Bölüm 2: Ölçme ve ölçü aletleri

Transkript

1 Bölüm 2: Ölçme ve ölçü aletleri A. Ölçme Bilinen bir büyüklükle aynı türden bilinmeyen bir büyüklüğün karşılaştırılmasına ölçme denir. Uygulamada yaygın olarak, uzunluk, ağırlık, alan, hacim, hız, zaman, akım, gerilim, direnç, güç, iş vb. gibi değerlerin ölçümü yapılır. 1. Ölçme ve ölçmenin önemi: Ölçme işlemi, karşılaştırma, bilgi alma amacıyla yapılır. Elektrikli ve elektronik sistemlerde ölçme çok yaygın olarak kullanılır. Akım, gerilim, direnç, güç, iş, frekans, kazanç gibi değerleri ölçmesini bilmeyen bir teknik elemanın onarım ve îmalat işlerini yapması mümkün değildir. 2. Ölçü aletlerinin sınıflandırılması a. Primer (birincil, hassas) ölçü aletleri: Bu tip aygıtların kalitesi yüksek olduğundan son derece pahalıdır. Toleransları (hata oranları) % 0,1-0,2 arasında değişir. Bu tip aygıtlar, çok hassas cihazların üretildiği fabrikalarda, AR-GE (araştırma-geliştirme) laboratuvarlarında, ölçü aleti üretim, ayar, tamir işletmelerinde kullanılır. Üretilen ölçü aletlerinin doğru ölçüp ölçmediğini belirlemek için yapılan ayarlamada kullanılan primer ölçü aletine etalon (ayarlayıcı) denir b. Sekonder (ikincil, orta kalite) ölçü aletleri: Değerleri ölçerken tam değeri gösteremezler. Hata oranları % 0,5-2,5 arasında değişir. Fiyatları primer tiplere göre ucuz olduğundan uygulamada en çok bunlar kullanılır. 3. Elektrik ölçü aletlerinin tanıtılması: Elektriksel büyüklükleri ölçmede kullanılan ölçü aletleri çeşitli özelliklere sahip olacak şekilde üretilmektedir. Bunları sınıflandıracak olursak: a. Gösteren ölçü aletleri, b. Kaydedici ölçü aletleri, c. Toplayıcı ölçü aletleri, ç. Bellekli (hafızalı) ölçü aletleri a. Gösteren ölçü aletleri: Ölçtükleri büyüklüğün o andaki değerini gösterirler. Analog (ibreli) ya da dijital (sayısal) yapılı olan bu tip aletler, akım, gerilim, direnç, güç, frekans, kazanç, sıcaklık ölçme işlemlerinde kullanılır. Resim 2.1'de gösteren ölçü aletlerine ilişkin örneklere yer verilmiştir. Resim 2.1: Gösteren ölçü aletlerine ilişkin örnekler b. Kaydedici ölçü aletleri: Ölçülen büyüklüğün değerini çizgi, nokta, harf ya da rakam ile kaydeden aygıtlardır. Analog (ibreli) ya da dijital (sayısal) yapılı olan bu araçlar, iş, titreşim, ağırlık, basınç, sıcaklık, akış kaydetme işlemlerinde kullanılır. Şekil 2.1'de kaydedici ölçü aletine örnek verilmiştir. c. Toplayan ölçü aletleri: Ölçtükleri büyüklükleri sürekli olarak toplarlar. Örneğin elektrik sayacı, alıcıların çektiği enerjiyi numaratör düzeneği sayesinde sürekli olarak toplar. Resim 2.2'de toplayan ölçü aletine ilişkin örnek verilmiştir. ç. Bellekli (hafızalı) ölçü aletleri: Elektronikteki gelişmeler sayesinde üretilmiş çok işlevli aygıtlardır (resim 2.3). Uygulamada bir çok modeli bulunan ve pahalı olan bu tip aygıtlar genelde 5

2 skala ibre bastırma maşası ibre Şekil 2.1: Kaydedici ölçü aletlerine ilişkin örnekler tırnaklı merdane renkli şerit bir fazlı aktif sayaç Resim 2.2: Toplayıcı ölçü aletine ilişkin örnek dijital yapılı olup, profesyonel kullanıcılar tarafından tercih edilmektedir. 4. Yaygın olarak kullanılan elektrik ölçü aletleri hakkında temel bilgiler a. Ampermetre: Devredeki alıcının çektiği akımın değerini göstermeye yarayan aygıttır. Ampermetre devreye seri olarak bağlanır. Analog ya da dijital yapılı olarak üretilen ampermetrelerin DC, AC ya da DC+AC akım ölçebilen çeşitleri vardır. b. Voltmetre: Elektrik devresinin ya da şebekeye bağlı alıcının gerilim değerini ölçmeye yarayan aygıttır. Devreye paralel olarak bağlanan voltmetreler, analog ve dijital yapılı olarak üretilmektedir. Resim 2.3: Bellekli ölçü aletlerine ilişkin örnekler c. Wattmetre: Alıcıların gücünü ölçmeye yarayan aygıttır. Bu aletlerin içinde akım ve gerilim bobini bulunur. Akım bobini alıcıya seri bağlanırken, gerilim bobini paralel olarak bağlanır. ç. Sayaç: Yapısı wattmetreye benzer. Tek fark, ibre yerine dönen disk ve numaratör kullanılmış olmasıdır. d. AVOmetre: Akım, gerilim, direnç değerlerini tek bir cihaz ile ölçmek amacıyla üretilmiştir. Analog ve dijital yapılı modelleri vardır. e. Frekansmetre: Alternatif akımın saniyedeki titreşim sayısını ölçmeye yarayan araçtır. f. Osilaskop: Akım, gerilim, frekans, faz farkı gibi elektriksel değerleri ekranında göstererek ölçme yapan aygıttır. Özellikle TV, video, kamera vb. gibi cihazların bakım, onarım ve üretimi ile ilgili süreçlerde çok önemli bir yardımcıdır. g. LCRmetre: İndüktans (endüktans), kapasite ve direnç değerini ölçmede kullanılan aygıttır. Özellikle, TV, video onarım işlerinde arızalı kondansatör ve bobinlerin belirlenmesinde kullanılan LCRmetreler çok yararlı olmaktadır. ğ. Pensampermetre: Alıcının akımını kablo bağlantısı yapmadan ölçebilen aygıttır. Özellikle fabrikalarda üç fazlı motorların akım değerlerini ölçerken büyük kolaylık sağlar. 6

