Paralel ve seri bağlanmış elektrik devreleri hakkında bilgi verir misiniz?

DOĞRU AKIM DEVRELERİ

Seri devre:
Seri devrede akımın gidebileceği yalnızca bir yol vardır;akım kaynağın bir ucundan çıkar,yükten (çıktıdan) geçerek kaynağın öbür ucuna döner. Metal iletkenli bir devrede bu akım kaynağın negatif kutbundan pozitif kutbuna doğru çok yavaş elektron akışından oluşur. Bazı yarı iletkenli aygıtlarda örneğin transistörlerde ve yarı iletken diotlarda artı yüklerde karşıt yönde hareket eder. Bu “geleneksel” diye adlandırılan ve artıda eksiye doğru aktığı varsayılan akımla çakışır.

En basit doğru akım devrelerinden biri olan el feneri seri devreye örnek verilebilir. Böyle bir anlatmak için devre bileşenlerinin fiziksel görünüşlerini benzer çizimlerin yer aldığı resimsel bir şekil kullanılabilir. Elektrikçilerin ve teknisyenlerin yeğledikleri bir yöntemde bağlantılı simgelerden oluşan bir çizim kullanmaktır;böyle bir çizimde, her simge, bir elektriksel bileşeni temsil eder.

El fenerinde elektrik kaynağı, her birinin emk’sı 1,5 Volt olan ve devreye 3 Volt sağlayan seri bağlanmış iki kuru pildir.3 Voltluk bir ampul devrenin çıktısını oluşturur ve kaynak ile çıktı (yük) arasına sürgülü bir anahtar bağlanır. Bu durumda içine kuru pillerin konulduğu tüp biçimindeki metal gövde iletim yolunu oluşturur. Anahtar açıkken,akım geçmediği için ampul yanmaz. Ancak anahtar kapalı iken devre tamamlanır ve devreden akım geçerek ampulü yakar. Akım ampulün flamanını ısıtarak akkor haline getirir;bu durumda ampul ısının yanı sıra ışıkta yayar.

Böyle bir devreden geçen akım,ampulle seri bağlanmış bir ampermetre ile ölçülürse kızgın flamanın direnci om yasası ile hesaplanabilir. Bu yasa doğru akım elektrik devresindeki üç nicelik arasında bağıntı kuran bir denklemdir. Bu denklemde voltaj(gerilim) V ile,akım şiddeti I ile direnç R ile gösterilirse buna göre Om yasası birbiri ile eş değerli olan 3 biçimde yazılabilir:
V=I*R R=V/I I=V/R
Örneğin el fenerinin 3Vluk kaynakktan aldığı akım 0.1 A ise ampulün R direnci 30W olur. Voltaj iki pile bağlanmış bir voltmetre ile ölçülebilir. Ampulün direnci ampule bir ohmmetre bağlanarak anahtar açıkken ölçülebilir.Soğuk direnç denilen bu değer 30W mun çok altında bulunur. Çünkü flaman yüksek bir sıcaklığa ulaştığında direnç önemli ölçüde artar.
Sık rastlanan bir başka seri devre örneğide yılbaşı ağaçlarını süslemede kullanılan küçük ampuller bağlanan ışık telidir. Böyle düzenlemenin sakıncası bir ampul sönerse elektriksel yolun kopması ve bütün ışıkların sönmesidir.Daha iyi bir düzenleme söndüğü zaman kısa devre oluşturan yani akıma direnci sıfır olan ampuller kullanılmasıdır. Bu ampullerden biri sönerse diğeri yanmayı sürdürür. Kirchhoff yasası nedeniyle kalan ampullerin tümünde daha çok voltaj vardır ve devreden daha çok akım geçer. Çünkü Kirchhoff yasasına göre tamamlanmış bir devredeki voltaj düşüşlerinin toplamı uygulanan emk ya eşit olmak zorundadır. Seri bağlanmış bir devreye Ohm yasası uygulandığında bütün seri dirençlerin toplam direnci R dir. Böyle bir devrede tüketilen toplam güç ampullerin her birinde harcanan ayrı ayrı güçlerin toplamıdır.

