İndüksiyon Akımı
Bir mıknatıs şekildeki gibi akım makarasının içine doğru hızla yaklaştırıldığında ya da makaradan uzaklaştırıldığında ampermetreden akım geçer. Üreteç olmadan elde edilen bu akıma indüksiyon akımı denir. İndüksiyon akımının meydana gelmesinin nedeni kapalı bir devre halinde bulunan iletkenden geçen, magnetik alan kuvvet çizgilerinin sayısının değişmesidir.
Kuvvet çizgileri hızlı değişirse indüksiyon akımı büyük, yavaş değişirse küçük olur. Yukarıdaki şekilde de mıknatıs, akım makarasına hızlı yaklaşırsa indüksiyon akımı büyük, yavaş yaklaşırsa akımın şiddeti küçük olur. Mıknatıs yaklaşırken ve uzaklaşırken oluşan akımın yönleri birbirlerine göre zıttır. Makaranın sarım sayısının artması indüksiyon akımının şiddetini artırır.
Elektromıknatıs
Elektromıknatıs, elektrik akımı kullanılarak demirden elde edilen mıknatıstır.Elekromıknatısın her iki ucu da manyatik maddeleri çeker.
Pil,ters çevrilirse elektromıknatısın her iki ucu da aynı şekilde çekme özelliği gösteriri ama kutupları yer değiştirir.Ancak elektro mıknatıslarda her zaman pil söz konusu değildir.Büyük elektro mıknatıslarda gelişmiş akü,motor vb. güç kaynakları kullanılır. Elektromıknatısın kutupları sarımdan geçen akımın yönüne bağlıdır.Sağ elimizin dört parmağı bobin üzerinden geçen akım yönünde olacak şekilde elimizi sardığımızda baş parmak kuzey kutbunu gösterir.Diğer uç ise güney kutbu olur.Kuzey kutbu mıknatısın pozitif, güney kutbu ise negatiftir. Bir elektromıknatısın çekim gücü;
- Bobindeki sarım sayısı ile doğru orantılı,
- Telden geçen akım miktarı ile doğru orantılı,
- Pil sayısı ile doğru orantılı,
- Pilin gerilimi ile doğru orantılıdır.
Elektromıknatıs her zaman mıknatıslık özelliği göstermez,akım kesildiği an mıknatıslık özelliği de kaybolur.
Elektromıknatıslar, elektrik zili, bilgisayar yapımı, telefon, telgraf gibi araçlar ve birçok elektronik aracın yapısında kullanılır. Demir yükleme işleri yapan vinçler, elektromıknatıslarla yüklerini kaldırır.Ayrıca hurda toplama yerlerinde hurdalar elektromıknatıslar sayesinde taşınıp istenilen yere götürülür.Birçok yerde kullanılır.
Kondansatör
Kondansatörler yapı itibari ile iki iletken plaka arasına bir yalıtkan maddenin konulması ile oluşan devre elemanlarıdır. Kullanılan yalıtkan maddenin türüne göre (hava, mika, seramik vb.) kondansatör isim alır. Devrelerde genellikle filtre elemanı olarak veya şarj ve deşarj özelliği kullanılır. Alternatif akımları doğru akıma çevirmek için kullanılan hayati elemanlardan biridir. AC akımın pozitif anında şarj olur, AC akımın sıfıra düştüğü ve negatif anında ise üzerindeki yükü kulanarak bu farkı kapatır ve çıkışta diğer devre elemanlarınında (diyot vs.) yardımı ile DC akım elde edilir.
Güç Kaynağı
Güç kaynağı, genel tanımıyla, bir enerji üreticisidir.
Bu enerji elektrik enerjisi olduğu gibi, mekanik, ısı ve ışık enerjisi şeklinde de olabilir.
Konumuz elektronik olduğu için biz elektronik devreler için gerekli güç kaynağı olan Doğrultucular incelenecektir.
Doğrultucu nedir? AC gerilimi DC gerilime çeviren güç kaynaklarıdır.
Elektronikte kullanılan doğrultucuların yararlandığı .ac gerilim, şehir şebekesinden alınan 220 Volt ‘luk gerilimdir. Bu gerilim Şekil 1.5 ‘de görüldüğü gibi sinüzoidal olarak değişir.
İyi bir doğrultucudan beklenen, AC geriliminden, hiç dalgalanması olmayan ve istenilen değerde bir DC gerilim oluşturmaktır.
Buradaki “+” ve “-” değerlendirilmesi kaynağın toprağa bağlanan ucu ile yapılmaktadır. Kaynağın (-) ucu toprağa (şaseye) bağlanırsa,besleme gerilimi (+) pozitif olarak kullanılır. Veya bunun tersi olur. Genellikle “-” negatif uç toprağa bağlanır.
