional area of a conductor, the higher its resistance.
The higher the temperature of a conductor, the higher its resistance
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

54

Direnç

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

55

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

56

Watt’lı Dire çler

• Direncin gücü, üzerinde ısı olarak harcayabileceği güç demektir.
Direnç üzerinde harcanan güç, dirençten geçen akımla, üzerinde
düşen gerilimin çarpımına eşittir.
• Direncin gücü, üzerinde ısı olarak harcanacak güçten daha küçük
direnç seçilirse o direnç aşırı ısıdan dolayı yanar.
Direnç üzerinde kaybedilen güç miktarı:

=

∗ =�∗

=

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri



=

∗�



2/19/2016

57

Watt’lı Dire çler
Aşağıdaki devrelerde kullanılan dirençlerin omik ve güç değerleri
üzerlerinde verilmiştir. Bu dirençler devreler için uygun seçilmiş
midir?

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

58

Watt’lı Dire çler

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

59

Sı aklıkla Dire ç Değişi i
Direnç, sıcaklık arttıkça artar

Dirençlerin üzerinde belirtilen omik değer,
oda sı aklığı daki (20 oC) direnç değeridir.
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

Bu formülde ki harflerin anlamlar;
T: Metalin katsayısı
t1: Birinci sı aklık
R1: Direncin t1 sı aklığı daki değeri
t2: İki i sı aklık
R2: Direncin t2 sı aklığı daki değeri
2/19/2016

60

Sı aklıkla Dire ç Değişi i
Direnç, sıcaklık arttıkça artar

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

61

Sı aklıkla Dire ç Değişi i
Örnek:
Bir akır iletkeninin 20 derecedeki direnci 5 ohm’dur. Bu iletkenin
50 derecedeki direncini hesaplayı ız Bakırı sı aklık katsayısı 5 .

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

62

Dire çleri Seri ve Paralel Bağla

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

ası

2/19/2016

63

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

64

Dire çleri Seri Bağla
��

ası


=� +�

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

65

Dire çleri Seri Bağla

ası

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

66

Dirençlerin Paralel Bağla

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

ası

2/19/2016

67

Dirençlerin Paralel Bağla

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

ası

2/19/2016

68

Dirençlerin Kaynak ile Paralel Bağla

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

ası

2/19/2016

69

Dirençlerin Paralel Bağla
Örnek:

ası

Eşdeğer Dire ç Nedir?
R (Eş) = 4/7 ohm

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

70

Dirençlerin Paralel Bağla
Örnek:

ası

VR4 = ?

VR4 = 12V

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

71

Gerili

Kay ağı ı Devre Ele a ları ile Seri Bağla

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

ası

72

Dirençlerin Paralel Bağla
Her kay ağı
Örnek:
, 8oh

ası

küçükte olsa ir iç dire i vardır.
kay ağı iç dire i olarak ta ı la ır.

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

73

Gerilim Kaynakları ı Seri Bağla

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

ası

2/19/2016

74

Gerilim Kaynakları ı Seri Bağla

V = 18V

V=?

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

ası

V = 1.5V

2/19/2016

75

Gerilim Bölme Prensibi

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

76

Gerilim Bölme Prensibi

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

77

Gerilim Bölme Prensibi

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

78

Gerilim Bölme Prensibi

Vx = ?

Vx = 2 Volt

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

79

Gerilim Bölme Prensibi - Potansiyometre

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

80

Gerilim Bölme Prensibi - Potansiyometre

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

81

Akı

Böl e Pre si i

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

82

Akı

Böl e Pre si i

Ix = ?

