Yrd.Doç.Dr. Mustafa Ya ml / Yrd.Doç.Dr. Feyzi Akar Alternatif Ak m Devreleri & Problem Çözümleri
Yay n No : 2973 Teknik Dizisi : 162 5. Bas - Ekim 2013 - STANBUL ISBN 978-605 - 377-998 - 8 Copyright Bu bas n n Türkiye deki yay n haklar BETA Bas m Yay m Da t m A.fi. ye aittir. Her hakk sakl d r. Hiçbir bölümü ve paragraf k smen veya tamamen ya da özet halinde, fotokopi, faksimile veya baflka her hangi bir araçla ço alt lamaz da t lamaz. Normal ölçüyü aflan iktibaslar yap lamaz. Normal ve kanunî iktibaslarda kaynak gösterilmesi zorunludur. Dizgi : Beta Bas m A.fi. Bask - Cilt : Yaz n Bas n Yay n Matbaac l k Trz. Tic. Ltd. fiti. (Sertifika No: 12028) kitelli Çevre Sanayi Sitesi 8. Blok No: 38-40-42-44 Baflakflehir/ stanbul (0-212) 565 01 22 - (0-212) 565 02 55 Kapak Tasar m : Gülgonca Çarp k Beta Bas m Yay m Da t m A.fi. (Sertifika No: 16136) Narl bahçe Sokak. Damga Binas No: 11 Ca alo lu - STANBUL Tel : (0-212) 511 54 32-519 01 77 Fax: (0-212) 511 36 50 www.betayayincilik.com
ÖN SÖZ Elektrik devre modelleri, elektronik ve kontrol sistemlerinin temelini oluflturur. Elektrik devrelerinden oluflan elektronik ve kontrol alan nda çok h zl bir de- iflim yaflanmaktad r. Elektrikte; konuyu, çok say da problem çözmeden anlamak mümkün de ildir. Teorik bilginin kal c olabilmesi için o konuya ait çok miktarda say sal örnek çözmek gerekir. Bir teknik eleman n ve teknik alanda ö renim gören ö rencinin bu say sal örneklerde hata yapmamas n n yan s ra, sonuca birkaç yoldan ulaflmas ve sonucu yorumlayabilmesi gerekir. Buldu u sonucun, o devrede mümkün olup olamayaca n düflünmelidir. Bu düflüncelerle haz rlanan ve Türk teknik literatürüne girmeye haz rlanan Alternatif Ak m Devreleri ve Problem Çözümleri kitab nda, yeterli teorik bilgiden hemen sonra say sal örneklere a rl k verilmifltir. Bölüm 1 de AC de çok s k kullan lan büyüklüklere yer verilmifl olup, Bölüm 2 de direnç, bobin ve kondansatörün AC devrelerde kullan lmas, Bölüm 3 te seri AC devreleri, Bölüm 4 te ise paralel AC devreleri anlat lm flt r. Rezonans devrelerine Bölüm 5 te, kompleks say larla devre çözümüne ise Bölüm 6 da de inilmifltir. Bölüm 7 de kuplajl devrelere, Bölüm 8 de üç fazl devrelere, Bölüm 9 da ise çeflitli problemlere yer verilmifltir. Alternatif Ak m Devreleri ve Problem Çözümleri adl eserin dizgisini gerçeklefltiren Gülgonca ÇARPIK a, yay nevi ad na Seyhan SATAR a, kitab n bir eser haline geliflinde her kademede eme i geçen tüm teknik personele ve de sayg ve sab rla bizleri destekleyen sevgili efllerimize teflekkürü bir borç biliriz. Faydal olmas dileklerimizle. Mustafa YA IMLI & Feyzi AKAR
2 Alternatif Ak m Tekni inde Kullan lan Büyüklükler