3 B. Ölçü aletleriyle ilgili terimler (kavramlar) Elektrik ölçü aletlerinin yapısını, özelliklerini anlayabilmek için bazı temel kavramları bilmek gerekir. Bu bölümde analog ölçü aletlerinin yapısıyla ilgili temel hususlar açıklanacaktır. 1. Doğruluk derecesi: Elektriksel değerleri ölçmede kullanılan aletler tam doğru değeri gösteremez. Üretici firma cihazın hatasını yüzde (%) cinsinden bildirir. Uygulamada yaygın olarak 0,1-0,2, 0,5-1, 1,5-2,5 sınıfı ölçü aletleri kullanılmaktadır. Bu bilgilerin ışığında 0,5 sınıfı bir voltmetreyle yapılan 220 voltluk gerilimin ölçümünde kaç voltluk bir hata olabileceğini belirleyelim: Bu sonuca göre kullandığımız voltmetre 218,9 ile 221,1 V arasında bir değer gösterecektir. 2. Duyarlık: Ölçü aletiyle ölçülen büyüklüğün birim değişmesine karşılık ibrenin göstergedeki sapma oranına duyarlık denir. Duyarlık kavramını aletin çok küçük değerleri gösterebilmesi olarak da açıklanabilir. Uygulamada kullanılan analog tip ölçü aletlerinin göstergeleri iki çeşittir: I. Göstergesi (kadranı) eşit aralıklı (lineer) ölçü aletleri (resim 2.4-a), II. Göstergesi farklı (logaritmik) aralıklı ölçü aletleri (resim 2.4-b) Bir ölçü aletinin duyarlığını hatası ile lineer (a) logaritmik (b) karıştırmamak gerekir. Aygıtın duyarlığının büyük olması demek, az Resim 2.4: Lineer ve logaritmik kadran hata yapması demek değildir. Sadece çok küçük değerleri ölçebilmesi demektir. 3. Ölçü aletinin sabitesi: Herhangi bir ölçü aletinin, ölçme sınırı değerinin skaladaki bölüntü sayısına oranıdır. Sabite kavramı K ile gösterilir. Denklemi, şeklindedir. Başka bir deyişle sabite, sapmaya karşılık ölçülen büyüklüğün değişme miktarı olarak tanımlanabilir. Sabite, ölçü aletinin ismiyle de anılır. Örneğin, akım sabitesi vb. gibi. 4. Ölçme sınırı: Aygıtın ölçebileceği en büyük değere ölçme sınırı denir. Örneğin bir voltmetrenin gösterge panelinde AC V yazıyorsa bu aletin ölçme sınırı 250 volttur. 5. Ölçme alanı: Skala bölüntüsünün başlangıç değeriyle ölçme sınırı değeri arasındaki değerlerin tümüne ölçme alanı denir. Örneğin bir ampermetrenin gösterge panelinde DC 0-10 A yazıyorsa bu aletin ölçme alanı 0-10 A'dir. 6. Ölçü aletlerinin sarfiyatı (özgüç tüketimi): Analog ölçü aletleriyle ölçme yapılırken bu cihazlar az da olsa bir enerji harcarlar. Örneğin alıcıların çektiği enerjiyi kwh (kilowattsaat) cinsinden kaydeden sayaç bu işlemi yaparken bir miktar elektrik enerjisi harcar. Sayacın içinde bulunan akım ve gerilim bobinlerinin belli bir omik direnci vardır. Bu omik dirençler P = I 2.R denklemine göre bir güç tüketir. Akım ölçmede kullanılan analog ampermetre, gerilim ölçmede kullanılan analog voltmetre de bir miktar enerji harcar. 7

4 Ölçü aletlerinin ölçüm yaparken harcadığı enerji 220 V ve 380 voltluk şebekelerde deney yapılırken önem taşımaz. O nedenle ihmal edilir. Güç harcamasının ortaya çıkardığı sapma (hata) daha çok milivolt, miliamper gibi küçük değerlerde ölçümler yapılırken önem taşır. Dijital yapılı ölçü aletlerinin özgüç tüketimi yoktur (ya da çok çok azdır). Çünkü bunların ihtiyaç duyduğu enerji pil üzerinden sağlanmaktadır. İşte bu üstünlük nedeniyle günümüzde küçük değerli ölçme işlemleri dijital yapılı aletlerle yapılmaktadır. C. Ölçü aietlerinin iç yapısı 1. Analog yapılı ölçü aletlerinin özellikleri: Bobin, mıknatıs, demir nüve, esnek yay, ibre, gösterge, disk vb. gibi parçaların birleşmesiyle oluşmuş analog yapılı ölçü aletlerinin bakım, onarım ve ayarlama işlerinin yapılabilmesi için iç yapının bilinmesi gerekir. Analog tip ölçü aletlerinin iç yapısını tanımak için incelenecek hususlar şunlardır: a. Çalıştırıcı moment, b. Kontrol momenti, c. Amortisman (sürtünme) momenti, ç. Atalet momentidir. a. Çalıştırıcı moment: Ölçü aleti ölçme için devreye bağlandığında, ibre bulunduğu konumdan ileriye (ya da geriye) doğru sapar. Sapmayı gerçekleştiren itme kuvvetine çalıştırıcı moment adı verilir. Analog tip ölçü aletlerinde ibreyi saptırma işi, manyetik, termik, elektrostatik vb. yöntemler kullanılarak gerçekleştirilir. b. Kontrol momenti: Çalıştırıcı momente karşı gelecek bir moment olmazsa en küçük çalıştırıcı momentte bile, aygıtın yataklarındaki sürtünme yenildikten sonra hareketli kısım ve buna bağlı ibre sona kadar sapar. Ölçü aletinden yararlanabilmek için ibrenin bu hareketi kontrol momentiyle sınırlandırılmalıdır. Çalıştırma momentiyle kontrol momentinin eşitlendiği noktada, ibre skala üzerinde durur ve ölçülen değeri gösterir. Kontrol momenti iki şekilde sağlanır: I. Kontrol momentinin yay ile sağlanması: Bu iş için spiral şeklinde sarılmış yaylar kullanılır. Spiral şeklindeki yayın bir ucu hareketli, diğer ucu sabit kısma bağlanır. Çalıştırıcı momentin etkisiyle hareketli kısım dönünce yay kurulur ve dönme hareketini frenler. Kontrol momentinin daha iyi sağlanması için birbirine zıt yönlü iki yay kullanılır (şekil 2.2). ibre yay döner çerçeve B yay askı G Şekil 2.2: Yaylı kontrol momenti düzeneği Şekil 2.3: Karşı ağırlıklı kontrol momenti düzeneği II. Kontrol momentinin karşı ağırlıkla sağlanması: Ölçü aletinin hareketli kısmına (ibreye zıt yönde) ağırlıklar asılarak işlem yapılır. İbre sıfır konumundayken ağırlıkların hiç bir etkisi yoktur. Çalıştırıcı momentin etkisiyle ibre α açısı kadar sapar. G ağırlığının önceki konumuna dönmek istemesi 8

