Elektrik Akimi Ve Lambalar Hakkında

**Prof. Dr. Sinsi** · 10-20-2012

Örneğin iç direnci r olan bir üretece R direnci bağlanırsa dirençten geçen akım şiddeti ohm kanunundan bulunur

 = i (R + r)

 = i

R + i

r olur

Burada i

R direncin uçları arasındaki potansiyel farkı, i

r ise iç direncin uçları arasındaki potansiyel farkıdır

Ayrıca üretecin uçları arasındaki V potansiyel farkı

V = i

R dir

Eğer üretecin iç direnci ihmal edilmiş ise, üretecin elektromotor kuvveti (), üretecin uçları arasındaki potansiyel farkına eşittir

( = V)

İç direnç ihmal edilmemiş ise  > V dir

Üreteçler bir devrede akım sağlayan kaynaklardır

Bir iletken üretece bağlanmaz ise, iki ucu arasında potansiyel farkı oluşmaz ve üzerinden akım geçmez

Üreteçlerin Bağlanması

1

Seri Bağlı Üreteçler

Bir üretecin (+) kutbunu diğer üretecin (–) kutbuna bağlanmasıyla elde edilen bağlama şekline seri bağlama denir

• Seri bağlı üreteçlerin her birinden eşit şiddette akım çekilir

Dolayısıyla üretecin tükenme süresinden bir kazanç yoktur

• Üreteçlerin toplam elektromotor kuvveti, her birinin elektromotor kuvvetlerinin toplamına eşittir

• T = 1 + 2 + 3 dür

• Üreteçler seri bağlı olduğundan iç dirençlerinin toplamı,

rT = r1 + r2 + r3 olur

2

Ters Bağlı Üreteçler

Bir üretecin (–) kutbunu diğer üretecin (–) kutbuna ya da (+) kutupların birbirine bağlanmasıyla elde edilen bağlama şekline ters bağlama denir

Ters bağlamada emk lar birbirini yok edici yönde etki yapar

Eğer ters bağlı iki üreteç özdeş ise toplam emk sıfır olur

T = |1 – | dir

Büyük emk değeri küçük emk değerinden çıkarılır

Üreteçler ters bağlı olsa da iç dirençler seri bağlıdır

Dolayısıyla toplam iç direnç

rT = r1 + r2 olur

Şekildeki gibi, ikiden fazla üreteç var ise, önce seri bağlı olanların emk ları toplanır

Sonra diğer emk ile aradaki fark alınır

Örneğin,

1 + 2 > 3 ise, toplam emk,

T =1 + 2 – 3 olur

3

Paralel Bağlı Üreteçler

Üreteçlerin (+) kutbu bir noktada (–) kutbu da başka bir noktada olacak şekilde birleştirilerek oluşturulan bağlamaya, paralel bağlama denir

Paralel bağlı üreteçler özdeş seçilir

Özdeş olmaması durumunda devre analizi için yeni kurallar gereklidir

• Paralel bağlı üreteçlerin devreye verdikleri akımlar eşit olur

• Toplam emk üreteçlerden birinin emk sına eşittir

T =  dir

İç direnci önemsiz paralel bağlı üreteç sayısının artması devreden geçen akım şiddetini etkilemez

Fakat üreteç sayısı arttıkça her bir üreteçten geçen akım azalır ve üreteçlerin tükenme süreleri artar

• Paralel bağlamanın özelliği gereğince, toplam iç direnç,

Üreteçlerin Tükenme Süresi

Bir üretecin tükenme süresi, yapılış boyutlarına, yapısını oluşturan maddenin cinsine ve üreteçten birim zamanda çekilen akıma bağlıdır

Bir üretecin tükenme süresi, üreteçten çekilen akımla ters orantılıdır

Akım ne kadar çok çekilirse üreteç o kadar çabuk tükenir

Buna göre, devreye eşit şiddette akım veren seri bağlı özdeş üreteç ya da piller paralel bağlı olanlara göre daha çabuk tükenir

ELEKTRİKSEL ENERJİ

Uçları arasındaki potansiyel farkı V olan üretece bir R direnci bağlandığında i akımı geçiyor

Akım geçerken çok hızlı hareket eden elektronlar iletkenin atom ve moleküllerine çarparak kazandıkları kinetik enerjilerin bir kısmını bu parçacıklara aktarırlar

