BÖLÜM 6 DOĞRU AKIM DEVRELERİ

Transkript

1 BÖLÜM 6 DOĞU AKM DEVELEİ 6.. ELEKTOMOTO KUVVET V r Şekil 6.. ) Bir rynın uçrın ğlı ir dirençen ire devre. ) emk sı, iç direnci r oln ir kynğın dış direncine ğlı olduğunu göseren devre. Şekildeki ry, emk kynğı ile on seri ğlı oln r iç direncinden oluşmkdır. Yük, rynın negif ucundn poziif ucun geçiğinde ponsiyeli kdr rr. Fk yük, r direncinden geçerken ponsiyeli r kdr zlır. O hlde rynın uçlrı rsındki volj V = r olur. Burd, çık devre voljıdır. Yni kım yokken rynın kuuplrı rsındki voljdır. Çıkış voljı V, dış direnç nin (yük direnci) uçlrı rsındki ponsiyel frkın eşiir. V = O hlde devredeki kım, = r ε r

2 olur. = r eşiliğini ile çrprsk = r elde edilir. Bu, emk nın çıkış gücü nin yük direncinde joule ısısı olrk hrcnn gücü ile, iç dirençe hrcnn r gücüne dönüşüğünü söyler. Örnek: Bir ry 5 V luk ir emk y shipir. gii ir dış yük direncine W lık ir güç sğlndığınd rynın çıkış voljı V ur.. ) nin değeri nedir? ) Brynın iç direnci nedir? ) V P V = 5 P ) V = V 5 = A = r =.r.5 r =,5 6.. SEİ VE PAALEL BAĞL DİENÇLE İki vey dh fzl direnç, çif şın sdece ek ir ork noky shipse u dirençler seri ğlıdır. Bu devrede direncinden kn yük, direncinden kn yüke eşi olduğundn üün dirençler içerisinden geçen kım ynıdır. V = eş = ( ) Şekil 6.. İki ne direncin seri olrk ğlnmsı. V eş = İkiden fzl direnç olduğundn eş değer direnç eş = 3 eşiliğinden ulunur.

3 Prlel ğlı dirençler durumund, her ir direncin uçlrı rsındki ponsiyel frkı eşiir. Fk, her ir dirençen geçen kım genelde ynı değildir. = V eş V V V eş Şekil 6.3. ve gii iki direncin prlel ğlnmsı İkiden fzl direnç olduğundn eş değer direnç eş 3... eşiliğinden ulunur.

4 Örnek: 3 5 Şekilde göserilen devre için ve uçlrı rsındki eşdeğer direnci ulunuz /8 / / eş 3, ,36

5 Örnek: Seri ğlı iki direnç 69 luk eşdeğer dirence shipir. Bunlr prlel olrk ğlndıklrınd eşdeğer direnç 5 olmkdır. Her ir direncin değerini ulunuz. eş = = 69 = 69 eş = = 47 = =, = KHHOFF KUALLA. Herhngi ir düğüm noksın gelen kımlrın oplmı, u düğüm noksını erk eden kımlrın oplmın eşi olmlıdır. Düğüm noksı, devredeki kımın kollr yrıldığı herhngi ir nokdır. = 3 3. Herhngi ir kplı devre oyunc üün devre elemnlrının uçlrı rsındki ponsiyel değişimlerinin ceirsel oplmı sıfır olmlıdır. V i

6 Bu kurllrın uygulnmsınd şu hususlr dikk edilmelidir. ) Bir direnç kım yönünde geçiliyors, direncin uçlrı rsındki ponsiyel değişimi dir. V = V V = ) Direnç kım ers yönde geçiliyors direncin uçlrı rsındki ponsiyel değişimi dir. V = V V = c) Bir emk kynğı, emk yönünde ( uçn uc) geçiliyors ponsiyel değişimi dir. V = V V = d) Bir emk kynğı, emk nin ersi yönünde ( uçn uc) geçiliyors ponsiyel değişimi dir. V = V V = Örnek: Şekildeki devrede, ve 3 kımlrını ulunuz. Kirchoff un. kurlı = 3 Kirchoff un. kurlı 4 V Üs hlk için = 3 = 8 V 3 = 8 Al hlk için 33 5 = 3 = 4 5 Trf rf oplnırs = 6 = 6. kurld yerine konulduğund = 6 8 = 3,5 A = 6 =,5 A 3 = 8 3 = A

7 Örnek: ) Şekildeki devrede, ve 3 kımlrını ulunuz. ) c ve f noklrı rsındki ponsiyel frkı ulunuz. 7 V 6 V c 3 4 k d 8 V 3 k k f e ) Kirchoff un. kurlı 3 = Kirchoff un. kurlı Sol hlk için = = = ( 3. 3 ) /. 3 Sğ hlk için = = 3 = ( 3. 3 ) / kurld yerine konulduğund ( 3. 3 ) /. 3 ( 3. 3 ) / 4. 3 = 4 = 3. 3 = 3,77 ma = ( 3. 3 ) /. 3 =,385 ma 3 = ( 3. 3 ) / =,69 ma ) Vcf = 6 3.3,77 Vcf = 69.3 V

8 6.4. DEVELEİ Bir kondnsörün Yüklenmesi S S () () Şekil 6.4. Bir direnç, ir ry ve ir nhr ile seri ğlı kondnsör Şekil 6.4 d S nhrı çıkken kondnsör yüksüz ve kım yokur. Şekil 6.4 de nhr kpıldıkn sonr ir kım meydn gelir ve ε olur. Burd direncin uçlrı rsındki, kondnsörün uçlrı rsındki ponsiyel düşmesidir. Devredeki kımın şlngıç değeri = nınd kondnsör üzerindeki yük sıfır olduğundn ε olur. Dh sonr kondnsör mksimum Q değerine ulşığınd yük kımı durur ve kım sıfır olur. O hlde Q = olur.

