Elektronik Devreler

Elektronik Devreler

Direnç ve Led Diyot Devreleri

Led Diyot ve Ampül Devreleri

Seri Devreler

Pararel Devreler

Seri ve Pararel Devreler

Yarım Dalga Doğrultmaç Devresi

Tam Dalga Doğrultmaç Devresi

Köprü Tip Doğrultucu

Elektronik Devreler

Elektronik devre elemanları birbirlerine bağlanarak elektronik devre adı verilen bir düzenek oluştururelektrik devresidir Elektronik devreler, elektronik cihazların yapılarında yer alırlar Bir elektronik cihaz birçok elektronik devreyi bir arada bulundurabilirDoğrultucu, sinyal kuvvetlendirici vb Bununla birlikte bir elektronik devrede yapısında bir çok elektronik eleman bulundurur örnek olarak diyotlar, dirençler, transistorler, opamplar, kapasiteler, endüktanslar gibi Bir tümleşik devre genellikle çok sayıda elektronik devrenin biraraya gelmesinden oluşur

Çeşitleri

Yapım itibarıyla iki çeşit devre vardır:

Analog devreler
Lineer devre, girişe verilenin fonksiyonu olarak çıkışı değiştiren devre

Sayısal devreler

Sayısal devreler, sayısal işaretler kullanan elektronik dizgeleriyle ilgilenir Bool cebirine dayanarak yapılırlar ve cep telefonu, bilgisayar gibi yerlerde kullanılırlar

Direnç ve Led Diyot Devreleri



Bir devreye direnç eklememizin sebebi, devrede kullanılan almaçların çalışması için gerekli olan akım değerine ulaşmaktır

9V bir pil kaynağına Led Diyotu dlrek bağlarsak Led Diyorun çalışma değerinden fazla akım uygulanacağı için Led diyotumuz yanabilir Veya yanmasa bile ömrü kısalırBütün elektronik devre elemanları için bu özellik değişmezdirHatta insanlar için de bu böyledir

Devremizi inceleyecek olursak arkadaşlar:

Görüldüğü gibi basit led diyot devresi kurulmuş ve 380 ohm değerindeki direncemiz devreye seri bağlanarak Led diyota gelen akım değerini azaltmış

Devredeki Akım değerini hesaplamak için

E=I*R formülünden faydalana bilirsiniz



Yukarıda ki devremizin şematik gösterimiŞemadan da görüldüğü gibi anahtar kapatıldığı zaman akım ilk önce R1 direnci üzerinden geçeceği için akım değeri azalcak ve Led diyotun çalışma değerine düşecektirLed diyotumuzun önüne direnci bağlamazsak led diyotumuz patlayacaktırAşağıdaki şemada görülmektedir



devrede görüldüğü gibi direnç bağlamazsak led diyotumuza gelen akım değeri fazla olduğundan led diyotumuz yanacak veya patlayacaktır

Basit LED Diyot Devresi

led diyotun devreye nasıl bağlandığını göstereceğiz

İlk olarak bilmeniz gereken arkadaşlar Led diyotun çalışabilmesi DC akım dediğimiz Doğru Akım üreten güç kaynağı yani PİL gerekli
Aşağıdaki devrede 15 v değerinde olan kalem piller seri bağlanarak pillerin negatif (-) ucundan çıkan bağlantı kabloları led diyotumuzun negatif bacağına (negatif bacak kısa olan bacaktır) lehimlenir
Daha sonra anatarlama görevi yapacak olan switch pil ile led diyotun pozitif (+) uçları arasına bağlanır
En son olarak anahtarımızı açık (on) duruma getirdiğimiz zaman led diyotumuz çevresine ışık yaymaya başlar Devreyi kapatmak için anahtarı kapalı duruma (off) getirmemiz yeterli olacaktır





Aşağıda görüldüğü gibi arkadaşlar led diyotumuzun anot (+) bacağı uzun olan ve kırmızı renk kabloların takıldığı bacak, katot (-) ucu ise kısa olan siyah renk kabloların takıldığı bacak
Piyasada 4-5 renk çeşitine sahip led diyot çeşitleri bulabilirsiniz









Parlak AMPUL



Basit Aydınlatma Ampul Devresi

Şimdi de led diyot yerine ampul kullanarak gerçekleştirebileceğiniz aydınlatma devresini inceliyelim