Ç NDEK LER BÖLÜM 1: ALTERNAT F AKIM TEKN NDE KULLANILAN BÜYÜKLÜKLER 1.1 Alternatif Ak m n, Do ru Ak mla Karfl laflt r lmas...3 1.2 Ak m Yönü ve Gerilim Polaritesi...4 1.3 Alternatif Ak m n Elde Edilmesi...5 1.4 Sinüs Dalgas, Periyot (Sayk l), Frekans, Alternans, Aç sal H z, Dalga Boyu ve De eri...6 1.5 Dalga Denklemleri...10 1.6 Alternatif Gerilim ve Ak m n De erleri ve Aralar ndaki liflkiler...12 1.6.1 Ani De er...12 1.6.2 Maksimum De er...12 1.6.3 Ortalama De er...14 1.6.4 Etkin De er...15 1.7 Alternatif Ak m n Vektörlerle Gösterilmesi...31 1.7.1 S f r Faz...31 1.7.2 leri Faz...32 1.7.3 Geri Faz...32 1.7.4 Faz Fark...33 1.8 Sinüssel E ri ve Vektörlerin Toplanmas...40 1.8.1 Faz Farkl Büyüklüklerin Toplanmas...41 BÖLÜM 2: AC DEVRELERDE D RENÇ, BOB N ve KONDANSATÖR 2.1 Dirençli AC Devreleri...49 2.2 Bobinli AC Devreleri...52
VI 2.3 Kondansatörlü AC Devreleri...57 2.4 Alternatif Ak mda Güç...62 2.4.1 Aktif Güç (P)...63 2.4.2 Reaktif Güç (Q)...64 2.4.3 Görünür Güç (S)...64 2.4.4 Güç Katsay s...65 BÖLÜM 3: SER AC DEVRELER 3.1 Seri R - L Devresi...69 3.2 Seri R - C Devresi...81 3.3 Seri RLC Devresi...89 3.4 Empedanslar n Seri Ba lanmas...102 BÖLÜM 4: PARALEL AC DEVRELER 4.1 Paralel R - L Devresi...107 4.2 Paralel R - C Devresi...113 4.3 Paralel RLC Devresi...117 4.4 Empedanslar n Paralel Ba lanmas...129 BÖLÜM 5: REZONANS DEVRELER 5.1 Seri Rezonans Devresi...137 5.2 Paralel Rezonans Devresi...153 5.3 Güç Katsay s n n Düzeltilmesi...163 BÖLÜM 6: KOMPLEKS SAYILARLA DEVRE ÇÖZÜMÜ 6.1 Kompleks Say lar...173 6.1.1 Vektörlerin Kutupsal (Trigonometrik) Gösterimi...175 6.1.2 Dikdörtgen Formu Kutupsal Forma Çevirme...178 6.1.3 Kutupsal Formlu fadelerde Dört fllem...182 6.1.4 Kompleks Say larla Devre Çözümü...188 6.2 Thévenin Teoremiyle Devre Çözümü...208 6.3 Norton Teoremiyle Devre Çözümü...215
VII 6.4 Y ld z-üçgen Teoremiyle Devre Çözümü...221 6.5 Gücün Kompleks Olarak Hesaplanmas...227 BÖLÜM 7: KUPLAJLI DEVRELER 7.1 Manyetik Ba l Devreler...233 7.2 Ortak Endüktans...233 7.3 Kuplaj Katsay s...235 7.4 deal Transformatör...240 7.5 Yans yan Empedans...242 BÖLÜM 8: ÜÇ FAZLI DEVRELER 8.1 Çok Fazl Devreler...249 8.2 Üç Fazl Jeneratör...249 8.3 Alternatörlerde Bobinlerin Ba lant s...250 8.3.1 Üçgen Ba lant...250 8.3.2 Y ld z Ba lant...251 8.4 Üç Fazl Dengeli Y ld z Yük...252 8.4.1 Dengeli Y ld z Yükün Bir Fazl Eflde eri...253 8.5 Üç Fazl Dengeli Üçgen Yük...254 8.5.1 Dengeli Üçgen Yükün Bir Fazl Eflde eri...255 8.6 Üç Fazl Dengesiz Yükler...256 8.6.1 Üç Fazl Dengesiz Üçgen Yük...256 8.6.2 Dört Hatl Dengesiz Y ld z Yük...258 8.6.3 Üç Hatl Dengesiz Y ld z Yük...258 8.7 Dengeli Devrelerde Güç...261 8.7.1 Dengeli Üçgen Devrede Güç...261 8.7.2 Dengeli Y ld z Devrede Güç...261 8.7.3 Dengeli Devrede Güç Ölçmek...262 8.8 Dengesiz Devrelerde Güç...264 8.8.1 ki Wattmetreyle Toplam Güç Ölçme (Aron Ba lant )...265 8.9 Güç Katsay s n n Düzeltilmesi...268 BÖLÜM 9: AC DEVRELERLE LG L ÇEfi TL PROBLEMLER...273