9 Yük ve kımın zmn ğlı ifdeleri de şöyle olur. d d d d (ε ) d d d d d d n e e d e e d d ε e d ε e εe Q e Bu ifdelerdeki niceliğine devrenin zmn sii denir. Bu, kımın şlngıç değerinin /e kın düşmesi için geçen zmnı göserir. Yni zmnınd,37 e olmsı demekir.

10 Örnek: = d, sığlı yüksüz ir kondnsör si ir emk y ship ir küye direnci üzerinden ğlıdır. ) Kondnsör, ulşileceği mksimum yük değerinin yrısın ship olmsı için ne kdr zmn geçer? ) Kondnsörün mmen yüklenmesi için ne kdr zmn geçer? ) () Q e Q Q e e = n =,693 ) Q Q e e e n = Bir Kondnsörün Boşlmsı S S Q Q () () Şekil 6.5. Bir direnç ve ir nhr ğlı yüklü ir kondnsör

11 Bşlngıç kondnsörün uçlrınd Q/ lik ir ponsiyel frkı vrdır. Akım sıfır olduğundn direncin uçlrınd ponsiyel frkı sıfırdır. Anhr kpıldığınd kondnsör direnç üzerinden oşlmy şlr ve devredeki kım ve kondnsör üzerindeki yük olur. O hlde olmlıdır: d d olur. Devredeki kım, kondnsörün üzerindeki yükün zlm hızın eşi d d d d Q n Q n Q n nq Qe Qe d d Q e d Q Q e e d e e

12 Örnek: 5, luk ir şlngıç yüküne ship. 3 F lık ir kondnsör 3 luk ir direnç üzerinden oşlmkdır. ) Kondnsörün uçlrın ğlndıkn 9 s sonr dirençen geçen kımı hesplyınız. ) 8 s sonr kondnsör üzerinde ne kdr yük irikir? ) Q 6 5,. 3 3,... 9 =,96 A e,96. e 9, =,96.,34 =,65 A = 6,5 ma ) Qe 5,. 8 6, e 9 = 5,. 6.,46 =,35. 6 =,35

13 Prolemler. Bir dc güç kynğı, 4 V luk ir çık devre emk sı ve luk ir iç dirence shipir. Bu kynk, her iri 6 V luk emk sı ve,3 luk iç dirence ship seri ğlı iki küyü şrj emek için kullnılmkdır. Şrj kımı 4 A ise; ) Seri olrk ğlnmsı gereken ilve direncin değeri ne olmlıdır? ) Güç kynğı, küler ve ilve dirençe kyoln gücü ulunuz. c) Ne kdrlık ir güç küler içerisinde kimysl enerjiye dönüşür? 4 V r = 4 A =? 6 V r,3 6 V r,3 ) r r r = ,3 4.,3 = 4 = 7,6 = 4,4 ) P = P = 4 ( 4,4,3,3) P = W c) P = P = 4(6 6) P = 48 W

14 . İki ne ilinmeyen direnç seri ğlndığınd 5 A lik oplm ir kım ile 5 W lık ir güç hrcnmkdır. Dirençler prlel ğlndığınd ynı oplm kım için 5 W lık ir güç hrcnmkdır. Dirençlerin değerlerini yin edin. 5 A P = 5 W P = eş 5 = 5 eş eş = 9 5 A P = 5 W P = eş 5 = 5 eş eş = eş = eş 9 = = = = 6 = 3 = 3 = = =

15 3. ) Şekilde 6 V luk küden geçen kımı hesplyınız. ) ve noklrı rsındki ponsiyel frkını ulunuz. 3 4 V V 3 x 6 V 33 = 3 = 6 = = 4 44 = 4 = = 3 3 = 8 5 A 58 = A = A = A 8 5 ) x = 3 x = x = A ) V V = 6 4 = 4 V

16 4. F lık ir kondnsör V luk ir ry ile ir direnci üzerinden yüklenmekedir. Yüklenme şldıkn 3 s sonr, kondnsör 4 V luk ir ponsiyel frkın ulşmkdır. direncini ulunuz. () Q e Q e V V e 4 e 3 6., 6 e ,5 = 5, Şekilde görülen devrede S nhrı uzun zmndır çıkı. Anhr ni olrk kpılıyor. ) Anhr kpnmdn önce, ) Anhr kpndıkn sonr zmn siini ulunuz. c) = d nhr kplıys zmnın fonksiyonu olrk devredeki kımı hesplyınız. 5 k ) = = =,5 s V S F ) = = = s k V c) Brynın şıdığı kım μa 3 5. k luk dirençeki kım e = e = 3 e A. Anhr kplı ise kım Top = e A

17 6. ) Çıkış voljı V ve iç direnci, oln ryy ğlı 5,6 luk dirençen geçen kım nedir? ) Brynın emk sı nedir? ) V = =.5,6 =,79 A ) V = =,79., =,358 V 7. Şekilde görülen devrede her ir dirençe hrcnn gücü ulunuz. = V için 8 6, 75, 67 A 8 V 3 P = = (,67). = 4,6 W 4 için P4 = = (,67).4 = 8,5 W 4 V =,67. = 5,34 V V4 =,67.4 =,68 V Vprlel = 8,68 5,34 = V 8 V,75 3 için 4 P = V 3 4 W için P4 = V 4 4 W 8 V 6,75