Elektrik Akimi Ve Lambalar Hakkında

**Prof. Dr. Sinsi** · 10-20-2012

Elektrik Akimi Ve Lambalar Hakkında

Potansiyelleri farklı olan iki iletken cisim birbirlerine dokundurulduğunda potansiyelleri eşit oluncaya kadar birinden diğerine elektrik yükü akışı olur

Potansiyeller eşitlendiğinde yani potansiyel farkı sıfır olduğunda bu akış durur

Akışkanların basınç farkından dolayı akmasını ve basınç farkı ortadan kalkınca akmanın durmasını buna benzetebiliriz

Buna göre, bir devrede yük akışı olabilmesi için, üreteç ve pil gibi aygıtlara ihtiyaç vardır

Şekilde, pil, anahtar ve lamba ile oluşturulan devrede, anahtarın kapatılmasıyla lambanın yandığı gözlenir

Bu durumda lamba üzerinden akım geçtiği anlaşılır

Bir iletken içinde elektronların sürekli olarak akışına elektrik akımı denir

Akım Şiddeti

Bir iletkenin kesitinden bir saniyede geçen elektron miktarına akım şiddeti denir

i harfi ile gösterilir

Akım şiddeti ampermetre denilen aletle ölçülür

Ampermetre devreye seri bağlanır

Bağlandığı yerin direncini etkilememesi için ampermetrenin iç direnci çok çok küçüktür

Pratikte sıfır kabul edilir

Akım şiddeti birimi amperdir

A harfi ile gösterilir

1 amperin binde birine miliamper denir

Bir iletkenin kesitinden t sürede geçen yük miktarı q ise, i akım şiddeti, i = q/t bağıntısı ile hesaplanır

Bağıntıya göre,

Üretecin veya pilin + ucu uzun, – ucu kısa çizgi ile gösterilir

Elektronlar üretecin (–) kutbundan (+) kutbuna doğru hareket ederler

Fakat akımın yönü, elektronların hareket yönünün tersine yani (+) kutuptan (–) kutba doğru olduğu kabul edilmiştir

Bu bir kabullenmedir

Önemli bir sebebi yoktur

Bir İletkenin Direnci

Elektronlar bir iletken içinde hareket ederken atom ve moleküllerle etkileşir ve enerji kaybederler

İyi iletken olmayan maddeler içinde ise hareket edemez ve akım oluşturamazlar, yani engellerle karşılaşırlar

Maddeler üzerinden geçen akıma karşı bir tepki yani direnme gösterirler

Bu direnmeye direnç denir

Direnç şekildeki gibi gösterilir ve R ile sembolize edilir

Direnç birimi ohm olup kısaca W ile gösterilir

Yalıtkan maddelerin direnci çok büyük olduğundan hiç akım geçirmezler

Elektrik akımını en iyi iletenler saf metallerdir

Uzunluğu l, kesit alanı S olan bir iletkenin direnci,

bağıntısı ile hesaplanır

Burada r, iletkenin öz direncidir

Bu bağıntıya göre, direnç telin uzunluğu ve özdirenci ile doğru, kesit alanı ile ters orantılıdır

Kısa Devre

Akımın dirençsiz yolu tercih etmesine kısa devre denir

Şekilde yanmakta olan lambanın iki ucu iletken bir telle birleştirilir yani K anahtarı kapatılırsa, akım dirençsiz yoldan gider

Dolayısıyla lambanın üzerinden giden i akımı artık lamba üzerinden gitmez ve lamba söner

Lamba yerinde bir R direnci olması halinde de aynı durum geçerlidir

r

Değişken Direnç (Reosta)

Bir iletkenin direncini değiştirmek için kullanılan alete reosta denir

Reostaya ayarlı dirençte denilir

Kısa devre prensibi geçerlidir

Şekilde okun ucuna kadar iki yol vardır

Biri dirençli diğeri dirençsiz yoldur

Akım dirençsiz yolu tercih ettiğinden, devrede yalnız okun ucundan 1 yönünde kalan direnç var demektir

Dolayısıyla ok 1 yönünde hareket ettirilirse, direnç azalır, 2 yönünde hareket ettirilirse direnç artar