Burada ki temel farklılık ampulun çalışma prensibinden kaynaklanmaktadır Led diyot sadece DC akım ile çalışırken AMPUL hem DC hem de AC (Alternatif Akım dediğimiz şebeke gerilimi) akım üreteçlerinin ikisi ile uyumlu bir şekilde çalışabilir
Devre bağlantısı led diyot devresinde anlattığımız şekilde yapılır
Tek farklı yanı AMPUL'un negatif ucu olarak altında yer alan kıvrımlı yapıya sahip olan metal kısmı (screw thread) kullanacağız
Pozitif (anot) uç olarak kömür renkli olan (conductor) kısmını kullanacağız
Alternatif Akım (AC) üreten üreteçler kullanacaksak FAZ (R) hattını KONDÜKTÖR ucuna
NÖTR (0) hattı ise kıvrık metal (screw thread) uca bağlayacağız



Parlak Ampül devrelerini çalıştırmak için gerekli devre bağlantısı

Seri Devreler

Seri Ampul Devresi

Alıcı ve üreteçlerin tek bir hat üzerinde sıralanması sonucu oluşan devrelere SERİ DEVRELER denmektedir

Seri devrelerin en önemli özelliği devre elemanlarının birbirlerini takip edecek şekilde bağlanmasıdır

Seri bağlı alıcıların herbirinden aynı miktarda akım geçerYani birbirine seri bir şekilde bağladığımız 3 ampulumuzun parlaklık değeri aynı olacak demektir It=I1+I2+I3In

Seri bir devrede alıcıların uçları arasındaki gerilim toplamı üreteçteki gerilim toplamına eşittirDevremizde ampullerin uçlarındaki toplam gerilimin üretecin toplam gerilimine eşit olamsı gerekirKısacası gerilim seri devrede alıcılar (ampul,led,direnç,transistor vb) üzerine eşit oranlarda bölünür Et=E1+E2+E3En

Alıcıların herbirinin direnç toplamı devrenin direnç toplamına eşittir Rt=R1+R2+R3Rn



seri devre

Seri devrenin şematik şekli yan tarafda görüldüğü gibidr

İsteğe göre lambalar yerine motor,bobin,diyod vb devre elemanları bağlanabilir



seri devre

Yan tarafta ve aşağıdaki Elektronik devrede lambalar üzerine düşen akım değerleri eşit olacağından ampullerin parlaklık değeri eşit olacaktırSizlerde evinizde 10v ile çalışan ampullerinizden 22 tanesini seri bağlayarak şebeke geriliminde (220v) ile ampullerimizin hepsini aynı parlaklık dercesinde çalıştırabilirsiniz



seri devre

Ampul,Bobin ve Motor Seri Devre BAğlantısı



bu devremizde ise farklı alıcıları (lamba,bobin ve motor) birbirine seri bağlanmasıyla oluşturulmuş bir devre görmektesiniz

Switch kapalı duruma getirildiği zaman akım öncelikli olarak ampul üzerinden daha sonra bobin ve motor üzerinden geçtikten sonra devresini tamamlayacak ve 3 alıcıda aynı akım değeriyle çalışmaya başlayacaktır

Teknoloji ve tasarım dersi ile fen ve teknoloji dersinde gerçekleştireceğiniz projelerinizde sıklıkla kullanabileceğiniz bir devre çeşidi



Hangi projelerde kullanabilrim derseniz:

Elektrikler kesildiğinde ders çalışmanızı sağlayacak pil ile çalışan defter kalıbı

Yaz sıcağında çalışırken serinlemek isteyenler için çeşitli motorlar kullanarak yapılan devrelerKalem,kravat,defter vb çalışma araçlarına motor ve fanları yerleştirerek serinlemyi sağlayabilirsiniz

Pararel Devreler



Alıcı ve üreteçlerin paralel iki veya daha fazla hat arasında dizilmesidir Paralel devrede her elaman müstakil çalışır, diğerlerini etkilemez Paralel devrenin kurulabilmesi için voltajları eşit olmalıdır

Paralel devre özellikleri

a)Üreteçlerden çekilen akım her bir alıcıdan geçen akımların toplamına eşittir

It=I1+I2

b)Dirençlerin veya alıcıların uçları aynı noktaya bağlı olduklarından, her birinin uçları arasındaki potansiyel farkı aynıdır

Et=E1=E2

c)Paralel devrede alıcıların her birinin direnci matematiksel olarak terslerinin toplamına eşittir

