11. SINIF ALTERNATİF AKIM DEVRESİ

11. Sınıflar ve lys fizik konusu. Alternatif akım devreleri. Sadece bir dirençten oluşan R devresi. Konu anlatımı ve çözümlü örnekler.

Bir alternatif akım devresi sinüsoidal bir gerilim üreten kaynak ile direnç, bobin, sığaç elemanlarından oluşur. Bir AC devrede bobin, direnç ve sığaçlardan sadece biri veya birkaçı bulunabilir.

AC devrede gerilim kaynağının ürettiği gerilim aşağıdaki şekilde gösterilir.

V = V_mak . sinωt

Yukarıdaki gerilim formülü herhangi bir andaki gerilimi verir. Alternatif gerilim değeri zamana bağlı olarak değişen bir gerilimdir. Bu gerilim bir periyot içinde 2 kez sıfır olur, 2 kezde maksimum değerine ulaşır.

Alternatif gerilim ile beslenen devrelerde bobin, sığaç ve direnç gibi elemanlar bulunur. Direnç R ile, sığaç C ile, bobin (akım makarası) ise L ile gösterilir.

Alternatif Akım Devre Çeşitleri

R Devresi

R devresi sadece direnç içeren devredir. Bu devrede sığaç ve bobin bulunmaz.

Yukarıdaki devrede R direncinin üzerindeki gerilimin herhangi bir andaki değeri;

V = V_m . sinωt şeklindedir.

R direnci üzerindeki akımın herhangi bir andaki değeri ise;

R direnci üzerindeki akım ile gerilimin grafiği aşağıda verilmiştir. Bu devrede akım ile gerilim aynı fazdadır.

Örnek:

Yukarıdaki devre 50 Hz frekansta çalışmaktadır. Bu devre için;

a) Maksimum gerilim ve akım değerini bulunuz.

b) t = 1 ms deki gerilim ve akım değerini bulunuz.

(sin18° = 0,3)

Çözüm:

a) Gerilimin maksimum değeri sinωt bileşeninin 1 olduğu andaki gerilimdir. Bu anda maksimum gerilim 380 V olur. maksimum akım ise;

I_max = 9,5 A olur.

b)

V = 380.sin(2.π.f.t)

sin(2.π.f.t) değerini bulalım.

Sin(2.π.50.0,001) = sin(100.π/1000

= sin(π/10)

π/10 değerini bulalım. Π sayısı açısal olarak 180° ye eşittir.

π/10 = 180/10 = 18°

Gerilim değeri 380.sin18° olur. 

V = 380.sin18°

V = 380.0,3

V = 114 V bulunur. Şimdi akımı bulalım.

I = 2,85 A bulunur.

Örnek:

Yukarıdaki devre için akım ve gerilimin etkin değerini bulunuz.

Çözüm:

Devredeki gerilimin maksimum değeri V_m = 180 V’tur. Bu gerilimin etkin değeri;

V_etkin = 0,707 . 180

V_etkin = 127,3 V ≅ 127 V olur.

Akımın etkin değeri,

I_etkin = 0,635

I_etkin ≅ 0,64 V olur.

Örnek:

110sin(120πt) ifadesi ile verilen gerilimin frekansı kaç Hz (s^-1) dir. Bu gerilimin etkin değeri kaç V’tur.

Çözüm:

açısal hız;

ω= 2.π.f şeklindedir.

2.π.f = 120π 

f = 60 Hz bulunur.

Gerilimin etkin değeri;

V_etkin = 77,78 V’tur.

Alternatif Akım C Devresi

Alternatif Akım L Devresi

SANATSAL BİLGİ

13/04/2017