Ix = 2 Amper

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

83

Akı

Böl e Pre si i

V = 5.33 kV

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

84

Dirençlerin Seri / Paralel Devreler

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

85

Direnclerin Seri / Paralel Devreler

Res = ?
Res = 148,4 ohm

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

86

Direnclerin Seri / Paralel Devreler

IT, I1, I2, I3, I4 = ?
IT = 183mA
I1 = 90mA
I2 = 93mA
I3 = 58,5mA
I4 = 34,5mA
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

87

Direnclerin Seri / Paralel Devreler

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

88

Seri Devrede Güç
Seri devrede elemanlar üzerinde harcanan güçlerin topla ı
devredeki kay akları har adığı güce eşittir. Bu ifadeleri formül
haline getirir ve ge elleştirirsek aşağıdaki seri devre için güç formülü
ortaya çıkar.
N tane direnç ele a ı seri devreye ağla salar u ları üzerlerinde
bir güç har a ası ola aktır bu harcanan güçlerin topla ı devredeki
kay akları verdiği güce eşit ola aktır.

PT = P1 + P2 + P3 +...................Pn (Watt)

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

89

Seri Devrede Güç

Pt, PR1, PR2, PR3, PR4 = ?
Pt = 2,25W
PR1 = 0,225W
PR2 = 0,270W
PR3 = 1,260W
PR4 = 0,495W

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

90

Paralel Devrede Güç
Paralel devrede kaynaktan çekilen güç elemanlar üzerinde
harcanan güce eşittir. Bu seri devrede, paralel devre ve karışık

devrede de ay ıdır.

PT = P1 + P2 + P3 +...................Pn (Watt)
PT: Kay ağı devreye verdiği güç (Watt)
P1,P2,...Pn: Devredeki pasif ele a ları har adığı güç (Watt)
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

91

Kirchoff Yasaları

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

92

Kir hoff’u Akı

Ka u u

Bir devrede, kolların birleşme noktalarına düğüm noktaları denir.



Kirchhoffun akımlar kanunu bir
elektrik devresinde bir Düğüme
giren akımların toplamı, o noktayı
terk eden yani çıkan akımların
toplamına eşittir.



Giren akımların toplamı ile çıkan
akımların cebirsel toplamı 0 (sıfır)’a
eşittir.

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

93

Kir hoff’u Akı

Ka u u

Bir devrede, kolların birleşme noktalarına düğüm noktaları denir.

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

94

Kir hoff’u Akı

Ka u u

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

95

Kir hoff’u Akı

Ka u u

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

Düğü

Gerili

Yö te i

2/19/2016

96

Kir hoff’u Akı

Ka u u

A1 = ?
A2 = ?

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

97

Kir hoff’u Gerili

Ka u u
Bir elektrik devresinde
herhangi bir düğümden
hareket ederek tekrar aynı
düğüme gelmek üzere –
devre elemanlarından
yalnızca bir kere geçerek –
devre üzerinden izlenen
kapalı yola ÇEVRE adı
verilir.

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

98

Kir hoff’u Gerili

Ka u u

Bir çevrede çevreyi oluşturan
elemanlar üzerindeki
gerilimlerin cebirsel toplamı

sıfırdır.

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

99

Kir hoff’u Gerili

Ka u u

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

100

Kir hoff’u Gerili

Ka u u

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

101

Kir hoff’u Akı

ve Gerili

Yasası

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

102

Gerilim Kaynak Türleri
• Za a ı fonksiyonu olarak yönü ve şiddeti değiş eye akı a doğru
akı denir. Doğru akı , DC gerilim kay ağı tarafı da beslenen
devrelerde oluşur.
• Sabit doğru akı iletken içinde daima tek yönde ve ay ı şiddette akan
akı dır.
• DC akı devrelerinde akı DC ampermetrelerle, gerilim ise DC
voltmetrelerle ölçülür. Bu ları bir arada olan aletlere multimetre veya
AVO (AMPER, VOLT ve OHM) denir.
• DC ampermetreler devreye seri ağla ır.
• DC Voltmetreler gerilimi ölçülecek elemana paralel olarak ağla ır.

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

103

Gerilim Kaynak Türleri
İdeal Doğru Gerili (DC)
za a la değiş ez

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

104

DC Gerili

Kay akları

İdeal Gerili Kay ağı ı iç dire i sıfırdır ve uç gerili i çekile akı la
değiş ez. Kaynağı içi de herha gi ir gerili düşü ü ol a aktadır.
Uçları a sıfır değerli ir dire ç ağla dığı da, ya i kısadevre edildiği de
çekile akı so suzdur.

