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.

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.

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

I = I_max. Sin(ωt – φ) olur.

φ: Akımla gerilim arasındaki faz açısı.

Devrenin akıma karşı gösterdiği dirence empedans adı verilir. Empedans;

bağıntısı ile verilir.

AC devrede gerilim ve akımın maksimum değerleri biliniyorsa empedans;

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;

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,

X_L = 2.π.f.L

X_L = 2.3,14 . 50 . 40.10^-3

X_L = 12,6 Ω

Kondansatörün kapasitif reaktansı,

X_C = 1,6 Ω

Devrenin empedansı,

Z = √265 

Z = 16,3 Ω

B)

Akımın maksimum değeri,

I = 13,5 A

C) 

V_R = I. R

V_R = 13,5.12

V_R = 162 V

V_XL = I. X_L

V_XL = 13,5 . 12,6

V_XL  = 170,1 V

V_XC = I . X_C

V_XC = 13,5 . 1,6

V_XC = 21,6 V

Alternatif Akım C Devresi

SANATSAL BİLGİ

29/04/2017