Doğrultucuların Yapısı
Komple bir doğrultucu Şekil 1.5 ‘de gösterildiği gibi şu dört ana bölümden oluşmaktadır:
Transformatör: 220V ihtiyaç duyulan AC gerilime dönüştürülmesini sağlar.
Doğrultma Devresi: AC gerilimi DC gerilime çeviren devredir. Bu DC gerilim, sinüzoidal değişimin tek yönlü halidir. Yani dalgalıdır.
Filtre Devresi: Dalgalanması mümkün olduğunca az DC gerilim oluşumunu sağlar.
Regülatör Devresi: Tam doğrultulmuş DC gerilim oluşumunu sağlar.
UPS
UPS, elektriksel güç kaynağınız ile bilgisayar sisteminiz arasında bulunan ve bu sistemin dahilindeki bileşenleri elektrik akımındaki anormalliklerden ya da iniş çıkışlardan koruyan bir donanımdır.
UPS’ler, bilgisayar sisteminizi besleyen akımın voltajdaki düşme ya da bir elektrik kesintisi sonucu azalması ya da tükenmesi halinde sisteme yedek güç sağlarlar. Bunun yanı sıra, elektrik akımında kısa süreli ve hafif ya da uzun süreli ve yüksek artışlar şeklinde gözlenen dalgalanmalar sırasında yine UPS’ler devreye girer. UPS’ler bir anlamda, bir elektrik kesintisi durumunda sistemin normal bir şekilde çalışmaya devam etmesini sağlayarak size, üzerinde çalışmakta olduğunuz işi kaydetmeniz ve sisteminizi sağlıklı bir biçimde kapatmanız için ihtiyaç duyduğunuz zamanı verirler. Bazı UPS’ler bünyelerindeki güç kaynaklarını bir PC’ye “her zaman” enerji sağlamak için kullanırken bazıları da bu güç kaynaklarını “sadece voltaj düzensizlikleri tespit edildiğinde” devreye sokar (yani UPS, eğer bir anormallik ya da düzensizlik göremiyorsa, normal güç kaynağından [meselâ evinizdeki ya da ofisinizdeki elektrik hattı] elde edilen akıma hiç müdahale etmez ve bu akımın direkt olarak sisteminize ulaşmasına izin verir).
GPS
Sartlar ne olursa olsun, bir GPS alicisi size yeryüzünde nerede oldugunuzu söyleyebilir.
Neredeyse her yerde 365 gün 24 saat çalisabilirler. Tipide, yogun siste, hatta okyanusun ortasinda referans noktaniz olmadigi zaman bile çalisirlar.
Sadece, uydu sinyallerini engelleyebilecek nesnelerin, yogun agaçlarin gökyüzünü kapladigi ya da binalarin sik oldugu yerlerde performansi düsebilir. GPS alicilari bir sonraki duraginizin neresi olacagini, oraya ne kadar uzakta oldugunuzu ve hangi yönden oraya ulasabileceginizi bulmaniza yardimci olurlar. Hatta nasil gidilecegini unuttugunuz gizli balik yatagina veya geçen kis rastladiginiz kaplicaya yönlendirebilecek bilgileri kendiniz için kaydedebilirsiniz ve bunlari istediginiz zaman yeniden bulabilirsiniz.
Kapalı Devre Kanunu
Kapalı bir elektrik devresinde bulunan gerilim kaynakları toplamı ile bu devredeki dirençler üzerinde düşen gerilimlerin toplamları eşittir.
Devrede 20 ve 10 V’luk iki gerilim kaynağı mevcut olsun ve ters yönde bağlı olsunlar.Gerilim kaynaklarının toplamı 20 – 10 = 10 volt eder. R1 2 , R2 3 , R3 de 5 Ohm ise, her bir direncin uçlarında düşen gerilim nedir ?
Toplam direnç 10 Ohm olduğu için devreden 1 Amper akım geçer, her dirençten bu akım geçtiği için; V = İ x R den V1 = 1×2 volt V2 = 1×3 volt V3 = 1×5 volt Olur, böylece toplam voltaj düşümleri de 10 V’a eşit demektir.
Direnç
Devreye uygulanan gerilim ve akım bir uçtan diğer uca ulaşıncaya kadar izlediği yolda birtakım zorluklarla karşılaşır. Bu zorluklar elektronların geçişin etkileyen veya geçiktiren kuvvetlerdir. İşte bu kuvvetlere DİRENÇ denebilir. Kısaca ohm ile gösterilir İlk olarak direncin tarifiyle başlayalım. Elektrik akımına karşı gösterilen zorluğa direnç denir. Genel olarak “R” harfi ile sembollendirilir. Birimi ise “W” Ohm’ dur.