Üzerinden ne kadar akı
çekilirse çekilsin uçları daki gerilim değeri
değiş eye kay aklardır. Bağı sız gerilim kay ağı ideal bir gerilim kay ağıdır.
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

105

DC Gerili

Kay akları

İdeal gerili kay ağı ı iç dire i sıfırdır ve uç gerili i çekile akı la
değiş ez. Kaynağı içi de herha gi ir gerili düşü ü ol a aktadır.

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

106

DC Gerili

Kay akları

İdeal ol aya gerili kay ağı ı iç dire i sıfır değildir.
Bir gerili kay ağı her za a seri ağlı ir iç dire e sahiptir.

Pilin gerilimi devreye verdiği akı
arttıkça uçları daki gerilim değeri azalır.
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

107

DC Gerili

Kay akları

İdeal ol aya gerili kay ağı ı iç dire i sıfır değildir.
Bir gerili kay ağı her za a seri ağlı ir iç dire e sahiptir.

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

108

DC Akı

Kay ağı

İdeal akı kay ağı uçları da sa it
ir akı verir. Akı değeri devre
ele a ları a ağlı değildir. Uçları
arası da geçen akı kendi uçları
arası daki gerilimden etkilenmeyen
bir akı kay ağıdır.

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

İdeal ol aya akı
kaynağı da, akı uç
gerili i e ağlıdır.

2/19/2016

109

DC Akı

Kay ağı

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

110

Gerili

Kay ağı da Akı

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

Kay ağı a Dö üşü

2/19/2016

111

Gerili

Kay ağı da Akı

Kay ağı a Dö üşü

VR2=?
I = I_1 + I_2 = 10 mA + 40 mA = 50 mA

I_R2 = (R_T*I)/R2 = (25Ω*
V_R = I_R *R =

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

A)/125Ω = 10 mA
A*

2/19/2016

Ω= V

112

Akı

Kay ağı da Gerili

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

Kay ağı a Dö üşü

2/19/2016

113

Alter atif Akı

(AC) za a la değiş ez

Si üzoidal Alter atif Akı
Pozitif Alternans

Negatif Alternans
T=? f=? Vmax = ? Vrms = ?
Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

114

Frekans: Alternatif akı
veya gerilimin bir saniyede
oluşa periyot sayısı a veya
saykıl sayısı a frekans denir

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

115

Bağı lı Gerili



Bağı
ulu
Bağı
kulla

ve Akı

Kay akları

lı kay akları çıkış akı ve gerili değerleri devrede
a diğer ele a ları akı ve gerili değerleri e ağlıdır.
lı kay akları göster ek içi farklı gösteri ler
ıl aktadır.

Bağı lı Kay ak Türleri:
1. Gerili
2. Akı
3. Gerili
4. Akı

Ko trollü Gerili

Kay ağı

Ko trollü Gerili

Kay ağı

Ko trollü Akı

Kay ağı

Ko trollü Akı

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

Kay ağı
2/19/2016

116

Bağı lı Gerili
Gerilim Kontrollü
Gerili Kay ağı

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

Kay akları
Akı Ko trollü
Gerili Kay ağı

2/19/2016

117

Bağı lı Akı
Gerilim Kontrollü
Akı Kay ağı

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

Kay akları
Akı Ko trollü
Akı Kay ağı

2/19/2016

118

RMS
Değer

Bir dirençten geçen alternatif akı ı , belirli bir
zamanda meydana getirdiği ısı enerjisine eşit bir
enerjiyi, ay ı dirençten geçen doğru akı ay ı
zamanda meydana getiriyorsa, doğru akı ı değeri e
alternatif akı ı etkin (efektif) değeri denir.
Alternatif akı ı veya
gerilimin ölçü aleti ile
ölçülen değeridir.

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

119

Elektrik - Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

2/19/2016

120