Bu enerji ısı enerjisi alarak açığa çıkar

İletkenden t sürede akım geçtiğinde ısıya dönüşen elektriksel enerji,

E=V

i

t

bağıntısından bulunur

V = i

R değeri yerine yazılırsa,

E = i2

R

t olarakta kullanılabilir

V; volt, i : amper, t : saniye cinsinden alınırsa, elektriksel enerji Joule cinsinden bulunur

Isıca yalıtılmış kapta bulunan sıvı içine bir iletken daldırılıp üzerinden i akımı geçirilirse, iletkenin verdiği ısı enerjisi sıvı tarafından alınır

Verilen ısı alınan ısıya eşittir

Q verilen = Q alınan

c : sıvının öz ısısı

m : sıvının kütlesi

T : sıcaklık değişimi

Bütün elektrikli su ısıtıcıları bu sisteme göre çalışmaktadır

Elektriksel Güç

Bir iletkenin birim zamanda yaydığı elektriksel enerjiye o iletkenin gücü denir

Buna göre, elektriksel güç,

P=i , V=i2

R olur

Ayrıca değeri yerine yazılırsa olarak ta ifade edilebilir

LAMBALAR

Lambaların Yanıp Yanmaması

Bir lamba pil ya da üretece bağlandığında üzerinden akım geçer ve lamba yanar

Anahtar açıldığında ise lambadan akım geçmez ve lamba yanmaz

Lambanın iki ucu, direnci önemsiz bir telle birleştirilirse, akım dirençsiz yolu takip eder ve lamba kısa devre olur

Lambanın kısa devre olması demek üzerinden akım geçmemesi ve lambanın yanmaması demektir

Şekilde K anahtarı kapatılırsa lamba söner

LAMBALARIN IŞIK ŞİDDETİ (PARLAKLIĞI)

Yanan bir lambanın ışık şiddeti ya da parlaklığı lambanın gücü ile orantılıdır

Direnci R, uçları arasındaki gerilimi V olan lambadan i şiddetinde akım geçiyorsa, lambanın gücü,

Buna göre, lambadan geçen akım ya da lambanın gerilimi azalırsa lambanın ışık şiddeti veya parlaklığı da azalır

Özellikle lambalar paralel bağlı ise, lambaların uçları arasındaki gerilimlerine bakılarak ışık şiddeti ya da parlaklık kıyaslaması daha kolay yapılır

