Özel Ders

BAĞIMLI GERİLİM KAYNAKLARI

Elektrik – Elektronik dersi konusu. Bağımlı kaynaklar nedir? Akım kontrollü ve gerilim kontrollü bağımlı gerilim kaynakları. Bağımlı kaynaklarla devre analizi. Açıklamalı çözümlü örnekler.

Bağımlı Kaynaklar

Elektrik devrelerinde bağımlı kaynaklar iki çeşittir. Bağımlı akım kaynakları ve bağımlı gerilim kaynakları. Bu kaynaklar gerilim ve akım kontrollü olarak kendi içlerinde ikiye ayrılırlar.

Bağımlı kaynak devrede gerçekte olmayan bir kaynaktır. Bir anlamda sanal kaynaklardır. Bu kaynaklar devrede kullanılan yarı iletken vb. devre elemanlarının devredeki bağımsız kaynaktan çekilen akıma veya bu akımın herhangi bir dirençte oluşturduğu gerilime bağlı olarak tetiklenirler. Yani bağımlı kaynakların var olması için devrede bir bağımsız kaynak olmalıdır. Örnek verecek olursak, yükseltici olarak kullanılan transistörler, giriş gerilimi ve akımını belli bir değere kadar yükseltirler. Amplifikatörlerde aynı yöntemle çalışır. İşte bağımlı kaynaklarla devre analizi bu gibi devrelerin çözümünde ve tasarımında kullanılır.

Bu bölümde bağımlı gerilim kaynaklarını inceleyeceğiz ve iki örnek vereceğiz. Bağımlı akım kaynağı başka bir sayfada olacak. Ayrıca bol miktarda bağımlı kaynak soruları hazırlayarak linkini sayfa sonuna koyacağız.

1 Akım Kontrollü Bağımlı Gerilim Kaynakları

Bu kaynaklar, referans bir direnç üzerinden geçen akıma bağlı olarak gerilim üretirler. Genellikle 5.I, 10.I gibi sembollerle gösterilirler.

bagimli_kaynak_k1i1

Yukarıdaki şekil akım kontrollü bağımlı gerilim kaynağını göstermektedir. Burada gerilim kaynağının değeri I1 akımının 4 katıdır. A sayısının birimi Ohm’dur. Böylece, A Ohm. I Amper = A.I Ohm.Amper = A.I Volt elde edilmiş olur. Aşağıda bir örnek yapalım.

Örnek:

bagimli_kaynak_k1i2

Şekilde bağımlı kaynağın kullanıldığı bir devre görülmektedir. Bu devrede bağımlı gerilim kaynağı R1 direnci üzerinden geçen I1 akımına bağlıdır ve bu akımın 4 katı gerilim üretmektedir. Burada

Devreyi basitçe Kirchoff gerilim kuralı ile çözebiliriz.

Sol taraftaki göz için,

-60 + 12I₁ + 8(I₁ – I₂) = 0

20I₁ – 8I₂ = 60 (1)

Sağ taraftaki göz için,

8(I₂ – I₁) + 5I₂ + V_d = 0

V_d = 4 I₁ idi, bunu yerine koyalım.

8I₂ – 8I₁ + 5I₂ + 4I₁ = 0

13I₂ – 4I₁ = 0

13I₂ = 4I₁

I₁ =	13I₂
	4

Bu sonucu (1) numaralı denklemde yerine koyarsak,

20I₁ – 8I₂ = 60 (1)

	20.13.I₂	– 8I₂ = 60
	4

65I₂ – 8I₂ = 60

57I₂ = 60

I₂ =	60
	57

I₂ = 1,05 A

I₁ = 1,05 .	13
	4

I₁ = 3,4 A

V_d = 4.3,4 = 13,6 V

V_R1 = 12I₁

V_R1 = 3,4 . 12 = 40,8 V

V_R2 = 8(I1 – I2)

V_R2 = 8.2,35

V_R2 = 18,8 V

V_R3 = 5I2

V_R3 = 5.1,05

V_R3 = 5,25 V

bagimli_kaynak_k1i3

2. Gerilim Kontrollü Bağımlı Kaynak

Bu devrelerde bağımlı kaynak belirli bir direnç üzerindeki gerilime bağlıdır. Direnç üzerindeki gerilim de doğal olarak devrenin besleme kaynağına bağlıdır.

bagimli_kaynak_k1i4

Buradaki µ katsayısı birimsizdir. Herhangi bir sayıyı gösterir.

Örnek:

bagimli_kaynak_k1i5

Yukarıdaki devre için,

A) U₁ gerilimini bulunuz

B) R₂, R₃ ve R₄ dirençleri üzerindeki gerilimleri bulunuz.

C) R₃ ve R₅ dirençlerinden geçen akımı bulunuz.

Çözüm:

Bu devreyi düğüm gerilimleri yöntemi ile çözeceğiz. Bunun için bazı akım yönlerini varsayacağız ve bu akımlara uygun Kirchoff akım yasasını uygulayarak düğüm gerilimlerine geçiş yapacağız. Bilindiği üzere Kirchoff akım yasasına göre bir düğüme gelen ve o düğümü terk eden akımların toplamı 0 idi.

bagimli_kaynak_k1i6