Paralel devre:
Paralel bağlanmış bir devrenin ayırıcı özelliği,bütün çıktıların (ya da yüklerin) kaynakla aynı voltajda ve birbirinden bağımsız olarak çalışmasıdır. Yani çıktıların biri devreden çıkarılırsa öbürleri bundan etkilenmez. Otomobillerde kullanılan elektrik sistemi,DA Paralel devresine örnek verilebilir; bu sistemde akünün sağladığı 12 V’luk voltaj aynı anda ateşleme sistemine farlara park lambalarına radyoya ve klimaya elektrik enerjisi sağlar.

Paralel bir sisteme başka bir yük (çıktı) eklenirse akım için yeni bir yol oluşturur. Ve bu nedenle kaynaktan gelen toplam akım artar. Bu Kirchhoff’un akım yasasının bir uygulamasıdır; söz konusu yasaya göre herhangi bir noktadan devreye giren akımların toplamı o noktadan çıkan akımların toplamına eşittir. Başka bir direnç Paralel bağlandığında paralel devrenin birleşik direnci belirgin biçimde azalır. Seri devrede olduğu gibi paralel devrede de toplam güç ayrı ayrı güçlerin toplamından oluşur.

Otomobilin elektrik sistemi gibi doğru akımlı bir Paralel devrede, bütün rezistörler ya da yükler, parelel dallarla ortak bir güç kaynağına bağlanır. Her yük aynı voltajdadır; ama direncine bağlı olarak farklı miktarda akım çeker.

Seri-Paralel Devre:
Seri-paralel devreler, bazı bileşenlerin birbirleriyle paralel bağlandığı, paralel birleşimlerinse başak bileşenlerle seri halde bulunduğu devreler olarak tanımlanabilir. Kaynağa seri bağlanmış bir anahtar ve bir sigorta ya da devre kesici ile paralel bağlanmış bir çok bileşen böyle bir devre oluşturur.
Karmaşık Devreler: Yalnızca seri ya da sadece paralel bileşimlerden oluşan bölümlere ayrılabilen bir devreye “Karmaşık Devre” denir. Bir direncin ölçülmesinde kullanılan Wheatstone köprüsü adındaki devre buna iyi bir örnektir. Bu devre, temel olarak bir karenin dört kenarını oluşturan, birbirine bağlanmış dört rezistörden oluşur. Çapraz köşelerin ikisine bir voltaj kaynağı öbür ikisine ise belli bir direnci olduğu bilinen bir galvanometre bağlanır. Ancak köprü devresi dengede olduğunda galvanometreden hiç akım geçmediğinde devre seri paralel bileşimidir. Toplam direnci bulmak amacıyla böyle bir devreyi çözümlemek için özel teknikler gereklidir.

Otomobilin ateşleme sisteminde ya da fotoğraf makinesinin fotoflaşında olduğu gibi doğru akım devrelerine indükleçler ve kondansatör bağlanabilir. Böyle uygulamalarda önemli olan geçici tepkidir; çünkü doğru akım bakımından bir kondansatör (sürekli durum koşullarında) açık devre demektir ve bir indükleç içinden geçen akım değişken olmadıkça hiçbir etki göstermez. Ama indüktans ve kapasitansın etkileri dalgalı akım devrelerinde çok daha önemlidir. Çünkü dalgalı akımda voltaj ve akım sürekli değişmektedir.

Bir üretecin iki ucu iletken bir telle birleştirilip,düzeneğe bir lamba yerleştirilirse,üretecin negatif (-) kutbundan çıkan elektronlar pozitif (+) kutba giderler. Kurulan bu düzenek bir elektrik devresi denir.