esi ve lambanın yanmaması demektir

Şekilde K anahtarı kapatılırsa lamba söner

10-20-2012	#2
Prof. Dr. Sinsi	Elektrik Akimi Ve Lambalar Hakkında Örneğin iç direnci r olan bir üretece R direnci bağlanırsa dirençten geçen akım şiddeti ohm kanunundan bulunur  = i (R + r)  = i R + i r olur Burada i R direncin uçları arasındaki potansiyel farkı, i r ise iç direncin uçları arasındaki potansiyel farkıdır Ayrıca üretecin uçları arasındaki V potansiyel farkı V = i R dir Eğer üretecin iç direnci ihmal edilmiş ise, üretecin elektromotor kuvveti (), üretecin uçları arasındaki potansiyel farkına eşittir ( = V) İç direnç ihmal edilmemiş ise  > V dir Üreteçler bir devrede akım sağlayan kaynaklardır Bir iletken üretece bağlanmaz ise, iki ucu arasında potansiyel farkı oluşmaz ve üzerinden akım geçmez Üreteçlerin Bağlanması 1 Seri Bağlı Üreteçler Bir üretecin (+) kutbunu diğer üretecin (–) kutbuna bağlanmasıyla elde edilen bağlama şekline seri bağlama denir • Seri bağlı üreteçlerin her birinden eşit şiddette akım çekilir Dolayısıyla üretecin tükenme süresinden bir kazanç yoktur • Üreteçlerin toplam elektromotor kuvveti, her birinin elektromotor kuvvetlerinin toplamına eşittir • T = 1 + 2 + 3 dür • Üreteçler seri bağlı olduğundan iç dirençlerinin toplamı, rT = r1 + r2 + r3 olur 2 Ters Bağlı Üreteçler Bir üretecin (–) kutbunu diğer üretecin (–) kutbuna ya da (+) kutupların birbirine bağlanmasıyla elde edilen bağlama şekline ters bağlama denir Ters bağlamada emk lar birbirini yok edici yönde etki yapar Eğer ters bağlı iki üreteç özdeş ise toplam emk sıfır olur T = \|1 – \| dir Büyük emk değeri küçük emk değerinden çıkarılır Üreteçler ters bağlı olsa da iç dirençler seri bağlıdır Dolayısıyla toplam iç direnç rT = r1 + r2 olur Şekildeki gibi, ikiden fazla üreteç var ise, önce seri bağlı olanların emk ları toplanır Sonra diğer emk ile aradaki fark alınır Örneğin, 1 + 2 > 3 ise, toplam emk, T =1 + 2 – 3 olur 3 Paralel Bağlı Üreteçler Üreteçlerin (+) kutbu bir noktada (–) kutbu da başka bir noktada olacak şekilde birleştirilerek oluşturulan bağlamaya, paralel bağlama denir Paralel bağlı üreteçler özdeş seçilir Özdeş olmaması durumunda devre analizi için yeni kurallar gereklidir • Paralel bağlı üreteçlerin devreye verdikleri akımlar eşit olur • Toplam emk üreteçlerden birinin emk sına eşittir T =  dir İç direnci önemsiz paralel bağlı üreteç sayısının artması devreden geçen akım şiddetini etkilemez Fakat üreteç sayısı arttıkça her bir üreteçten geçen akım azalır ve üreteçlerin tükenme süreleri artar • Paralel bağlamanın özelliği gereğince, toplam iç direnç, Üreteçlerin Tükenme Süresi Bir üretecin tükenme süresi, yapılış boyutlarına, yapısını oluşturan maddenin cinsine ve üreteçten birim zamanda çekilen akıma bağlıdır Bir üretecin tükenme süresi, üreteçten çekilen akımla ters orantılıdır Akım ne kadar çok çekilirse üreteç o kadar çabuk tükenir Buna göre, devreye eşit şiddette akım veren seri bağlı özdeş üreteç ya da piller paralel bağlı olanlara göre daha çabuk tükenir ELEKTRİKSEL ENERJİ Uçları arasındaki potansiyel farkı V olan üretece bir R direnci bağlandığında i akımı geçiyor Akım geçerken çok hızlı hareket eden elektronlar iletkenin atom ve moleküllerine çarparak kazandıkları kinetik enerjilerin bir kısmını bu parçacıklara aktarırlar Bu enerji ısı enerjisi alarak açığa çıkar İletkenden t sürede akım geçtiğinde ısıya dönüşen elektriksel enerji, E=Vit bağıntısından bulunur V = i R değeri yerine yazılırsa, E = i2 R t olarakta kullanılabilir V; volt, i : amper, t : saniye cinsinden alınırsa, elektriksel enerji Joule cinsinden bulunur Isıca yalıtılmış kapta bulunan sıvı içine bir iletken daldırılıp üzerinden i akımı geçirilirse, iletkenin verdiği ısı enerjisi sıvı tarafından alınır Verilen ısı alınan ısıya eşittir Q verilen = Q alınan c : sıvının öz ısısı m : sıvının kütlesi T : sıcaklık değişimi Bütün elektrikli su ısıtıcıları bu sisteme göre çalışmaktadır Elektriksel Güç Bir iletkenin birim zamanda yaydığı elektriksel enerjiye o iletkenin gücü denir Buna göre, elektriksel güç, P=i , V=i2R olur Ayrıca değeri yerine yazılırsa olarak ta ifade edilebilir LAMBALAR Lambaların Yanıp Yanmaması Bir lamba pil ya da üretece bağlandığında üzerinden akım geçer ve lamba yanar Anahtar açıldığında ise lambadan akım geçmez ve lamba yanmaz Lambanın iki ucu, direnci önemsiz bir telle birleştirilirse, akım dirençsiz yolu takip eder ve lamba kısa devre olur Lambanın kısa devre olması demek üzerinden akım geçmemesi ve lambanın yanmaması demektirŞekilde K anahtarı kapatılırsa lamba söner LAMBALARIN IŞIK ŞİDDETİ (PARLAKLIĞI) Yanan bir lambanın ışık şiddeti ya da parlaklığı lambanın gücü ile orantılıdır Direnci R, uçları arasındaki gerilimi V olan lambadan i şiddetinde akım geçiyorsa, lambanın gücü, Buna göre, lambadan geçen akım ya da lambanın gerilimi azalırsa lambanın ışık şiddeti veya parlaklığı da azalır Özellikle lambalar paralel bağlı ise, lambaların uçları arasındaki gerilimlerine bakılarak ışık şiddeti ya da parlaklık kıyaslaması daha kolay yapılıresi ve lambanın yanmaması demektir Şekilde K anahtarı kapatılırsa lamba söner