Aşağıdaki gibi çeşitli sembollerle gösterilir. Ohm Kanunu Kapalı Bir elektrik devresinde direnç ; devre gerilimi ile devreden geçen akımın bölümüne eşittir, Elektriksel devrelerde kullanılan direnç Kapalı Bir elektrik devresinde gerilim; devre direnci ile devreden geçen akımın çarpımına eşittir, Kapalı Bir elektrik devresinde akım; devre gerilimi ile devre direncinin bölümüne eşittir,gibi üç sekilde ifade edilir. Yeri gelmişken gerilim ve akımıda tanımlayalım: Gerilim:Bir elektrik devresinde, iki nokta arasındaki potansiyel farka gerilim denir.Gerilim genellikle “U” harfi ile sembollendirilir,Fakat bazı kaynaklarda “E” olarak da gösterilebilir.Birimi ise “V” Volt’ tur. Akım:Bir elektrik devresinde serbest elektronların bir taraftan diğer tarafa yer değiştirmesidir.Bu yer değiştirme güç kaynağı içinde “-” den “+” ya doğru olur,devre içinde ise “+” dan “-” ye doğru olur.Buna elektron akışı – akım denir.Akım “I” harfi ile sembollendirilir,Birimi ise “A” Amper’ dir. Ohm Kanunun formülsel ifadesi ise şöyledir; R = U / I Û W = V / A Direnç Şekilleri ve yapıları Dirençler yapıldıkları malzemeye göre; 1. Karbon Dirençler , 2. Telli Dirençler olarak ikiye, Kullanılışlarına göre ise: 1. Sabit Dirençler 2. Ayarlı Dirençler olarak ikiye ayrılırlar. Dirençler şekildeki gibi tasarlandıkları gibi farklı maddelerden farklı şekil ve bağlantılarla da tasarlanabilirler.
Düğüm Noktası Kanunu
Bir düğüm noktasına gelen akımların toplamı ile bu düğüm noktasından giden akımların cebirsel toplamı eşittir.
1, 4, 5 nolu akımlar giden, 2 ve 3 nolu akımlar gelen olduğuna göre; İ 1 +İ 4 + İ 5 = İ 2 + İ 3 olur. Şekilde görüldüğü gibi, gelen İ akımı giden İR1+İR2+İR3 akımları toplamına eşittir. Burada: R1 =10 ohm R2 = 20 Ohm ve R3 = 20 Ohm olsun, devre gerilimini de 50 V kabul edelim. Devreye gelen İ akımı 10 amper olur ve bu 10 amper lik akım, dirençler üzerinden şu şekilde geçer. İ = V / R olduğundan : İR1 = 5 A İR2 ve İR3 = 2.5 A dır.
Böylece dirençler üzerinden giden akımların toplamı da 10 A olur ve gelen ile giden akımların toplamı aynı kalır.
Elektrik Akımı Nasıl Oluşur ?
Aslında bu çok zor bir soru, ama açıklamak zorunda olduğumun farkındayım. Bildiğiniz gibi metallerin atomlarındaki elektron sayıları metalin cinsine göre değişir.
İletken maddelerin atomlarının son yörüngelerinde 4 ‘den az elektron bulunur. Atomlar bu elektronları 8 ‘e tamamlayamadıkları için serbest bırakırlar. Bu yüzden bir İletken maddede milyonlarca serbest elektron bulunur. Bu maddeye elektrik uygulandığında elektronlar negatif (-) ‘den pozitif (+) yönüne doğru hareket etmeye başlar. Bu harekete “Elektrik Akımı” denir. Birimi ise “Amper” ‘dir.
İletkenin herhangi bir noktasından 1 saniyede 6.25*10^18 elektron geçmesi 1 Amperlik akıma eşittir. Akımlar “Doğru Akım” (DC) ve “Alternatif Akım” (AC) olarak ikiye ayrılır. Şimdi bunları ayrı ayrı inceleyelim. Doğru Akım (DC) : Doğru akımın kısa tanımı “Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişmeyen akıma doğru akım denir.” şeklindedir.
Doğru akım genelde elektronik devrelerde kullanılır. En ideal doğru akım en sabit olanıdır. En sabit doğru akım kaynakları da pillerdir. Birde evimizdeki alternatif akımı doğru akıma dünüştüren Doğrultmaçlar vardır. Bunların da daha sabit olması için DC kaynağa Regüle Devresi eklenir. Alternatif Akım (AC) : Alternatifin kelime anlamı “Değişken” dir. Alternatif akımın kısa tanımı ise “Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişen akıma alternatif akım denir.” şeklindedir. Alternatif akım büyük elektrik devrelerinde ve yüksek güçlü elektrik motorlarında kullanılır. Evlerimizdeki elektrik alternatik akım sınıfına girer.
Buzdolabı, çamaşır makinesi, bulaşık makinesi, aspiratör ve vantilatörler direk alternatif akımla çalışırlar. Televizyon, müzik seti ve video gibi cihazlar ise bu alternatif akımı doğru akıma çevirerek kullanırlar.