Elektrik Devresinin Elemanları
Üreteç:Bu elektrik devresinde elektrik akımının kaynağı olan piller,devredeki üreteçlerdir.
Anahtar: devreye akım vermeye ve akımı kesmeye yarar.
Lamba:Elektrik akımı sonucundan bize ısı ve ışık veren ampullerdir.
Yapılan elektrik devresinde ampuller ve de piller seri bir şekilde bağlanmıştır.Seri bağlı devrelerde akımın gidebileceği sadece bir yol vardır.Bu akım üretecin kutupları arasındaki elektron akışı ile meydana gelir.

Seri bağlama

Seri bağlanmış kondansatörlerElektriksel elemanların seri bağlanmasında önemli olan elemanlarının birbirine bağlı uçlarının işaretidir. Her bir elemanın ucu sonraki kondansatörün ucuna bağlandığında seri bağlama sağlanmış olur. Yandaki resimde düzgün olarak seri bağlanmış 3 adet kondansatör bulunmaktadır. Seri bağlı elemanların herbirinden geçen akım aynıdır. Her bir elemanın uçları arasındaki gerilimin toplamı ise o elemanlara uygulanan toplam gerilimi verir.

Paralel bağlama

Paralel bağlanmış kondansatörlerParalel bağlı elemanların uçları aynı noktaya, yine uçları da aynı noktaya bağlanır. Yandaki resimde 3 adet paralel bağlanmış kondansatör görülmektedir. Paralel bağlamada her bir elemanın gerilimi paralel bağlı diğer elemanların gerilimine eşittir, kaynak akımı ise her bir elemana giden akımların toplamıdır. Paralel bağlamada ampulün ömrü daha uzundur. Pilin de uzundur

SERİ
Tek devreli ampule göre az parlak yanar çünkü direnç artmış ve akım azalmıştır.Daha fazla ampul eklense parlaklık azalır(örneğin 3 ampullü olsa)çünkü direnç daha fazla olur.Akım burada da her yerde aynıdır. Yani A,B,C,D noktalarında akım aynıdır. Ama tek devreli ampule göre akım azalmıştır. Çünkü direnç artmıştır.(akım-direnç ters orantılıdır)Ampullerden biri patlarsa diğeri de söner. Çünkü devre tamamlanmamış olur
PARALEL
Tek devreli ampulle aynı parlaklıktadır. Ama seriye göre fazla parlaktır çünkü bu devrede direnç azalmıştır.3 ampulde olsa parlaklık değişmez.Akım paralel bağlı devrelerde her yerde aynı değildir.A noktasındaki akım B ve C noktalarına gelince kollara ayrılır. Kollara ayrılırken rasgele ayrılmaz direnci küçük olan kola daha fazla direnci büyük olana daha az akım gider.Ve sonra tekrar birleşir (A=D). A kolundaki akım tek devredekine göre daha büyüktür çünkü devredeki toplam direnç azalmıştır.Ampullerden biri patlasa bile diğeri yanmaya devam eder. Devre tamamlanır

Örneğin el fenerinin 3Vluk kaynakktan aldığı akım 0.1 A ise ampulün R direnci 30W olur. Voltaj iki pile bağlanmış bir voltmetre ile ölçülebilir. Ampulün direnci ampule bir ohmmetre bağlanarak anahtar açıkken ölçülebilir.Soğuk direnç denilen bu değer 30W mun çok altında bulunur. Çünkü flaman yüksek bir sıcaklığa ulaştığında direnç önemli ölçüde artar.
Sık rastlanan bir başka seri devre örneğide yılbaşı ağaçlarını süslemede kullanılan küçük ampuller bağlanan ışık telidir. Böyle düzenlemenin sakıncası bir ampul sönerse elektriksel yolun kopması ve bütün ışıkların sönmesidir.Daha iyi bir düzenleme söndüğü zaman kısa devre oluşturan yani akıma direnci sıfır olan ampuller kullanılmasıdır. Bu ampullerden biri sönerse diğeri yanmayı sürdürür. Kirchhoff yasası nedeniyle kalan ampullerin tümünde daha çok voltaj vardır ve devreden daha çok akım geçer. Çünkü Kirchhoff yasasına göre tamamlanmış bir devredeki voltaj düşüşlerinin toplamı uygulanan emk ya eşit olmak zorundadır. Seri bağlanmış bir devreye Ohm yasası uygulandığında bütün seri dirençlerin toplam direnci R dir. Böyle bir devrede tüketilen toplam güç ampullerin her birinde harcanan ayrı ayrı güçlerin toplamıdır.

