ALTERNATİF AKIM C DEVRESİ

11. Sınıflar fizik ve lys konusu. C devrelerinde kapasitans ve kapasitif reaktans değerlerinin bulunması. C devrelerinde akımın maksimum ve anlık değerleri.



C Devresi

Elektrik yüklerini depolayan devre elemanlarına kondansatör veya kapasitör denir. Kondansatörlerin elektrik enerjisi depolayabilme kabiliyetine ise kapasitans denir. Bir kapasitans dediğimizde devrede elektrik yükü depolayan bir devre elemanından söz ediyoruz demektir.

Kapasitansın birimi Farad’dır.

Paralel plakalı bir kapasitör için kapasitans değeri aşağıdaki formülle bulunur.

C = Ԑ.A
d



C: Kapasitans değeri (Farad)

Ԑ: Plakalar arasındaki yalıtkan malzemenin dielektrik katsayısı (Farad/metre)

A: Plakaların Alanı (m2)

d: Plakalar arasındaki mesafe (m)


Örnek:

Alanı 0,5 m2 olan iki plaka arasına dielektrik sabiti 1,5 olan bir malzeme konularak bir kapasitör oluşturuluyor. Kapasitörde paralel plakaların birbirine uzaklığı 0, 005 m dir. 

Buna göre kapasitörün kapasitans değeri kaç Farad’dır?

(Havanın dielektrik katsayısı Ԑ0 = 8,854.10-12 F/m)


Çözüm:

Kapasitansı veren formül;

C = Ԑ.A
d



Ԑ = Ԑc . Ԑ0

Ԑ = 1,5 . 8,854.10-12

Ԑ = 13,28 . 10-12  F/m

C = 13,28 . 10-12 . 0,5
0,005



C = 1328.10-12

C = 1,33 . 10-9

C = 1,33 nF


Kapasitif Reaktans

Kapasitörler alternatif akım devrelerinde, alternatif akımın frekansı ile ters orantılı olarak değişen bir direnç gösterir. Kapasitörlerin bu direncine kapasitif reaktans adı verilir.

Kapasitif reaktans XC ile gösterilir, birimi ohm (Ω) dur.

AC devrelerde kapasitif reaktans;

XC = 1
ωC



ω = 2.π.f olduğundan kapasitif reaktans,

XC = 1
2.π.f.C 




Şeklinde olur. Ayrıntılara girmeyen bazı kitaplarda kapasitif reaktans yerine kapasitans terimi kullanılmaktadır. Siz eğer birim farad olarak verilmişse kapasitans, birim ohm olarak verilmişse kapasitif reaktans olarak kabul ediniz.


Örnek:

20 µF kapasitansa sahip bir kapasitör 50 Hz frekansta çalışan bir AC devresinde bulunmaktadır.

Bu kapasitörün kapasitif reaktansı kaç ohm dur?


Çözüm:

XC = 1
2 . 3,14 . 50 . 20 . 10-6 



XC = 1
6280 . 10-6 



XC = 159 Ω


C Devrelerinde Akımın Maksimum ve Anlık Değeri


Kapasitif devrelerde herhangi bir anda devreden geçen akım değeri;

I = C.ω . Vmax . cosωt

Şeklindedir. 

Maksimum akım değeri;

Imax =Vmax
XC




Kapasitörden geçen akımın anlık değeri Imax ifadesinden yararlanılarak aşağıdaki şekilde de verilebilir.

I = Imax . sin(ωt + π/2)


Örnek:

Fizik_Cdevre1


Yukarıdaki devre için akımın maksimum ve anlık değerini bulunuz.

Çözüm:

Devrenin kapasitif reaktansını bulalım.

XC = 1
2 . 3,14 . 50 . 40 . 10-6 



XC = 1
12560 . 10-6



XC = 79,6 ≅ 80 Ω


Devreden geçem maksimum akım,

Imax =Vmax
XC



Imax =120
80



Imax = 1,5 A

Akımın anlık değeri,

I = Imax . sin(ωt + π/2)

I = 1,5 . sin(ωt + π/2)



C devrelerinde gerilim ve akımın zamana bağlı grafiği aşağıdaki gibi olur.

C devrelerinde üreteçten çekilen gerilim 0 iken akım maksimum olur. Gerilim maksimum olduğunda akım 0 olur. C devrelerinde akım, gerilimin 90° ilerisindedir.

Fizik_Cdevre2


Alternatif Akım L Devresi

Alternatif Akım R Devresi

Alternatif Akım RLC Devresi



SANATSAL BİLGİ

19/04/2017

  • YORUM YAZ
  • ADI SOYADI(veya nick)
  • YORUM

COPYRIGHT© HER HAKKI SAKLIDIR
Sitede Yer Alan Bilgi Belge Ve Materyallerin İzinsiz olarak Kopyalanması ve Alıntılanması Yasaktır

SANATSAL BILGI