Potansiyel Farkı (Gerilim)

Potansiyel iş yapabilme yeteneği olarak ifade edilebilir

Potansiyel enerji, depolanmış ve kullanıma hazır enerji demektir

Pil ve üreteçlerde de böyle bir enerji vardır

Potansiyel farkı denildiğinde iki noktanın potansiyellerinin farkı demektir

Üreteçlerin (+) ve (–) kutuplarının potansiyelleri farklıdır

Dolayısıyla üretecin iki ucu arasında bir potansiyel farkı (gerilim) vardır

Bu potansiyel farkına gerilim de denir

Bir devrenin iki noktası arasında sabit bir potansiyel farkı var ise, bu iki nokta arasında düzenli bir akım oluşur

Evlerde 220 voltluk sabit bir potansiyel farkı kullanıldığı için ampüllerin parlaklığı zamanla değişmez

Potansiyel farkının birimi volttur

V harfi ile gösterilir

Voltmetre denilen aletle ölçülür

Voltmetre devreye paralel bağlanır

Voltmetrenin üzerinden akım geçmemesi için iç direnci çok çok büyük seçilir ve pratikte sonsuz kabul edilir

OHM KANUNU

Bir iletkenin uçları arasındaki potansiyel farkının, iletkenden geçen akım şiddetine oranı sabittir

Bu sabit değer iletkenin direncine eşittir

Buna göre,

Direnç R, potansiyel farkı V, akım şiddeti i olduğuna göre, kısaca

V= i

R olarak yazılır

Ohm kanunu, potansiyel farkı, akım ve direnç üçlüsü arasındaki ilişkiyi belirtir

Potansiyel farkı akım şiddeti grafiğinin eğimi, iletkenin direncini verir

DİRENÇLERİN BAĞLANMASI

Seri Bağlama ve Özellikleri

Dirençlerin uç uca bağlanmasıyla elde edilen bağlanma şekline seri bağlama denir

1

Üreteçten çekilen akım kollara ayrılmaz ve bütün dirençlerin üzerinden eşit şiddette akım geçer

iT = i1 = i2 = i3

2

Herbir direncin uçları arasın-daki potansiyel farkının toplamı, üretecin uçları arasındaki potansiyel farkına eşittir

V = V1 + V2 + V3 +

3

Dirençlerin toplamı toplam dirence eşittir

Reş = R1 + R2 + R3 +

Paralel Bağlama ve Özellikleri

Birer uçları bir noktada, diğeruçları da başka bir noktada olacak şekilde yapılan bağlama şekline paralel bağlama denir

1

Paralel bağlamada üreteçten çekilen toplam akım K noktasında kollara ayrılır, sonra tekrar L noktasında birleşir ve üretece gelir

iT = i1 + i2 + i3 olur

2

Dirençlerin hepsi K ve L noktalarına bağlı olduğu için, K – L noktaları arasındaki potansiyel farkı ne ise, bütün dirençlerin uçları arasındaki de o kadardır

Ayrıca üreteç K ve L noktalarına paralel bağlı olduğundan,

V = V1 = V2 = V3 dür

3

Devrenin eşdeğer direncinin tersi, dirençlerin terslerinin toplamına eşittir

* Paralel bağlı dirençlerin eşdeğeri, en küçük direnç değerinden daha küçüktür

* Paralel bağlı R1 ve R2dirençlerinin eşdeğeri,

bağıntısı ile de bulunabilir

* Herbirinin değeri R olan n tane özdeş direnç paralel bağlanırsa, eşdeğer direnç,

ELEKTROMOTOR KUVVETİ

Daha önce pil, akü ve üreteçlerin içinde kullanılmaya hazır bir enerji olduğunu belirtmiştik

İçerisinde mekanik, kimyasal veya başka çeşit enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren düzeneklere elektromotor kaynakları (emk) denir

Örneğin pil ve akümülatörler kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürürler

Üretecin, bir q yükünü devrede dolaştırmak için harcadığı enerji, o üretecin elektromotor kuvveti (emk) olarak tanımlanır

e ile gösterilir

Her üretecin bir iç direnci vardır

Bu iç direnç ihmal edilmemiş ise devreye seri bağlı direnç gibi hesaba dahil edilir

