Elektrik devresi nedir, nasıl yapılır? - Sayfa 3

Elektrik Devresi Nedir ?

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

DEVRE, ELEKTRİK
Bir elektrik donanımını oluşturan bağlantılar ve bileşenleri topluca belirten terim. Elektrik devresi elektrik akımına (elektrik yüklü akışına) yol sağlamak için biri birine bağlanmış bileşenlerden oluşur. Elektrik çoğu kez ışık, ses ya da ısı gibi farklı bir enerji türü üretmekte kullanılır.
DEVRENİN BÖLÜMLERİ

Elektrik devrelerinin çoğunda dört ana bölüm vardır; (1) kimyasal pil, üreteç ya da güneş pili gibi bir elektrik enerjisi kaynağı; (2) lamba, motor ya da hoparlör gibi bir yük (yada çıktı aygıtı); (3) elektrik enerjisi kaynaktan yüke taşımak için bakır yada alüminyum tel gibi iletkenler ;(4) enerjinin yüke akışını denetlemek için röle,anahtar ya da termostat gibi denetim aygıtı.
A B



11/2 V pil +

3 V ampul -
11/2 V pil



Basit bir elektrik devresi,elektriksel bileşenlerin çizimlerini kapsayan resimsel bir şekille ya da elektrikçilerin belirli bileşenleri tanımlamakta kullandıkları bağlantılı standart simgelerden oluşan bir çizimle (B) gösterilebilir.

Gerek DA (yönü değişmeyen doğru akım),gerek AA (yönü periyodik olarak terselen dalgalı akım yada alternatif akım) olabilen kaynak, devreye bir elektromotor kuvvet (emk) uygular. Bu emk ,volt(V) olarak ölçülür ve basınca benzer; belli bir devreden geçecek (amper olarak ölçülen ) akım miktarını belirler. Dünyanın çeşitli ülkelerinde kullanılan normal voltajlar genellikle, 50 - 60 hertz frekansta 110 ya da 220 V’ dur.
Devreler,seri,paralel,seri-paralel ve karmaşık olarak dört genel tipe ayrılabilir. Bunların tümü DA, ya da AA bir kaynaktan beslenebilir.

2A 4 V 2A
+ -

+ 2W +
12V 3W 6V
- 1 W -
- +
2A 2A
2V
Yılbaşı ağacı ampulleri gibi seri bağlanmış bir doğru akım devresinde, bütün dirençler ya da ışıklar (ampuller) ardışık olarak bağlanır .Her ışıkta oluşan voltaj düşmesi, elektrik akışına gösterdiği dirence bağlıdır. Aynı akım bütün ışıklardan geçtiği için, ışıklardan biri sönerse, öbür ışıklara akım geçişi kesilir




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.

15A 5A


+ 12

10A 12W 2A 60W 3A 40W
-


15 A 5 A

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.

Kaynak