ALTERNATİF AKIM L DEVRESİ

11. Sınıflar ve lys fizik konusu. Alternatif akım devrelerinde L devresi. Bir bobinin endüktans ve endüktif reaktansı. Konu anlatımı.


L Devresi

L devresi sadece akım makarası içeren devredir. Bir üretecin uçlarını bir akım makarasının uçlarına bağlarsak basit bir L devresi elde etmiş oluruz.

Fizik_Ldevre1                                          


Bir akım makarası tel sargılardan meydana gelmektedir. Bir akım makarasında hem bu tellerin oluşturduğu bir R direnci vardır hem de tel sargıların devredeki fonksiyonundan ileri gelen bir direnç değeri vardır. 

Sadece akım makarasının fonksiyonundan kaynaklanan direnç, gerilim ve akım değerlerini inceleyeceğimizden bu bobindeki tel sargıların direncini ihmal edeceğiz.

Önce L değerinin neyi ifade ettiğini açıklayalım. L değeri bobinin endüktansını ifade eder. Birimi Henry’dir.

Bir bobinin endüktansı aşağıdaki gibi hesaplanır.

L = µ.N2 . A
Ɩ




L: Endüktans

µ: Manyetik geçirgenlik

N: Sarım sayısı

A: Bobin kesit alanı (m2)

Ɩ: Bobin üzerindeki sarımın uzunluğu (m)

Ayrıntılara girilmeyen bazı kaynaklarda endüktans terimi, endüktif reaktans yerine kullanılmaktadır. Eğer endüktans birimi Henry olarak verilmişse endüktans, ohm olarak verilmişse endüktif reaktans olduğu anlaşılır.

Örnek:

Manyetik geçirgenliği µb = 300 olan bir bobinin sarım sayısı 100’dür. Bu bobinin kesit alanı  5.10-4  m2  , sargının bulunduğu bölümün uzunluğu 25 cm olduğuna göre bu bobinin endüktansını hesaplayınız.

(Havanın manyetik geçirgenliği µ0 = 1,256.10-6    H/m)

Çözüm:

L = µ.N2 . A
Ɩ



µ = µb . µ0

µ = 300 . 1,256.10-6 

µ = 376,8 . 10-6

L = 376,8 . 10-6  . 1002 . 5.10-4 
0,25



L = 75360000 . 10-10  Henry

L = 7,5 .10-3  H

L = 7,5 mH


Endüktif Reaktans

Bobinlerin alternatif akım devrelerinde gösterdikleri dirence endüktif reaktans denir. Bu direnç frekansla doğru orantılıdır.

Endüktif reaktans XL ile gösterilir, birimi ohm’dur.

XL = ω.L ile hesaplanır. ω= 2.π.f olduğundan;

XL = 2.π.f.L olur.

Örnek:

7,5 mH değerindeki bobinin 50 Hz frekansta çalışan bir alternatif akım devresinde oluşturacağı endüktif reaktansı bulunuz.

Çözüm:

XL = 2.π.f.L

XL = 2.π.50.7,5 .10-3 

XL = 2355.10-3 

XL = 2,4 Ω olarak bulunur.




L Devrelerinde Akımın Anlık ve Maksimum Değeri

Endüktif reaktansı XL olan bir bobinin devredeki anlık akım değeri;

I = - Vmax  . cosωt ifadesi ile bulunur.
XL



I akımının maksimum değeri;

Imax = Vmax  şeklinde olur.
XL



Imax değerinden yararlanarak akımın anlık değeri aşağıdaki şekilde de yazılabilir.

I = Imax . sin(ωt – π/2)


L devrelerinde akım gerilimin 90° gerisindedir. Akımla gerilim arasındaki faz açısı 90° dir.

Daha basit bir ifade ile L devrelerinde gerilim;

V = Vmax.sinωt ise akım;

I = Imax.sin(ωt – π/2) olur.

Örnek:

Fizik_Ldevre2                                          


Yukarıdaki devrede maksimum akımı ve akımın anlık değerini hesaplayınız.


Çözüm:

Endüktif reaktansı hesaplayalım.

XL = 2. 3,14.50.15.10-3 

XL = 4,7 Ω

Maksimum akım,

Imax = Vmax
XL



Imax = 150
4,7



Imax = 31,9 A

Imax ≅ 32 A

Akımın anlık değeri,

I= Imax.Sin(ωt – π/2)

I = 32sin(ωt – π/2)

I akımının her hangi bir t anındaki değeri yukarıdaki eşitlikte yerine konularak I akımı hesaplanabilir.

L devresinin Gerilim – Akım Grafiği

L devresinde akım gerilimin 90° gerisindedir. Akım ve gerilimin zamana bağlı grafiği aşağıdaki şekilde verilmiştir.


Fizik_Ldevre3



Alternatif Akım R Devresi

Alternatif Akım C 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