1/Rt=1/R1+1/R2



pararel devre



pararel devre

Ampul, Bobin ve Motorun Pararel Bağlantısı



bobin,ampul,motor pararel devre



bobin,motor,ampul pararel devre

Seri ve Pararel Devre Bağlantıları



Hem seri, hemde paralel devrenin özellikleri birlikte taşıyan devrelerdir Devrenin çözümü sırasında öncelikle paralel veya seri olan elamanlar hesaplanarak devre sadeleştirilir Daha sonra devrenin tamamı çözümlenir

Yarım Dalga Doğrultmaç

Doğrultucuyu açıklamadan önce bir altın kuralı tekrar hatırlatmak isterim Bir diyottan akım geçebilmesi için anodunun katoduna göre pozitif olması gerekmektedir
Örneğin silisyum bir diyot için;
Anod: 1V, Katot:0V Akım geçer
Anod: 10V, Katot:9V Akım geçer
Anod: -5V, Katot:-6V Akım geçer
Anod: 5V, Katot:6V Akım geçmez

Aşağıdaki şekilde bir yarım dalga doğrultucu görülmektedir



Yarım Dalga Doğrultmaç

Doğrultucunun a ve b uçları arasına alternatif bir gerilim uygulayalım Burada bir açıklama yapacağım Böyle bir şekil gördüğünüzde, t1 ve t2 zamanları arasında a ucu b ucuna göre pozitif, t2 ve t3 zamanları arasında a ucu b ucuna göre negatif olur t1 ve t2 zamanları arasında a ucu b ucuna göre daha pozitif olur a ucu pozitif olduğu için diyodun anodu da pozitif olurb ucu negatif olacağı için c ucu yani diyodun katodu negatif olur t1 ve t2 zamanları arasında diyodun anodu katoduna göre daha pozitif olacağı için diyot üzerinden bir akım geçer
Geçen bu akım yük direnci RL nin üst tarafı pozitif, alt tarafı negatif yapar t2 ve t3 zamanları arasında a ucu b ucuna göre daha negatif olacağı için diyodun da anodu katoduna göre daha negatif olur ve diyot akım geçirmez Bunun sonucu olarak t2 ve t3 zamanları arasında yük
direnci RL üzerinde bir gerilim oluşmaz Böylece alternatif akımın her pozitif bölgesi geldiğine yük direnci RL üzerinde aşağıdaki şekilde gösterilen biçimde bir gerilim oluşur

Çıkış Dalga Şekli

Şimdi diyebilirsiniz ki "Bu şeklin neresi DC Tam olarak AC tanımına uyuyor Yani yönü ve genliği zamana göre değişiyor" Kısmen haklısınız Dikkat edecek olursanız genliği hep pozitif olarak değişiyor Şu aradaki boşluklar olmasa tam DC olacak Şimdi devrenin çıkışına, yük direncine paralel olarak bir kondansatör koyalım



Doğrultmaç

Diyottan akım geçtiği zamanlarda yani t1 ve t2 zamanları arasında geçen akım hem RL yükünü beslediği gibi aynı zamanda C kondansatörünü doldurur Diyottan akım geçmeyen t2 ve t3 zamanları arasında kondansatör üzerinde biriken elektrik yavaş yavaş RL yükü üzerinden boşalır Başka bir değişle t2 ve t3 zamanları arasında RL yükünü besleme işini kondansator üstlenir Bu şekilde devremizin çıkışındaki dalga şeklide aşağıdaki gibi olur

Vo

Tam Dalga Doğrultmaç Devresi



Tam Dalga

Şekil dikkatli incelenirse iki adet yarım dalga doğrultucudan oluştuğu rahatlıkla görülmektedir Yarım dalga doğrultucudan hatırlayacağınız gibi diyotlar girişteki sinyalin her pozitif bölümünde iletime geçmektedir Yani t1 ve t2 zamanları arasında D1 diyodu t2 ve t3 zamanları arasında D2 diyodu iletime geçmektedir Yük direnci üzerindeki dalga şekli aşağıdaki gibi olur



Vo

Yukarıdaki tam dalga doğrultucunun çıkış dalga şekli ile yarım dalga doğrultucunun çıkış dalga şekilleri arasındaki fark, yarım dalga doğrultucuda olan boşlukları tam dalga doğrultucuda olmayışıdır Şimdi doğrulucunun çıkış uçları arasına bir kondansatör koyalım