5 çalıştırıcı momente bir kontrol momenti etkisi yapar (şekil 2.3). c. Amortisman (sürtünme) momenti: Bir elektriksel değeri ölçerken aygıtın ibresi hızla sapar. Bu sırada kontrol momenti hızlı sapmayı durdurmak istediğinden, ibre bir süre iki moment arasında kararsız kalır. Bu sakıncayı gidermek için ibre düzeneğine hareketi frenleyen amortisman momenti etki ettirilir. Başka bir deyişle değer gösteren ibre tam değeri gösterene kadar bir çok salınım yapar. Salınımların sönüp, ibrenin durmasını beklemek zaman kaybına neden olur. İbrenin çabuk durmasını sağlamak için amortisman momenti sağlama düzenekli ibre üretilir. Amortisman momentini oluşturmada kullanılan mekanik düzenekler şunlardır: I. Hava sürtünmeli amortisman: Kapalı hazne içindeki mini pistonun hareketiyle sağlanır. Pistonun bir ucu ibreye, diğer ucu gövdeye tutturulur. İbre hızlıca yerinden hareket etmek istediğinde piston yavaş ilerleyerek hareketi yumuşaklaştırır. (Şekil 2.4'e bakınız.) ibre hava silindiri piston mıknatıs disk fuko akımları Şekil 2.4: Hava sürtünmeli amortisman momenti düzeneği Şekil 2.5: Elektromanyetik prensipli amortisman düzeneği II. Elektromanyetik amortisman: Mıknatıslanmayan bir metalden (bakır, alüminyum vb.) yapılmış diskin (mini tekerlek) sabit (daimi) mıknatıs alanında döndürülmesiyle sağlanır. Disk aygıtın hareketli kısmına tutturulduğundan, hareketli kısım dönünce disk de mıknatısın N-S kutupları arasında döner. Dönme sonucunda mıknatısın manyetik kuvvet çizgileri disk üzerinde akım (fuko akımları) dolaşmasına yol açar. Diskin içinden dolaşan akım ikinci bir manyetik alan doğurur. Disk çevresinde oluşan manyetik alan mıknatısın manyetik kuvvet çizgilerine karşı koyan bir kuvvet oluşturur. Diskin manyetik alanının oluşturduğu kuvvet bu elemanın dönüşünü yavaşlatır. Şekil 2.5'te gösterilen bu yöntem sayaçlarda kullanılır. III. Çerçeveli elektromanyetik amortisman: Doğal mıknatıs kutupları arasında dönen hareketli kısma bakır ya da alüminyumdan bir çerçeve konur. Çerçeve aygıtın çalışmasını sağlayan bobin sistemini de taşır. IV. Bobinli elektromanyetik amortisman: Ölçü aletinin hareketli kısmına yerleştirilmiş olan mıknatıs kutupları arasında hareket ettiğinde bobinde küçük bir gerilim doğar. Bu gerilimin yarattığı ikinci manyetik alan, mıknatıs alanı ile etkileşime girer. İşte bu sayede ibrenin hareketi yumuşak (yavaşça) olur. V. Sıvı sürtünmeli amortisman: Ölçü aletinin hareketli kısmının mili üzerine bir disk yerleştirilmiştir. Disk yağ dolu bir kabın içinde hareket edebilecek şekildedir. Bu sayede ibre yavaş hareket eder. ç. Atalet momenti: Ölçülecek büyüklüğün dönen kısma anî darbe şeklinde olan etkisinden, dönen kısım bir enerji kazanır ve atalet momenti oluşur. Bunu, alet ibresinin ulaşması gereken noktadan daha ileriye götüren moment olarak da tanımlayabiliriz. İbrenin atalet momenti dolayısıyla aşırı oranda ileriye gitmesini önleyen momente ise çalıştırıcı 9

6 moment denir. 2. Analog ölçü aletlerinin mekanik kısımları: Analog (ibreli) ölçü aygıtları üretici firmalar tarafından değişik özellik ve modelde üretilmektedir. Sanayi tesislerinde, atelye ve laboratuvarlarda kullanılan analog yapılı ölçü aletlerinin bakım, onarım ve ayar işlemlerinin yapılabilmesi için mekanik kısımların özelliklerinin bilinmesi gerekir. Analog ölçü aletlerinin parçaları şunlardır: a. Daimî (doğal) mıknatıs: Düzgün bir manyetik alan üretir. Kaliteli bir doğal mıknatıs için volfram, kobalt ve alüminyum-nikelli çelik kullanılır. Şekil 2.6'ya bakınız. Şekil 2.6: Doğal mıknatıs örnekleri b. Skala taksîmatları (bölüntüleri) ve ibreler I. Skala: Gösteren tip analog ölçü aletlerinde değer, skala üzerindeki ibre aracılığıyla belirlenir. Ölçü aletinin gösterdiği değerin doğru olarak okunabilmesi için skaladaki taksîmat (bölüntü) çizgileri çok ince olarak çizilir. Akım, gerilim, direnç gibi değerleri ölçebilen Şekil 2.7: Değişik skalalar AVOmetrelerde şekil 2.9'da görüldüğü gibi çoklu skala kullanılır. Bu tip aygıtlarla ölçme yaparken önce kademe komütatörünün konumuna bakılır. Komütatör eğer DC volt konumundaysa skaladan DC volt ölçmek için hazırlanmış bölüntüler belirlendikten sonra değer okuması yapılır Şekil 2.8: Skala bölüntüleri Şekil 2.9: Çok bölüntülü skala II. İbre: Analog ölçü aletlerinin ibreleri çalıştırıcı momente fazla yük binmemesi için hafif ve dengelemenin kolay olması için kısa yapılır. ~ 1,5 Şekil 2.10: Ölçü aletinin özelliklerini belirten geometrik şekil ve yazılı açıklama örnekleri Resim 2.5: İbrenin sıfırı göstermesini sağlamada kullanılan vida III. Skalada bulunan bilgiler: Analog tip ölçü aletlerinin skalasında, firma adı, ölçme pozisyonu (yatık, eğik, dik) ölçme hatası, yalıtkanlık düzeyi, ölçme sınırı, ölçme aralığı, iç yapı, çalışma ilkesi vb. gibi değerler hakkında rakam ya da geometrik semboller bulunur (şekil 2.10). 10