10-20-2012	#1
Prof. Dr. Sinsi	Elektrik Akimi Ve Lambalar Hakkında Elektrik Akimi Ve Lambalar Hakkında Potansiyelleri farklı olan iki iletken cisim birbirlerine dokundurulduğunda potansiyelleri eşit oluncaya kadar birinden diğerine elektrik yükü akışı olur Potansiyeller eşitlendiğinde yani potansiyel farkı sıfır olduğunda bu akış durur Akışkanların basınç farkından dolayı akmasını ve basınç farkı ortadan kalkınca akmanın durmasını buna benzetebiliriz Buna göre, bir devrede yük akışı olabilmesi için, üreteç ve pil gibi aygıtlara ihtiyaç vardır Şekilde, pil, anahtar ve lamba ile oluşturulan devrede, anahtarın kapatılmasıyla lambanın yandığı gözlenir Bu durumda lamba üzerinden akım geçtiği anlaşılır Bir iletken içinde elektronların sürekli olarak akışına elektrik akımı denir Akım Şiddeti Bir iletkenin kesitinden bir saniyede geçen elektron miktarına akım şiddeti denir i harfi ile gösterilir Akım şiddeti ampermetre denilen aletle ölçülür Ampermetre devreye seri bağlanır Bağlandığı yerin direncini etkilememesi için ampermetrenin iç direnci çok çok küçüktür Pratikte sıfır kabul edilir Akım şiddeti birimi amperdir A harfi ile gösterilir 1 amperin binde birine miliamper denir Bir iletkenin kesitinden t sürede geçen yük miktarı q ise, i akım şiddeti, i = q/t bağıntısı ile hesaplanır Bağıntıya göre, Üretecin veya pilin + ucu uzun, – ucu kısa çizgi ile gösterilir Elektronlar üretecin (–) kutbundan (+) kutbuna doğru hareket ederler Fakat akımın yönü, elektronların hareket yönünün tersine yani (+) kutuptan (–) kutba doğru olduğu kabul edilmiştir Bu bir kabullenmedir Önemli bir sebebi yoktur Bir İletkenin Direnci Elektronlar bir iletken içinde hareket ederken atom ve moleküllerle etkileşir ve enerji kaybederler İyi iletken olmayan maddeler içinde ise hareket edemez ve akım oluşturamazlar, yani engellerle karşılaşırlar Maddeler üzerinden geçen akıma karşı bir tepki yani direnme gösterirler Bu direnmeye direnç denir Direnç şekildeki gibi gösterilir ve R ile sembolize edilir Direnç birimi ohm olup kısaca W ile gösterilir Yalıtkan maddelerin direnci çok büyük olduğundan hiç akım geçirmezler Elektrik akımını en iyi iletenler saf metallerdir Uzunluğu l, kesit alanı S olan bir iletkenin direnci, bağıntısı ile hesaplanır Burada r, iletkenin öz direncidir Bu bağıntıya göre, direnç telin uzunluğu ve özdirenci ile doğru, kesit alanı ile ters orantılıdır Kısa Devre Akımın dirençsiz yolu tercih etmesine kısa devre denir Şekilde yanmakta olan lambanın iki ucu iletken bir telle birleştirilir yani K anahtarı kapatılırsa, akım dirençsiz yoldan gider Dolayısıyla lambanın üzerinden giden i akımı artık lamba üzerinden gitmez ve lamba söner Lamba yerinde bir R direnci olması halinde de aynı durum geçerlidir r Değişken Direnç (Reosta) Bir iletkenin direncini değiştirmek için kullanılan alete reosta denir Reostaya ayarlı dirençte denilir Kısa devre prensibi geçerlidir Şekilde okun ucuna kadar iki yol vardır Biri dirençli diğeri dirençsiz yoldur Akım dirençsiz yolu tercih ettiğinden, devrede yalnız okun ucundan 1 yönünde kalan direnç var demektir Dolayısıyla ok 1 yönünde hareket ettirilirse, direnç azalır, 2 yönünde hareket ettirilirse direnç artar Potansiyel Farkı (Gerilim) Potansiyel