Tam Dalga Doğrultmaç

D1 ve D2 diyotları her iletime geçtiklerinde RL yükünü besledikleri gibi, C kondansatörünü de doldururlar Diyotlar üzerinden akan akımlar giriş gerilim dalga şeklini izleyecekleri için D1 diyodu girişindeki gerilim t1 zamanından itibaren hızla yükselir, bu yükselme sırasında hem yükü besler hem de C kondansatörünü doldurur Giriş gerilimi hızla azalmaya başladığında kondansatör yavaş yavaş yük üzerinden boşalmaya başlar Giriş gerilimi kondansatör üzerindeki gerilimden daha aşağı değere indiği zaman yani D1 diyodunun anodu katoduna göre daha negatif olduğu zaman diyodu artık akım iletmez Yükü besleme işini kondansatör yüklenir D1 diyodunun anodundaki gerilim negatif kesime geçtiği zamanda D2 diyodunun anodundaki gerilimde pozitif olarak yükselmeye başlamıştır D2 diyodunun anodundaki gerilim halen yük üzerinden boşalmaya devam eden kondansatör üzerindeki gerilimden daha pozitif voltaj değerine geldiği zaman D2 diyodu iletime geçer Hem yükü besleme işini yüklenir hem de kondansatörü yeniden doldurur Bu işlem art arda devam ederken, çıkışta da aşağıdaki dalga şekli oluşur

Vo

Köprü Tip Doğrultucu

Köprü Doğrultucu aslında Tam Dalga Doğrultucu özelliğinde olup sadece giriş gerilim kaynağı Tam Dalga Doğrultucu gibi ortası sıfırlı olmayıp, tek bir AC kaynak ile beslenmektedir Aşağıdaki şekilde Köprü Doğrultucu görülmektedir



Köprü

Köprü Diyotlar dört ayrı diyot ile yapılabileceği gibi dört diyot birleştirilmiş şekli ile de piyasada satılmaktadır
Yukarıdaki devrenin girişine (e-f uçları arasına) bir alternatif gerilim uygulayalım t1 zamandan itibaren pozitif yönde yükselmeye başlayan giriş gerilimi, a ucunu pozitif b ucunu da negatif yapacaktır Bu anda a ucuna bağlı diyotladan D1 diyodunun anodu, D3 diyodunun da katodu pozitif olacaktır Aynı şekilde b ucuna bağlı diyotlardan D2 diyodunun katodu negatif, D4 diyodunun da anodu negatif olacaktır Dikkat edilirse D1-D4 diyotlarının katotlarının birleştiği c noktası ile D3-D2 diyotlarının anodlarının birleştiği d noktaları arasına bir yük direnci bağlanmıştır (Yük direnci bizim kullandığımız elektronik bir devre olabileceği gibi şekildeki hali ile bir direnç de olabilir) Anodu pozitif olan D1 diyodu ile katodu negatif olan D2 diyodu üzerinden bir akım akmaya başlar Akan akım yük direncinin üst ucundan girip ait ucunda çıktığı için yük direncinin üst ucunu pozitif, alt ucunu da negatif yapacaktır D1 ve D2 diyotları üzerinden akan akım t1-t2 zamanı boyunca yani a noktasının pozitif, b noktasının negatif olduğu sürece devam edecektir Bu durum aşağıdaki şekilde görülmektedir



Körü diyot

t2 zamanda sıfır volt değerine düşen giriş gerilimi hemen negatif yönde yükselmeye başlayacaktır t2 zamandan itibaren negatif yönde yükselmeye başlayan giriş gerilimi, a ucunu negatif b ucunu da pozitif yapacaktır Bu anda a ucuna bağlı diyotladan D1 diyodunun anodu, D3 diyodunun da katodu negatif olacaktır Aynı şekilde b ucuna bağlı diyotlardan D2 diyodunun katodu pozitif D4 diyodunun da anodu pozitif olacaktır Anodu pozitif olan D4 diyodu ile katodu negatif olan D3 diyodu üzerinden bir akım akmaya başlar Akan akım yük direncinin üst ucundan girip ait ucunda çıktığı için yük direncinin üst ucunu pozitif, alt ucunu da negatif yapacaktır D4 ve D3 diyotları üzerinden akan akım t2-t3 zamanı boyunca yani a noktasının negatif, b noktasının pozitif olduğu sürece devam edecektir Bu durum aşağıdaki şekilde görülmektedir



köprü_3

Çıkış gerilimin doğru akım (DC) şeklinde olabilmesi için yük direncine paralel bir kondansatör koyarsak çıkış dalga şekli ve devre aşağıdaki gibi olur



Köprü Çıkış