7 c. Mekanik sıfır ayar düzeneği: Gösteren ölçü aletlerinin kontrol yayı, uzun süre kullanılmaktan ve anî yüklenmekten dolayı niteliğini kaybeder. İbre ölçme sonunda tam 0 değerini gösteremez. Bu nedenle ibrenin yaylı düzeneği üzerine resim 2.5'te görüldüğü gibi bir ayar vidası konmuştur. Bu vida çevrilerek ibrenin tam sıfır değerini göstermesi sağlanır. 3. Dijital ölçü aletlerinin genel tanımı: Ölçtükleri değeri display'lerinde gösteren, iç yapılarında Resim 2.6: Dijital ölçü aletleriyle ilgili örnekler elektronik elemanlar bulunan ölçü aletleridir. Dijital elektronik alanında ortaya çıkan gelişmeler bu tip ölçü aletlerinin ucuzlaşıp yaygınlaşmasını sağlamıştır. Dijital ölçü aletlerinin bazı üstünlükleri şunlardır: Çabuk ölçüm yaparlar. Ölçülen değeri belleklerinde saklayabilirler (data hold özelliği) Her konumda (pozisyonda) ölçüm yapabilirler. Güç tüketimleri çok azdır. Boyutları küçüktür. Ç. Bazı elektriksel büyüklüklerin kısa tanımları Amper: Akım şiddeti birimidir. A ile gösterilir. 1 amper, gümüş nitrat eriyiğinden (AgNO 3 ) saniyede 1,118 miligram gümüş ayıran akım miktarıdır. Ohm: Direnç birimidir. Ω (ohm) ile gösterilir. Ohm, 1 mm 2 kesitinde 106,3 cm uzunluğunda, 0 C'ta ve 14,4512 gram ağırlığındaki civa sütununun direncidir. Watt: Güç birimidir. W ile gösterilir. Bir alıcının uçları arasındaki potansiyel fark 1 volt, içinden geçen akım 1 amper ise bu alıcının gücü 1 W olur. Volt: Gerilim (potansiyel fark) birimidir. V ile gösterilir. Direnci 1 Ω olan ve içinden 1 A şiddetinde akım geçiren bir iletkenin uçları arasındaki potansiyel farkıdır. Henry: İndüktans birimidir. L ile gösterilir. Bir bobinde saniyede 1 A akım değişikliği altında oluşan zıt EMK 1 V ise bu bobinin indüktansı 1 henry olur. Farad: Kapasite birimidir. C ile gösterilir. Saniyede 1 voltluk gerilim değişimi altında 1 coulomb (kulon)'luk elektrik yükü ile yüklenen kondansatörün kapasitesi 1 faraddır. 11

8 D. Ölçü aletlerinin özelliklerini belirtmede kullanılan semboller Sembol Anlamı Sembol Anlamı Döner bobinli ölçü aleti Redresör (doğrultmaç) Termo elemanlı döner bobinli ölçü aleti Redresörlü döner bobinli ölçü aleti Döner mıknatıslı ölçü aleti Çapraz mıknatıslı ölçü aleti Elektrodinamik ölçü aleti (demirsiz) Elektrodinamik ölçü aleti (demirli) Elektrodinamik çapraz bobinli (demirsiz) ölçü aleti Elektrodinamik çapraz bobinli (demirli) ölçü aleti Termik ölçü aleti Elektrostatik ölçü aleti Yumuşak demirli ölçü aleti ast Alet demir örtülü Alet doğru akımda % 1,5 hatalı Alet alternatif akımda % 2 hatalı Astatik ölçü aleti Doğru akım için Alternatif akım için Doğru ve alternatif akım için Üç fazlı akım için (bir ölçme sistemli) Üç fazlı akım için (iki ölçme sistemli) Üç fazlı akım için (üç ölçme sistemli) Aygıt dik kullanılmalıdır. Aygıt yatay olarak kullanılmalıdır. Aygıt 60 eğik kullanılmalıdır. Sıfır ayar düzeneği Çapraz bobinli ölçü aleti Döner demirli ölçü aleti İndüksiyon ölçü aleti İndüksiyon tipi çapraz bobinli ölçü aleti Bimetalli ölçü aleti Titreşimli ölçü aleti Termo eleman Endirekt ısıtılmış termo eleman! Aygıtın muayene gerilimi 500 V Aygıtın yalıtkanlık deneyi 2 kv (2000 V) ile yapılmıştır. Kullanma kılavuzuna dikkat ediniz Hz frekansta çalışır. Koruyucu topraklama bağlantı noktası Alete dışarıdan bağlanacak şönt direnç Çizelge 2.1: Ölçü aletlerinin özelliklerini belirtmede kullanılan semboller 12

9 E. Ölçü aleti sembolleri Sembol Anlamı Sembol Anlamı Göstergeli ölçü aleti Turmetre Yazıcı ölçü aleti Ω Ohmmetre Sayıcı ölçü aleti Frekansmetre Gerilim bobiniyle ölçer Kosinüsfimetre Akım bobiniyle ölçer Yazıcı wattmetre Uç çıkartılmış alet Aktif enerji sayacı İbre VArh Reaktif enerji sayacı Sıfırı ortada Frekans jeneratörü Titreşimli DC ve AC voltmetresi Numaralı Kaydedici AVOmetre Osilaskop Noktalayıcı Termometre En büyük sınır Wattmetre Göstergesi bir yönlü ölçü aleti Göstergesi ortada iki yönlü ölçü aleti Çizelge 2.2: Ölçü aleti sembolleri Ampermetre Voltmetre Milivoltmetre 13

