MAKSİMUM GÜÇ SORULARI

Maksimum güç transferi ile ilgili çözümlü sorular. Akım – gerilim ve gerilim akım dönüşümleri yöntemlerini kullanarak maksimum güç transferi için yük direncinin bulunması.

Bu sayfada akım gerilim kaynaklarından oluşan devre örnekleri sorulacaktır. Sonraki sayfada bağımlı kaynağın da kullanıldığı soru örneği yer almaktadır. İlgili sayfanın linki konu sonundadır.

Soru – 1 

Şekildeki devrede RL direncinin üzerindeki gücün maksimum olması için RL direnci kaç Ohm Olmalıdır?

Çözüm:

Gerilim kaynaklarını akım kaynaklarına çevirerek devreyi RL haricinde 1 akım kaynağı ve 1 paralel dirençten oluşan devre haline dönüştürebiliriz. Bunun için izleyeceğimiz yol, kaynak dönüşümü yöntemidir.

Sol tarafta 32 V luk kaynak ile 8 Ω dirençten bir akım kaynağı yapalım.

I₁ = 32/8

I₁ = 4 A

Sağ taraftaki 36 V luk gerilim kaynağı ile 12 Ω luk dirençten bir akım kaynağı yapalım.

I₂ = 36/12

= 3 A

Şimdi devreyi tekrar kuralım.

RL dışında kalan dirençlerin eşdeğer direnci Rs olsun.

Rs = 8//8//6//12

1/Rs = 1/8 + 1/8 + 1 /6 + 1/12 

Rs = 2 Ω

Akım toplamları Is olsun.

Is = 4 + 5 + 3

= 12 A

Yeni devremiz aşağıdaki gibidir.

Bu şekildeki bir devrede RL üzerindeki gücün maksimum olması için RL direncinin 2 Ω luk dirence eşit olması gerekir. Yani 1 paralel direnç ve 1 akım kaynağından oluşan devrede dirence paralel bağlanacak olan yükün maksimum gücü alabilmesi için direncinin paralel bağlandığı dirence eşit olması gerekir.

R_L = 2 Ω olduğuna göre çektiği akımı, gerilimini ve gücünü bulalım.

I_L = 6 A

V_L = 6.2 = 12 V

P_L = I².R = 36.2

P_L = 72 W

4 Ω luk bir direnç koysak ne olurdu?

I_L = 4 A

V_L = 4.4 = 16 V

P_L = 16.4 = 64 W

Eğer 1 Ω luk bir direnç koysaydık.

IL = 12.2/3

= 8 A

V_L = 1.8 = 8 V

P_L = 64.1 = 64 W

Soru – 2 

Şekildeki devrede RL direncinin üzerindeki güç maksimum olduğuna göre, RL direnci kaç Ohm’dur?

Çözüm:

RL direncini bir kenara bırakalım ve diğer dirençlerin eşdeğerini bulmaya çalışalım.

60 V’luk gerilim kaynağını akım kaynağına dönüştürelim.

Sağ tarafta 6 ve 4 Ω luk dirençler seri bağlı ve bu kol ile 6 Ohm’luk direncin bulunduğu kol paralel bağlı öyleyse bunların eşdeğeri,

= 3,75 ΩŞimdi devreyi aşağıdaki gibi düzenleyelim.

Şimdi soldaki 10, 9 ve 15 Ohm luk dirençlerin eşdeğerini alalım.

1/R₂ = 1/10 + 1/9 + 1/15

R₂ = 3,6 Ω

Şimdi R₁ ve R₂ dirençleri paraleldir.

R_s = 1,84 Ω

R_L direnci maksimum gücü çekiyorsa 1,84 Ohm’dur.

R_L direncinin gücünü ve gerilimini hesaplayalım.

= 3 A

P_L = 9.(1,84) = 16,56 W

V_L = 3.(1,84) = 5,52 V

Burada R_L direncinin kendisine paralel bağlı dirence eşit olması kuralı, devrede 1 akım kaynağı ve 1 direnç olduğu durumda geçerlidir.

Maksimum Güç Transferi Konu Anlatımı

Maksimum Güç Soruları -2

Maksimum Güç Soruları - 3

SANATSAL BİLGİ

30/08/2019