iş yapabilme yeteneği olarak ifade edilebilir Potansiyel enerji, depolanmış ve kullanıma hazır enerji demektir Pil ve üreteçlerde de böyle bir enerji vardır Potansiyel farkı denildiğinde iki noktanın potansiyellerinin farkı demektir Üreteçlerin (+) ve (–) kutuplarının potansiyelleri farklıdır Dolayısıyla üretecin iki ucu arasında bir potansiyel farkı (gerilim) vardır Bu potansiyel farkına gerilim de denir Bir devrenin iki noktası arasında sabit bir potansiyel farkı var ise, bu iki nokta arasında düzenli bir akım oluşur Evlerde 220 voltluk sabit bir potansiyel farkı kullanıldığı için ampüllerin parlaklığı zamanla değişmez Potansiyel farkının birimi volttur V harfi ile gösterilir Voltmetre denilen aletle ölçülür Voltmetre devreye paralel bağlanır Voltmetrenin üzerinden akım geçmemesi için iç direnci çok çok büyük seçilir ve pratikte sonsuz kabul edilir OHM KANUNU Bir iletkenin uçları arasındaki potansiyel farkının, iletkenden geçen akım şiddetine oranı sabittir Bu sabit değer iletkenin direncine eşittir Buna göre, Direnç R, potansiyel farkı V, akım şiddeti i olduğuna göre, kısaca V= iR olarak yazılır Ohm kanunu, potansiyel farkı, akım ve direnç üçlüsü arasındaki ilişkiyi belirtir Potansiyel farkı akım şiddeti grafiğinin eğimi, iletkenin direncini verir DİRENÇLERİN BAĞLANMASI Seri Bağlama ve Özellikleri Dirençlerin uç uca bağlanmasıyla elde edilen bağlanma şekline seri bağlama denir 1 Üreteçten çekilen akım kollara ayrılmaz ve bütün dirençlerin üzerinden eşit şiddette akım geçer iT = i1 = i2 = i3 2 Herbir direncin uçları arasın-daki potansiyel farkının toplamı, üretecin uçları arasındaki potansiyel farkına eşittir V = V1 + V2 + V3 + 3 Dirençlerin toplamı toplam dirence eşittir Reş = R1 + R2 + R3 + Paralel Bağlama ve Özellikleri Birer uçları bir noktada, diğeruçları da başka bir noktada olacak şekilde yapılan bağlama şekline paralel bağlama denir 1 Paralel bağlamada üreteçten çekilen toplam akım K noktasında kollara ayrılır, sonra tekrar L noktasında birleşir ve üretece gelir iT = i1 + i2 + i3 olur 2 Dirençlerin hepsi K ve L noktalarına bağlı olduğu için, K – L noktaları arasındaki potansiyel farkı ne ise, bütün dirençlerin uçları arasındaki de o kadardır Ayrıca üreteç K ve L noktalarına paralel bağlı olduğundan, V = V1 = V2 = V3 dür 3 Devrenin eşdeğer direncinin tersi, dirençlerin terslerinin toplamına eşittir * Paralel bağlı dirençlerin eşdeğeri, en küçük direnç değerinden daha küçüktür * Paralel bağlı R1 ve R2dirençlerinin eşdeğeri, bağıntısı ile de bulunabilir * Herbirinin değeri R olan n tane özdeş direnç paralel bağlanırsa, eşdeğer direnç, ELEKTROMOTOR KUVVETİ Daha önce pil, akü ve üreteçlerin içinde kullanılmaya hazır bir enerji olduğunu belirtmiştik İçerisinde mekanik, kimyasal veya başka çeşit enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren düzeneklere elektromotor kaynakları (emk) denir Örneğin pil ve akümülatörler kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürürler Üretecin, bir q yükünü devrede dolaştırmak için harcadığı enerji, o üretecin elektromotor kuvveti (emk) olarak tanımlanır e ile gösterilir Her üretecin bir iç direnci vardır Bu iç direnç ihmal edilmemiş ise devreye seri bağlı direnç gibi hesaba dahil edilir