10 Bölüm 3: Temel doğru akım ölçmeleri A. Akım ölçmek a. Akım: Elektrik devresinden birim zamanda geçen elektron miktarına akım denir. Başka bir deyişle, gümüş nitrat eriyiğinden 1 saniyede 1,118 miligram gümüş açığa çıkaran akımın değeri 1 amperdir. Not: Elektrik akımı aslında üretecin eksi (-) ucundan çıkıp artı (+) uca doğru akmaktadır. Ancak eskiden akımı artı (+) yüklü parçacıkların taşıdığı sanılarak bütün devre açıklamaları buna göre yapılmıştır. Akımın, konvansiyonel (klasik) yaklaşıma göre yapılan açıklaması yaygın olarak kullanıldığından bu kitapta da aynı düşünce kabul edilmiştir. b. Akım ölçme: Akım, ampermetre ile ölçülür. Sembolü I, birimi amperdir. Amper, kısaca A ile gösterilir. Akımın ast katları: Pikoamper (pa), nanoamper (na), mikroamper (µa), miliamper (ma). Not: Pikoamper (pa), nanoamper (na), mikroamper (µa) gibi değerler çok küçük olduğundan uygulamada pek karşımıza çıkmaz. Akımın üst katları: Kiloamper (ka), megaamper (MA), gigaamper (GA). Not: Gigaamper çok büyük bir değer olduğundan uygulamada karşımıza çıkmaz. Akımın ast ve üst katları 1000'er 1000'er büyür ya da küçülür. V A lâmba pil V ibreli ampermetre + - R y üreteç iletken alıcı Resim 3.1: Analog (ibreli) ampermetre Şekil 3.1: Ampermetrenin akımı ölçülecek alıcıya seri olarak bağlanışı 1. Analog ampermetrenin ölçme ilkesi: Kalın kesitli ve az sarımlı bobinden geçen akım, bobin etrafında manyetik alan yaratır. Bobinin manyetik alanıyla gövde içindeki doğal mıknatısın alanı birbirini iterek ibrenin sapmasını sağlar. 2. Ampermetreyi devreye bağlama ve akım ölçme: Ampermetre akımın ölçüleceği devrede alıcıya seri olarak bağlanır. Yanlışlıkla paralel bağlama yapılırsa devrenin sigortası atar ya da ampermetre bozulur. Akım ölçme işlemi yapılırken rastgele ampermetre kullanılmaz. Devredeki alıcının gücü, akımı, gerilimin cinsi ve aygıtın ölçme sınırı göz önüne alınır. 3. Ampermetrenin ölçme alanının genişletilmesi: Büyük akımları ölçmek için üretilen ölçü aletlerinin fiyatı, boyutları, ağırlığı fazla olur. Öte yandan ölçme hassasiyetini sağlamak güçleşir. İşte bu nedenle, A vb. gibi değerleri ölçebilecek şekilde üretilmiş bir ampermetreyle A gibi yüksek akım değerlerini ölçmek mümkündür. Küçük değerli akımları ölçmek için üretilmiş bir ampermetreyle yüksek akımları ölçmek için iki yöntem vardır: 14

11 I. Paralel direnç (şönt) kullanılarak akım ölçme: Ampermetrenin uçlarına paralel olarak uygun değerli bir direnç bağlayarak aygıtın ölçme sınırını yükseltmek mümkündür. Ölçme sınırı artırılacak bir ampermetreye bağlanması gereken direncin bulunmasında kullanılan denklem: I a R a Denklemde, R ş = Şönt direncin değeri, R a = Ampermetrenin iç direnci, I a = Ampermetreden geçen akım, I = Devreden geçen toplam akım, I ş = Şönt dirençten geçen akımdır. I R ş I ş Şekil 3.2: Şönt direncin ampermetreye bağlanması Örnek: En fazla 5 A ölçebilen bir ampermetreyle 50 A'lik bir akım ölçülecektir. Kullanılan ampermetrenin iç direnci hassas bir ohmmetreyle belirlenmiş ve 0,2 Ω olarak bulunmuştur. Ampermetrenin ölçme sınırını 50 A'e yükseltmek için paralel bağlanması gereken direncin değerini hesaplayınız. Verilenler: R a = 0,2 Ω I a = 5 A I = 50 A R ş =? Çözüm Not 1: Ampermetreye şönt direnç bağlandıktan sonra skala yeniden taksîmatlandırılır. Not 2: Şönt dirençli ampermetreyle çok yüksek değerli AC ve DC akımların ölçümü yapılabilir. Not 3: Şönt direnç, üzerinden geçecek akımı taşıyabilecek güçte olmalıdır. II. Akım trafosu kullanarak akım ölçme: Az akım çeken sanayi tesislerinde ampermetreler şebekeye doğrudan bağlanır. Akımın 50 A'den fazla olduğu tesislerde ise akım trafosu adı verilen aygıtlar kullanılarak akım ölçülür. Şöyle ki; akım trafosunun primer sargısı faz iletkenine seri bağlanır. Trafonun sekonder sarım uçlarına ise 5 A'lik küçük bir ampermetre bağlanır. Primer sargısından geçen akımın oluşturduğu manyetik alan sekonder sargısında küçük değerli bir akım oluşturur. 200/5 A'lik akım trafosunda sekondere bağlı ampermetre 3 A'i gösteriyorsa primerden 120 A'in geçtiği anlaşılır. K Akım trafosu: Yüksek değerli akımları 5 A düzeyine indirerek ölçüm kolaylığı sağlayan aygıttır. Primer kalın kesitli telden az sipirli, sekonder ise ince kesitli telden çok sipirlidir. Uygulamada 50/5-60/5-75/5-100/5-150/5-200/5 A değerindeki akım trafoları yaygın olarak kullanılmaktadır. Not 1: Akım trafolarının sekonder sargılarının bir ucunun mutlaka topraklanması gerekir. Not 2: Akım trafosuyla yalnızca AC akımların ölçümü yapılabilir. k A L akım trafosunun bağlantısı l K Şekil 3.3: Akım trafosu k l L 15

12 B. Gerilim ölçmek Elektrik akımı elektron akışından ibarettir. Elektronları yararlı olacak şekilde hareket ettirmek için itmek gerekir. Bilindiği gibi elektronlar maddelerin içinde bulunan atomların etrafında dönerek hareket etmektedir. Ancak bu dönüş bir yarar sağlamaz. Faydalı hareket için metal içinde belli bir yönde akış gereklidir. İşte elektronları kendi normal hareketleri dışında, bir yönde sürüklemek için gerekli olan kuvvete gerilim (elektromotor kuvvet, EMK) denir. Gerilim, voltmetreyle ölçülür ve V, U, E ya da e ile gösterilir. Birimi volt (V), denklemi: V = I.R [V] şeklindedir. Gerilimin diğer tanımları Tanım 1: Bir üretecin iki ucu arasındaki potansiyel farka gerilim denir. Tanım 2: Bir elektrik devresinde akımın geçmesini sağlayan kuvvete gerilim denir. Gerilimin ast katları: Pikovolt (pv), nanovolt (nv), µikrovolt (µv), milivolt (mv) Gerilimin üst katları: Kilovolt (kv), megavolt (MV), gigavolt (GV) Not: Gerilimin ast ve üst katları 1000'er 1000'er büyür ya da küçülür. Not: pv, nv, µv ve GV uygulamada kullanılmamaktadır. Örnekler 200 mv kaç volttur? : 0,2 V 1 kv kaç volttur? : 1000 V I. Voltmetrenin ölçme ilkesi: Gerilim, voltmetre alıcıya paralel bağlanarak ölçülür. Uygulamada analog ve dijital yapılı olmak üzere iki tip voltmetre kullanılmaktadır. Analog voltmetrelerin içinde ince kesitli, çok sarımlı yüksek dirençli bir bobin vardır. Paralel bağlanarak kullanılması gereken voltmetre yanlışlıkla seri bağlanırsa aygıt yanlış bir değer gösterir ve alıcı çalışmaz. Şekil 3.2: Analog (ibreli) voltmetre Dijital yapılı voltmetelerin yapısında ise display, sürücü entegre, analog/dijital çevirici entegre vb. gibi elektronik devre elemanları bulunur. II. Voltmetreyi devreye bağlama ve gerilim ölçme: Voltmetreyle gerilim ölçümü yapılacağı zaman aygıtın ölçme sınırı, gerilimin türü gibi unsurlar göz önüne alınmalıdır. III. Voltmetrenin ölçme alanının genişletilmesi: Küçük gerilimleri ölçmek için üretilmiş bir voltmetreye seri direnç eklenerek ölçme sınırını yükseltmek mümkündür. Seri bağlanacak direncin değerini belirlemede kullanılan denklem: V sigorta alıcı Denklemde, R ö : Ön direncin değeri, R v : Voltmetrenin iç direnci, V: Devreye uygulanan gerilim, V v : Voltmetrenin bobininin üzerinde düşen gerilimdir. Örnek: Ölçme sınırı 10 V olan bir voltmetrenin bobininin direnci 2000 Ω'dur. Bu voltmetreyle 380 V'luk bir şebekede ölçüm yapılmak istenmektedir. Alete seri olarak bağlanması gereken direncin değerini bulunuz. Verilenler: R v = 2000 Ω, V = 380 V, V v = 10 V Çözüm Şekil 3.4: Voltmetreyle gerilim ölçme R ö V ö yük R y V R v V v Şekil 3.7: Ön direncin voltmetreye bağlanışı 16

