DEVRE DEĞİŞKENLERİ Bir elektrik devresinde enerji ölçülebilen bir değer değildir fakat ölçülebilen akım ve gerilim değerlerinden hesaplanır. Akımın yönü okla gösterilir. Gerilimin akım gibi gösterilen bir yönü yoktur, fakat - ile ifade edilen polaritesi vardır. V AB ; A noktasındaki potansiyelin B noktasına göre daha yüksek olduğunu gösterir. I AB ; akımın yönü A noktasından B noktasına doğrudur.
Temel Devre Büyüklükleri Elektriksel Yük: Proton ve elektron gibi atom-altı parçacıkların doğal olarak sahip oldukları yüktür. SI birim sisteminde birimi Coulomb (C), yaygın olarak kullanılan sembolleri Q ve q dur. Elektronun yükü 1.6 10-19 Coulomb dur. Gerilim (Potansiyel Fark): İki nokta arasındaki potansiyel fark, birim yükü bu iki noktanın birinden diğerine taşımak için gerekli iştir. Gerilim, elektronları harekete geçiren ve bir elektron akışı (akım) meydana getiren bir kuvvettir. Birimi Volt (V), yaygın olarak kullanılan sembolü de V dir. A V A V AB B V B V = W q V = dw dq A B noktaları arasındaki gerilim, V AB = V A V B
Akım: Elektriksel yükün bir iletken vasıtasıyla transferi elektrik akımı oluşturur. Yani akım, birim zamanda elektrik yükündeki değişim miktarıdır. Akımın birimi Amper (A) ve yaygın olarak kullanılan sembollleri I ve i dır. SI birim sisteminde akım, 7 temel büyüklükten biridir. i = dq
Enerji: İş yapabilme gücüdür. Bir sistemin enerjisi, o sistemin yapabileceği azami iştir. SI birim sisteminde enerjinin birimi Joule (J), yaygın olarak kullanılan sembolü W dir. W = F. l W = q. V W = V. I. t W = I 2. R. t Güç: Birim zamanda tüketilen enerjidir. Birimi Watt (W), yaygın olarak kullanılan sembolü P dir. P = W t P = dw = dw dq dq = Vi P = V. I P = I 2. R P = U2 R
DEVRE ELEMANLARI Aktif Elemanlar; devreye enerji kaynağı sağlarlar, akım kaynakları, gerilim kaynakları v.b. Pasif Elemanlar; devredeki enerjiyi çeker veya depolarlar, direnç, bobin, kondansatör v.b.
Pasif Devre Elemanları için Akım-Gerilim İlişkisi Direnç Kondansatör Bobin V = IR I = VG G = 1 R P = V. I W = V. I. t v = Q C = 1 C i = C. dv t i. P = v. i = C. v. dv W c = 1 2 C. v2 C; Kapasitans v = L. di i = 1 L t L; Endüktans di v P = v. i = L. i di W L = 1 2 Li2 ; akımın değişme hızı
Kirchhoff un Gerilimler Yasası (KGY) Bir elektrik devresinde, herhangi bir kapalı çevredeki gerilimlerin cebirsel toplamı sıfıra eşittir. Kirchhoff un Akımlar Yasası (KAY) Bir elektrik devresinde, herhangi bir düğüm noktasına giren ve bu düğümü terk eden akımların cebirsel toplamı sıfıra eşittir.
i v - - - - v 1 v 2 v 3 Pasif Elemanların Seri Bağlanması Elemanların Direnç olması durumunda: v = ir eş v = ir 1 ir 2 ir 3 R eş = R 1 R 2 R 3 Elemanların Kondansatör olması durumunda: v = 1 C eş v = 1 C 1 t t i. i. 1 t i. C 2 1 t i. C 3 1 C eş = 1 C 1 1 C 2 1 C 3 Elemanların Bobin olması durumunda: v = L eş. di v = L 1. di L 2. di L 3. di L eş = L 1 L 2 L 3
i - v Pasif Elemanların Paralel Bağlanması Elemanların Direnç olması durumunda: i 1 i 2 i 3 i = i 1 i 2 i 3 i = v = v v v R eş R 1 R 2 R 3 Elemanların Kondansatör olması durumunda: v = 1 C eş t i. 1 R eş = 1 R 1 1 R 2 1 R 3 v = 1 C 1 t i. 1 t i. C 2 1 t i. C 3 Elemanların Bobin olması durumunda: 1 C eş = 1 C 1 1 C 2 1 C 3 v = L eş. di v = L 1. di L 2. di L 3. di L eş = L 1 L 2 L 3
KAYNAKLAR Gerilim Kaynakları Akım Kaynakları Bağımsız Bağımlı (Kontrollü) Bağımsız Bağımlı (Kontrollü) Gerilime Bağımlı Gerilim Kaynaklları Akıma Bağımlı Gerilim Kaynakları Gerilime Bağımlı Akım Kaynaklları Akıma Bağımlı Akım Kaynakları
BAĞIMLI KAYNAKLAR Gerilimle kontrol edilen akım kaynağı Akımla kontrol edilen akım kaynağı i s = αv x i s = βi x Gerilimle kontrol edilen gerilim kaynağı Akımla kontrol edilen gerilim kaynağı v s = μv x v s = ρi x - - Ekim 2009 Ertuğrul Eriş 12
Bağımlı kaynak için örnek devre
KAYNAK DÖNÜŞÜMLERİ-1 EŞDEĞERLİK: V s =RI s a-b uçları arasına, gerilim kaynağı ve ona seri bağlı direnç veya akım kaynağı ve ona paralel bağlı direnç bağlansa, a-b uçlarının sağındaki devrede hiçbir değişiklik olmaz. I s =V s /R V s =RI s I s =V s /R
KAYNAK DÖNÜŞÜMLERİ-2 R V s V ab R L I = V/R R V ab R L I s =V s /R b b a R a I s R V ab R L V =R I V ab R L V s =RI s b b
KAYNAK DÖNÜŞÜMLERİ ÖRNEK