GERİLİM:
Enerji farkının göstergesine gerilim denir. Devredeki piller gerilimi sağlar.Yani bir iletkenin uçları arasından akım geçmesine sebep olacak etkidir.
Gerilimi de voltmetre ile ölçeriz.
Gerilimin birimi volt olarak ifade edilir ve “V” ile gösterilir.
Voltmetrenin direnci çok büyük olduğundan devreye paralel bağlanır.

DİRENÇ:
Cisimlerin elektrik akımını geçirirken gösterdiği zorluğa direnç denir. Direnç R ile gösterilir. Birimi ohm olup kısaca ile gösterilir. Devredeki her elemanın direnci vardır. Ampul de bir dirençtir.

Gerilim/akım oranının birimleri volt/amper olarak yazılır



Ohm kanunu, Bu oranı George Simon Ohm adındaki bir bilim insanı bulduğundan birime soyadı verilmiştir.gerilim, akım ve direnç üçlüsü arasındaki ilişkiyi belirtir.
Potansiyel farkı akım şiddeti grafiğinin eğimi, iletkenin direncini verir.

GRAFİKLER:






Kısa Devre:

Akımın dirençsiz yolu tercih etmesine kısa devre denir. Şekilde K anahtarı kapatılırsa, akım dirençsiz yoldan gider. Dolayısıyla lambanın üzerinden giden akım artık lamba üzerinden gitmez ve lamba söner.

AMPULLERİN PARLAKLIĞI:
- SERİ BAĞLAMA:
- Seri bağlı özdeş (aynı) lambaların hepsinden aynı akım geçer.
- Lambaların parlaklığı eşittir.
- Lamba sayısı arttıkça yani devreye ampul eklendikçe lambaların parlaklığı azalır.
- Lambalardan biri sönerse ya da patlarsa diğerleri de söner.
- Devreye takılan pil sayısı arttıkça lambaların parlaklığı artar.
- Pil sayısı artsa bile pilin dayanma süresi değişmez.
Yani devreye seri bağlı 1 pil yerine 3 pil taksak bile yine bir pil nekadar dayanırsa 3 pil de o kadar dayanır ve biter .


PARALEL BAĞLAMA:
- Paralel bağlı özdeş lambaların hepsi aynı parlaklıkta yanar.
- Lambalar özdeş ise hepsinin üzerinden aynı akım geçer.
- Anakoldaki akım her kola eşit paylaştırılır.
- Lambaların sayısı artırılırsa ya da azaltılırsa diğer lambaların parlaklıkları değişmez.
- Paralel bağlı devrede lamba sayısı arttıkça pillerin dayanma süresi azalır.







ÖRNEK:Şekildeki devrede A, B,C ve D lambalarının parlaklıkları arasındaki ilişkiye bakalım:




A lambası anakol üzerinde olduğundan en büyük akım üzerinden geçer ve en parlak lambadır.
D lambası paralel olmasına rağmen tek başına olduğundan,B ve C den daha çok akım geçer.B ve C ye göre parlaktır.
B ve C seri bağlı olduğundan aynı parlaklıkta yanar.
Buna göre A > D > B = C olur.

EŞDEĞER DİRENCİN BULUNMASI:
Birden devrede fazla direnç varsa eşdeğerini bulmamız gerekir.
Dirençler yani lambalar farklı bağlanırsa eş değer direnç de değişir.