13 Hesaplanarak bulunan ön direnç bağlandıktan sonra, voltmetre skalası (kadranı) yeniden taksîmatlandırılır (bölüntülenir). Küçük gerilimleri ölçmek için yapılmış olan voltmetre ile büyük gerilimleri ölçmede kullanılan ikinci yol gerilim trafosu kullanma yöntemidir. Gerilim trafosu: Yüksek değerli gerilimleri 100 V düzeyine indirerek ölçüm kolaylığı sağlayan aygıttır. Not 1: Gerilim trafolarının sekonder sargılarının bir ucunun mutlaka topraklanması gerekir. Not 2: Gerilim trafosu yalnızca alternatif akım devrelerinde kullanılabilir. C. Direnç ölçmek Bir elektrik devresine gerilim uygulandığında, alıcıdan akım geçmektedir. Geçen akımı sınırlayan etken ise alıcının direncidir. Bu yaklaşıma göre, elektrik akımının geçişine karşı zorluk gösteren elemanlara direnç denir. Elektrik enerjisi direnç üzerinde ısıya dönüşerek kaybolur. Direnci şöyle de tanımlayabiliriz: 1 mm 2 kesitinde, 106,3 cm boyunda civa silindirin 0 C'daki direncine 1 ohm (Ω) denir. Başka bir anlatımla, devrede elektronlar hareket etmeye başladıktan sonra rahat bir şekilde ilerleyemezler. İletkenin ve alıcının içinden geçmek isteyen elektronlar komşu elektronlara ve atomlara çarpa çarpa ilerlerken sürtünmeye maruz kalırlar. İşte elektronlar ilerlerken oluşan sürtünmeden doğan karşı koyma etkisine direnç denir. Elektrik devresinde kullanılan iletkenin boyu kısa ve kesiti kalın ise bu elemanın dolaşan akıma gösterdiği direnç çok az olur. Ancak kullanılan iletken uzun ve ince ise akımın geçişine gösterilen zorluk (direnç) artar Direncin sembolü R, denklemi, R = V/I, birimi ise Ω (ohm)'dur. Direnç birimlerinin ast katları: Pikoohm (pω), nanoohm (nω), mikroohm (µω), miliohm (mω). Not: Pikoohm (pω), nanoohm (nω), mikroohm (µω), miliohm (mω) gibi birimlere sahip dirençler uygulamada kullanılmamaktadır. O nedenle dirençlerin ast katları yok sayılır. Direnç birimlerinin üst katları: Kiloohm (kω), megaohm (MΩ), gigaohm (GΩ). Not: Gigaohmluk değere sahip dirençler uygulamada kullanılmamaktadır. 1. Ohmmetrenin ölçme ilkesi: Direncin değeri en kolay şekilde ohmmetreyle ölçülür. Ohmmetrenin kademe komütatörü en küçük değere (x1ω) ayarlanır ve ölçülen direnç değeri okunur. Skalada bir değer okunamıyorsa, komütatör kademeleri artırılır (x10 Ω, x100 Ω, x1 k, x10 k gibi) Ölçülen değer göstergede okunurken kademe komütatörünün gösterdiği çarpan göz önüne alınır. Örneğin x1k kademesindeyken skalada 22 görülürse, direnç değeri 22x1k = Ω olacaktır. Uygulamada kullanılan analog ohmmetrelerin çeşitleri I. Seri ohmmetreler: Döner çerçeveli miliampermetre, pil ve ayarlı direncin birleşiminden oluşmuştur. Ölçme yapmak için önce A-B uçları birbirine değdirildikten sonra R s potuyla ayarlama yapılıp ibrenin sıfırı göstermesi sağlanır. 17 K k V L gerilim trafosunun bağlantısı l R S T Şekil 3.6: Gerilim trafosu 22 Ω Şekil 3.9: Direncin ohmmetreyle ölçülmesi

