SERİ RLC DEVRESİ

11. sınıflar fizik dersi. Seri RLC devreleri konusu. RLC devrelerinde empedans, akım ve gerilim hesapları. Konu anlatımı.


Direnç, bobin ve kondansatörün seri bağlanması ile oluşan devrelere seri RLC devresi denir.

RLC_Devre11S1


Yukarıdaki devrede C sığacı yüklü iken anahtar kapatılırsa devredeki enerji bobin ve sığaç arasında gidip gelmeler yapar. Enerji bu gidip gelmeler arasında direnç üzerinde ısı enerjisine dönüştürülerek harcanır ve zamanla azalarak biter. 

Devrede anahtar değil de AC güç kaynağı bağlanırsa, devrede sürekli bir alternatif akım oluşur. 

Bu devrede direnç gerilimi ile akım aynı fazdadır. Bobin gerilimi, bobin akımından 90° ileri fazdadır. Kondansatör gerilimi ise kondansatör akımından 90° geri fazdadır.

RLC_Devre11S2


Devrede bobin gerilimi ile kondansatör gerilimi aynı fazda fakat aralarında 180° faz farkı vardır. Devrenin akımı;

I = Imax. Sin(ωt – φ) olur.

φ: Akımla gerilim arasındaki faz açısı.


Devrenin akıma karşı gösterdiği dirence empedans adı verilir. Empedans;

RLC_Devre11S3

bağıntısı ile verilir.



AC devrede gerilim ve akımın maksimum değerleri biliniyorsa empedans;

Z = Vmax bağıntısı ile de bulunabilir.
Imax



Empedansın birimi ohm’dur.

Empedans kaynağın frekansına bağlı olduğundan akım da kaynağın frekansına bağlıdır.



Rezonans Frekansı

AC devrede endüktif reaktansın kapasitif reaktansa eşit olduğu durumdaki frekansa rezonans frekansı denilmektedir.

Rezonans frekansında devrenin gerilimi direnç üzerinde oluşan gerilime eşittir. V = VR

Yine rezonans frekansında devrenin toplam direnci R direncine eşit olur. Z = R

Rezonans frekansında akım ile gerilim aynı fazda olur. Devredeki akımın etkin değeri ve devrede harcanan güç maksimumdur.


Rezonans frekansı f;

f = 1 formülü ile bulunur.
2π.√L.C   




RLC_Devre11S4


Örnek:

Yukarıdaki Devre İçin;

A) Empedans değeri kaç ohm’dur?

B) Akımın maksimum değeri kaç Amper’dir?

C) Herbir alıcıdaki gerilimin maksimum değeri kaç V’tur.


Çözüm:

A)

Direnç değeri,

R = 12 Ω

Bobinin endüktif reaktansı,

XL = 2.π.f.L

XL = 2.3,14 . 50 . 40.10-3

XL = 12,6 Ω

Kondansatörün kapasitif reaktansı,

XC = 1
2 .π.f.C



XC  = 1
2 . 3,14 . 50 . 2.10-3 



XC = 1000
628



XC = 1,6 Ω

Devrenin empedansı,

RLC_Devre11S5

Z = √265 

Z = 16,3 Ω


B)

Akımın maksimum değeri,

I = V
Z



I = 220
16,3



I = 13,5 A


C) 

VR = I. R

VR = 13,5.12

VR = 162 V


VXL = I. XL

VXL = 13,5 . 12,6

VXL  = 170,1 V


VXC = I . XC

VXC = 13,5 . 1,6

VXC = 21,6 V


Alternatif Akım C Devresi




SANATSAL BİLGİ

29/04/2017

  • 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