1. Seri Bağlama
Dirençlerin uç uca bağlanmasıyla elde edilen bağlanma şekline seri bağlama denir.
- Dirençler seri bağlandığında eş değer direnç artar.
- Üreteçten çekilen akım kollara ayrılmaz ve bütün dirençlerin üzerinden eşit şiddette akım geçer.
A T = A1 = A2 = A3 veya IT = I1 = I2 = I3
- Her bir direncin uçları arasındaki gerilim toplamı, üretecin uçları arasındaki gerilim eşittir.
V = V1 + V2 + V3
- Dirençlerin toplamı toplam dirence eşittir.
Reş = R1 + R2 + R3



PARALEL BAĞLAMA:
Birer uçları bir noktada, diğer uçları da başka bir noktada olacak şekilde yapılan bağlama şekline paralel bağlama denir
Dirençler paralel bağlandığında eş değer direnç azalır.
- Paralel bağlamada üreteçten çekilen toplam akım K noktasında kollara ayrılır, sonra tekrar L noktasında birleşir ve üretece gelir.
A T = A1 + A2 + A3 veya IT = I1 + I2 + I3
- K - L noktaları arasındaki potansiyel farkı ne ise, bütün dirençlerin uçları arasındaki de o kadardır.
V = V1 = V2 = V3

Seri Bağlı Devreler;

Seri bağlı devreler bir devredeki ampullerin uc uca bağlanması ile kurulmuş olan devrelerdir.Devreye bağlı ampuller direnci temsil ederler.Bu tür devrelerde ampul sayısı arttıkça lambadaki parlaklık azalır.Elektrik akımının büyüklüğünü ölçmek için devrelerde ampermetre kullanılır.Ampermetre devreye her zaman seri bağlanır ve elektrik akımı birimi amperdir.Seri bağlı devrelerde her dirençten eşit büyüklükte akım geçer.Devredeki toplam gerilim her bir direncin uçları arasındaki gerilimlerin toplamını ifade ediyordur.

Eş değer direnç ise devredeki tüm dirençlerin toplamından oluşur.Ampul sayısı arttıkça eş değer direnç artar,akım azalır ve ampullere daha az enerji geleceğinden parlaklık da azalmış olur. Eş değer direnç her zaman devreye bağlı en büyük dirençten daha büyük bir direnç olmalıdır.

Seri bağlı devrelerde elektrik tüketimi az olup, pil ömrü daha uzundur.Ampuller birbirine seri bağlı olduğu için bu ampullerden birinin işlevsiz kalması durumunda diğer ampullerde bu durumdan etkilenir.Bu nedenle bina tesisatlarında ampuller seri bağlanmaz!

Paralel Bağlı Devreler;

Paralel bağlı devreler ampullerin birer ucu aynı noktada birleştirilecek şekilde kurulmuş olan devrelerdir.Bu tür devrelerde ampul sayısı arttıkça lambadaki parlaklık değişmez.Gerilim voltmetre ile ölçülür ve birimi volt olarak ifade edilir.Voltmetre gerilimi ölçülecek noktalar arasında her zaman paralel bağlanır.Paralel bağlı devrelerde üreteçten geçen akım ampullerden geçen akımların toplamına eşittir.Dirençlerin birer ucu aynı noktaya bağlı olduğundan her direnç ucundaki gerilim eşittir.

Ampul sayısı arttıkça eş değer direnç azalır.Eş değer direnç azaldığı için devredeki akım artar.Ama akımın büyüklüğü değişmez ve buna bağlı olarak ampullerin parlaklığı da değişmemiş olur.Eş değer direnç her zaman devreye bağlı en küçük dirençten daha küçük bir direnç olmalıdır.

Paralel devrelerde elektrik tüketimi fazla olup, pil ömrü daha kısadır.Ampuller birbirine paralel bağlı olduğu için bu ampullerden birinin işlevsiz kalması durumunda diğer ampuller bu durumdan etkilenmez.Bu nedenle bina tesisatlarında ampullerin paralel bağlanması tercih edilir!