14 Daha sonra ölçülecek direnç A-B uçlarına değdirilir ve direnç değerleriyle bölüntülenmiş göstergeden değer okunur. Not: Seri tip ohmmetrelerle büyük değerli dirençlerin ölçme işlemi doğru olarak yapılabilmektedir. II. Paralel ohmmetreler: Küçük değerli dirençlerin ölçülmesi için yapılmış bu tip ohmmetreler, döner çerçeveli miliampermetre, pil ve ayarlı dirençten oluşur. Paralel tip ohmmetrelerde küçük değerler skalanın baş tarafında (solda) büyük değerler ise sağda bulunur. Paralel ohmmetreyle ölçüm yaparken önce S anahtarı kapatılır. Pot (R s ) ile ayar yapılarak ibrenin en büyük değeri göstermesi sağlanır. Daha sonra değeri belirlenecek direnç, miliampermetreye paralel bağlanarak ölçüm yapılır. Ölçülecek direnç paralel bağlandığında aletten geçecek akımın bir kısmı dirençten geçer ve ibre maksimum değerden küçük bir değer gösterir. Not 1: Paralel tip ohmmetreyle ölçme işlemi bittiğinde S anahtarı açılmalıdır. Bu yapılmazsa pil çabuk biter. Not 2: Paralel tip ohmmetreler uygulamada yaygın olarak kullanılmaz. X1K X100 X10 X1 kademe komütatörü Resim 3.3: Direnç değerinin kademeli ohmmetreyle belirlenmesi - - ma + 3 V V R RS değeri bilinmeyen direnç Rx Şekil 3.8: Seri tip ohmmetrenin iç yapısı Rm = 30 Ω ma RS A B Şekil 3.9: Paralel tip ohmmetrenin iç yapısı S 2. Ohmmetreyle direnç ölçme Ohmmetreyle ölçüm yapılırken direnç kesinlikle gerilim kaynağına bağlı olmamalıdır. Küçük boyutlu dirençler ölçülürken problar dirence değdirildiğinde parmaklar direncin her iki ucuna aynı anda değdirilmemelidir. Kullanılan ohmmetrenin pilinin eski olup olmadığı kontrol edilmelidir. Çünkü zayıflamış pil ile yapılan ölçüm pek sağlıklı olmaz. Ohmmetre ile ölçüm yapmaya başlamadan önce ibrenin 0 değerini göstermesi sağlanmalıdır. Üretici kurumun önerisi göz önüne alınarak uygun pozisyonda tutularak ölçüm yapılmalıdır. 3. Ohmmetrenin ölçme alanının genişletilmesi ve kademeli ohmmetreler: Uygulamada kullanılan analog ya da dijital tip ohmmetrelerin çeşitli direnç değerlerini kolayca ölçebilmesi için sabit dirençler kullanılarak ölçme alanı genişletilebilmektedir. Şekil 3.10'da verilen basit şemada ohmmetrenin değişik dirençleri ölçer hâle getirilişi görülmektedir. 4. Ampermetre ve voltmetre yardımıyla direnç ölçme: Direnç değeri ölçülecek alıcı devreye bağlanır. Ampermetreden akım değeri, voltmetreden gerilim değeri okunduktan sonra, R=V/I denklemi kullanılarak direnç hesaplanır. 18

15 Ampermetre ve voltmetre kullanılarak yapılan direnç ölçme yöntemleri I. Ampermetreyi öne bağlayarak direnç ölçme: Şekil 3.11'de verilen bağlantı yönteminde ampermetre alıcının çektiği akımın yanı sıra voltmetreden geçen akımı da ölçer. İşte bu nedenle ölçülen akım sadece alıcının akımı olmamaktadır. Alınan değerlere göre yapılan hesaplamada direnç değeri daha küçük bulunur. Eğer ölçülen direnç 1 kiloohmdan fazla bir değere sahipse yapılan ölçümde sonuç hatalı çıkar. O nedenle ampermetrenin önde olduğu bağlantı sadece 1 kω'dan küçük değerli dirençlerin değerinin ölçümünde kullanılır. 100 k 50 k 10 k 5,1 k 5,6 Ω 2,2 Ω 1 Ω 0,5 Ω II. Ampermetreyi sona bağlayarak direnç ölçme: Şekil 3.12'de verilen bağlantı yönteminde voltmetre alıcının ve ampermetrenin üzerinde düşen gerilimi birlikte ölçmektedir. Eğer alıcının direnci ampermetrenin direncine göre çok büyük olursa alıcı üzerindeki gerilime göre, ampermetrenin üzerinde düşen gerilim önemsiz kalır ve dikkate alınmaz (ihmal edilir). Bu durumda alıcının direnci çok doğru olarak bulunur. Ancak ampermetrenin iç direnci alıcının direncine yakın bir düzeyde ise sonuçlar hatalı çıkar. O nedenle ampermetrenin sonda olduğu direnç ölçme düzenekleri 1 kiloohmdan büyük değerli dirençlerin ölçülmesinde kullanılır. Not: Dijital yapılı ampermetre ve voltmetrelerin yaygınlaşmasıyla birlikte ampermetrenin önde ya da sonda olması sonuç üzerinde etkili olmaz olmuştur. O nedenle yukarıda anlatılan iki yöntemle direnç ölçme uygulama alanından kalkmıştır. V problar Şekil 3.10: Çok ölçme alanlı (kademeli) ohmmetre sigorta S A V I V 10 k Şekil 3.11: Ampermetreyi öne bağlayarak direnç ölçme R I R 5. Weston (wheat stone) köprüsünün tanıtılması ve direnç ölçme: Bu aygıt bir tür ohmmetredir. Çalışma ilkesi, bilinen bir dirençle bilinmeyen bir direncin değerinin belirlenmesi esasına dayanır. Şekil 3.14-a'da görüldüğü gibi weston köprüsü, dirençler, galvonometre (mini voltmetre), anahtar ve üreteçten oluşur. R 1, R 2 ve R 3 dirençleri bilinen dirençlerdir. R x direnci ise ölçmek istediğimiz dirençtir. Ölçü aletine R x direnci bağlandıktan sonra R 3 ayarlı direnciyle ayarlama yapılır. Ara ara B butonuna basılarak galvonometrenin sapmaz hâle gelmesi sağlanır. Voltmetre ibresi sapmaz hâle gelince çevrilen potun (R 3 ) ve kademe komütatörünün gösterdiği değer birbiriyle çarpılarak R x 'in kaç ohm olduğu belirlenmiş olur. V sigorta V I V S A Şekil 3.12: Ampermetreyi sona bağlayarak direnç ölçme R I R 19

16 Şekil 3.13: Çeşitli weston köprüleri Ç. AVOmetreler Ampermetre, voltmetre ve ohmmetrenin bir gövde içinde birleştirilmesiyle üretilmiş ölçü aletine AVOmetre denir. Analog ya da dijital yapılı olarak üretilen ve en yaygın kullanım alanına sahip olan bu aygıt ile, DC gerilim, AC gerilim, DC akım, AC akım ve direnç ölçülebilir. AVOmetrelerin geliştirilmiş olan modeline ise multimetre denir. Multimetreler ilave olarak, diyod, transistör kazancı, frekans, kondansatör kapasitesi, sesli kısa devre kontrolü (buzer, bazır), sıcaklık vb. ölçümünü de yapabilir. S B + - (a) (b) Şekil 3.14: Weston köprüsünün iç yapısı ve direncin aygıta bağlanması potansiyometre 1. AVOmetrenin ölçme ilkesi ve kullanma tekniği: AVOmetrelerin kullanımı esnasında çok dikkatli olmak gerekir. Çünkü yanlış bir kademede yapılan ölçüm aygıtın bozulmasına ya da sigortasının atmasına yol açar. Ucuz tip bir AVOmetrenin bozulmasının fazla bir önemi yoktur. Ancak son bir kaç yıldır kullanım alanında iyice yaygınlaşan ve çok hassas ölçüm yapabilen pahalı tip ölçü aletlerini kullanırken son derece titiz çalışmak gerekir. Büyük bölümü dış alım (ithalat) Resim 3.4: Analog ve dijital yapılı AVOmetreler yoluyla ülkemize gelen AVOmetrelerin kullanım kılavuzlarını çok iyi okumak ve aletin özelliğine uygun davranmak gerekir. 20

