Uçlarındaki gerilim U volt ve içinden t saniye süresince Q coulomb luk elektrik yükü geçen bir alıcıda görülen iş:

Transkript

1 Etrafımızda oluşan değişmeleri iş, bu işi oluşturan yetenekleri de enerji olarak tanımlarız. Örneğin bir elektrik motorunun dönmesi ile bir iş yapılır ve bu işi yaparken de motor bir enerji kullanır. Mekanikte iş: Bir cismin, F kuvveti etkisi altında l uzaklığına gitmesi yapılan iş olup,. formülü ile hesaplanır. MKS birim sisteminde, uzunluk metre, kuvvet Newton (N) alındığında, iş birimi Newton.metre veya kısaca «joule» olur ve «J» ile gösterilir. Uçlarındaki gerilim U volt ve içinden t saniye süresince Q coulomb luk elektrik yükü geçen bir alıcıda görülen iş:.. Burada W: Elektrik işi (joule) U: Alıcı gerilimi (Volt) I: Alıcı akımı (Amper) t: Alıcının çalışma süresi (saniye) Elektrikteki iş birimi, Volt.Amper.saniye (kısaca Vas) dir. Doğru akımda 1VA=1watt alındığında, elektrikteki iş biriimi de watt.saniye (Ws) veya joule olur. 1

2 Örnek: 220V luk bir doğru akım şebekesinden 2 A çeken bir cihazın bir günde sarf edeceği işi bulunuz ,56 Güç: Bir cihaz veya makinanın büyüklüğü hakkında bilgi verebilmek, yapacağı işi ne kadar sürede yapabileceğini söyleyebilmek için, birim zamanda yaptığı işin bilinmesi gereklidir. Birim zamanda yapılan işe güç denir, P ile gösterilir. P: Cihazın gücü (Watt) U: Uygulanan gerilim (Volt) I: Çekilen akım (Amper) t: çalışma süresi (saniye) W: cihazın yaptığı iş (Joule)... 2

3 MKS (kg kütle) birim sisteminde güç birimi J/s dir. Kısaca «Watt» denir. Cihazların etiketlerinde yazılı olan güç değerleri; ısı cihazlarında çekilen gücü, elektrik motorlarında ise motor milinden alınabilecek gücü gösterir. Elektrikte güç hesaplamalarında, akım ve gerilimin ahm kanunu eşitliklerinden yararlanılarak,. Yazılabilir. Örnek: Bir elektrikli ütü 220V gerilimde 5 A çekmektedir. Ütünün gücünü bulunuz Örnek: 50mA akımla çalışan röle bobininin direnci 4,4kΩ dur. Bobinin çalışma gerilimi ve gücünü bulunuz , ,

4 Alternatif Akımda Güç Bir doğru akım devresinde güç, devreye uygulanan gerilim ve devreden geçen akımın çarpımına eşittir. Alternatif akımda ise devreye uygulanan gerilim ve dvereden geçen akım zamanla değişir. Akım ve gerilimin çarpımı olan güç de zamana bağlı olarak farklı değerler alacaktır. Ani Güç, Ortalama Güç Bir alternatif akım devresine uygulanan gerilim: sin Devreden geçen akım: sin Devrenin gücü:. sin sin Burada «p», «ani güç» olarak tanımlanır. 4

5 Ani Güç, Ortalama Güç Trigonometrik dönüşümler sonucu, cos cos 2 yazılır. Formüldeki birinci terim zamana bağlı değildir. İkinci terim zamana bağlı değişir ve ortalaması sıfırdır. Ani gücün ortalaması birinci terimdir ve «ortalama güç» olarak tanımlanır. cos Ani Güç, Ortalama Güç Ortalama güce «aktif güç» denir. Aktif gücü ölçen aletlere wattmetre denir. Ani gücün birinci terimindeki «cos», «güçkatsayısı» olarak tanımlanır. Bu çarpan devre gerilimi ile akımı arasındaki açının kosinüsüdür. açısı 0 ile 90 derece arasında değerler alabildiğine göre, cos de 0 ile 1 arasında değişecektir. 5

6 Dirençli Devrelerde Güç Saf dirençli alternatif akım devrelerinde, devreye uygulanan gerilimle, devreden geçen akım aynı fazdadır. Yani faz açısı sıfırdır. 0olduğuna göre; cos 2 1 cos 2 2 Gücün frekansı, akım ve gerilimin frekansının iki katıdır. Dirençli Devrelerde Güç Dirençli devrelerde ani gücün ortalaması, yani aktif güç; ile hesaplanır. P: Aktif Güç (Watt) V: Gerilimin etkin değeri (Volt) A: Akımın etkin değeri (Amper) Dirençli alternatif akım devrelerinde güç, doğru akım devrelerinde olduğu gibi hesaplanır. Dirençli devrelerde 0olduğundan güç katsayısı da birdir. 6

7 Bobinli Devrelerde Güç Sadece bobinden oluşan alternatif akım devrelerinde, akım gerilime göre 90 derece geri fazdadır. cos2 90 sin 2 Gücün ortalama değeri sıfırdır. Yani aktif güç sıfırdır. Aktif gücün sıfır olması, bobinin kaynaktan bir enerji çekmediğini gösterir. Ani gücün pozitif ve negatif değerleri birbirine eşittir. Pozitif alternansta çekilen güç, negatif alternansta kaynağa geri verilmektedir. Bobinli Devrelerde Güç Saf bobinli alternatif akım devrelerinde 90olduğu için güç katsayısı sıfırdır. Aktif güç sıfırdır. Saf bobindeki gerilim ve akımın etkin değerlerinin çarpımına «reaktif güç» denir. : Bobinin reaktif gücü (VAr) V: Bobin uçlarındaki gerilimin etkin değeri (Volt) I: Bobin akımının etkin değeri (Amper) 7

8 Kondansatörlü Devrelerde Güç Sadece kondansatörden oluşan alternatif akım devrelerinde, akım gerilime göre 90 derece ileri fazdadır. cos2 90 sin 2 Gücün ortalama değeri sıfırdır. Yani aktif güç sıfırdır. Aktif gücün sıfır olması, kondansatörün kaynaktan bir enerji çekmediğini gösterir. Ani gücün pozitif ve negatif değerleri birbirine eşittir. Kondansatör dolarken çekilen güç, kondansatörün boşalması anında kaynağa geri verilmektedir. Kondansatörlü Devrelerde Güç Kondansatörlü alternatif akım devrelerinde 90olduğu için güç katsayısı sıfırdır. Aktif güç sıfırdır. Kondansatördeki gerilim ve akımın etkin değerlerinin çarpımına «reaktif güç» denir. 8

9 Kondansatörlü Devrelerde Güç Örnek: Elektrikli bir ısıtıcı 220V luk alternatif bir gerilimle çalıştığında 5A akım çekmektedir. Başlangıçtan 1/300 saniye sonra çektiği ani gücü bulunuz. Kaynağın frekansı 50Hz dir , Kondansatörlü Devrelerde Güç Örnek: Akkor telli bir lamba grubu 115V luk ve 50Hz frekanslı bir şebekeden 30A çekmektedir. Lambaların çektiği gücü bulunuz

10 Kondansatörlü Devrelerde Güç Örnek: Tek fazlı bir motor 220V luk bir şebekeden 4,5A akım çekmektedir. Wattmetreden ise 720W okunmuştur. a) Motorun güç katsayısını bulunuz. b) Akım ile gerilim arasındaki faz farkını bulunuz. cos 720 0, ,5 cos 0,728 43,3 derece akım gerilimden geridedir. 10