17 µa R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 P 1 R 6 R 7 R 8 R 9 R 10 R 11 R 12 R 13 R kω x10 x1 R 15 bat. ma V off V 24 1,5 V Ω - 0,5 A problar Şekil 3.15: Analog yapılı AVOmetre devresi örneği + AVOmetre kullanırken uyulması gereken temel kurallar Cihazın sigortası attığı zaman aynı değerde yeni bir sigorta takılmalı, atık sigorta tel sarılarak asla kullanılmamalıdır. Cihazın ambalajından çıkan devre şeması mutlaka saklanmalıdır. Çünkü arızalanan bir elemanın yenisi şemaya bakılarak belirlenebilir. Cihaza kalitesiz pil takılmamalıdır. Kötü piller sıcak ortamlarda akarak aygıtın gösterge düzeneklerini çalışmaz hâle getirebilir. Ölçü aleti kullanılmadığı zaman mutlaka toz ve nem almayacak şekilde saklanmalıdır. Toz ve nem cihazın ömrünü kısaltır. Direnç ölçümü yapılırken parmaklar probun her ikisine de değdirilmemelidir. Bu yapılacak olursa vücut da ölçüme dâhil olur. Gerilimi düşmüş (bitmiş) piller bulunduran AVOmetreyle yapılan ölçümün tam doğru olmayacağı bilinmelidir. V V DC volt AVOmetre I. DC gerilim ölçme AC volt AVOmetre 2. AVOmetre ile akım, gerilim ve direnç ölçme I. Doğru gerilim (DC) ölçme: Ölçü aleti gerilimi ölçülecek alıcıya paralel olarak bağlanır, komütatör DC gerilim ölçme kademesinde en yüksek değere alınır. İbre ters saparsa probların (ölçme uçlarının) yeri değiştirilir. Skalada görülen değer tam olarak anlaşılamıyorsa komütatör bir alt kademeye getirilir (şekil 3.16-I). II. Alternatif gerilim ölçme: Ölçü aleti gerilimi ölçülecek alıcıya paralel olarak bağlanır, komütatör AC gerilim ölçme kademesinde en yüksek değere alınır. Skalada görülen değer tam olarak anlaşılamıyorsa komütatör bir alt kademeye getirilir (şekil 3.16-II). III. Doğru akım ölçme: Aygıtın komütatörü DC akım bölümünde en yüksek kademeye getirilir. 21 II. AC gerilim ölçme Şekil 3.16: AVOmetre ile DC ve AC gerilim ölçme

18 Problar alıcıya seri olarak bağlanır. Yapılan ölçümde ibre ters sapacak olursa probların yeri değiştirilir. Skalada okunan değer tam olarak anlaşılamıyorsa komütatör bir alt kademeye kaydırılır (şekil 3.17-I). IV. Alternatif akım ölçme: Bu işlem yapılırken üçüncü maddede açıklanan yol izlenir. Sadece komütatör AC akım ölçme konumuna getirilir (şekil 3.17-II). V DC akım AVOmetre I. DC akım ölçme V. Direnç ölçme: Ölçü aleti, direnci ölçülecek alıcıya paralel olarak bağlanır, komütatör direnç ölçme kademesinde en yüksek değere alınır. Skalada görülen değer tam olarak anlaşılamıyorsa komütatör bir alt kademeye getirilir. Direnç ölçümü yapılırken alıcıya gerilim uygulanmaz (şekil 3.18). V AC akım AVOmetre II. AC akım ölçme Şekil 3.17: AVOmetre DC ve AC akım ölçme R ohm Şekil 3.18: AVOmetre ile direnç ölçme 22

19

20 Bölüm 4: Temel elektrik kanunları A. Ohm ve Kirşof kanunları 1. Ohm kanunu: 1828 yılında George Simon Ohm ( ) tarafından ortaya konan denkleme göre, bir alıcıya uygulanan gerilim arttıkça, devreden geçen akım da artmaktadır. Alıcının direnci artırıldığında ise geçen akım azalmaktadır. Başka bir deyişle, 1 ohm: 1 V uygulanmış devreden 1 A'lik akım geçmesine izin veren direnç miktarıdır. U V V V I I R R I R R I Şekil 4.1: Ohm kanununun değişkenlerinin üçgen içinde gösterilişi Ohm kanununda ortaya konan değişkenlerin birbiriyle ilişkisi şekil 4.1'deki ohm üçgeniyle özetlenebilmektedir. Bu üçgene göre, hesaplanmak istenen değerin üzeri parmak ile kapatılarak denklem kolayca çıkarılabilir. Bu yaklaşıma göre, V = I.R [V], I = V/R [A], R = V/I [Ω] eşitlikleri karşımıza çıkar. Ohm kanunuyla ilgili örnekler Örnek: Elektrikli soba 220 V gerilim altında 5 A akım çekmektedir. Sobanın direncini bulunuz. Çözüm: R = V/I = 220/5 = 44 Ω Örnek: Lâmbanın direnci 100 Ω'dur. 220 V gerilim uygulandığında alıcıdan geçen akımı bulunuz. Çözüm: I = V/R = 220/100 = 2,2 A Örnek: Direnci 60 Ω olan bir reosta üzerinden 4 A akım geçmektedir. Reosta üzerinde düşen gerilimi bulunuz. Çözüm: V = I.R = 4.60 = 240 V 2. Ohm kanunu deneyi: Ohm kanununu deneyle açıklamak için şekil 4.2'de verilen devre kurulur. Devrede direnç sabit tutularak uygulanan gerilim bir kaç kez değiştirilip ampermetre ve voltmetrenin gösterdiği değerler kaydedilir. Alınan değerler incelendiğinde alıcıya uygulanan gerilim yükseldikçe devreden geçen akımın da arttığı görülür. Devrede gerilim sabit tutularak direnç artırılacak olursa akımın azaldığı görülür. Deney sonucunda şu yargılara varabiliriz: Alıcıya uygulanan gerilim arttıkça geçen akım artmaktadır. Alıcının direnci artıkça geçen akım azalmaktadır. ototransformatör ya da reosta şalter AC ya da DC Şekil 4.2: Ohm kanunu deneyinin bağlantı şeması R x B. Kirchhoff (Kirşof) kanunları Seri bağlı dirençli devrede gerilimlerin, paralel bağlı direnç devresinde akımların bir kurala bağlı olduğu ilk kez Kirchhoff adlı bilgin tarafından ortaya konmuştur. 23