10. Fen Ödevi
Konu : Elektrik Akımı, Paralel ve Seri Devreler, Gerilim, Ampermetre ve Voltmetre nedir ?Ne zamana ? : 26 Aralık 2011
Not : Farklı ödevler buldum, istediğinizi yazın.
ELEKTRİK AKIMI
ÖDEV 1
Elektrik Akımı: Bilindiği 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.ÖDEV 2
Elektrik akımı iletken bir cismin kesitinden geçen serbest elektron miktarıdır. Başka bir deyişle elektrik akımı serbest elektronların iletken madde içinden akmasıdır.SERİ VE PARALEL BAĞLI DEVRELER
Bu hayli uzun bir ödev. İstediğiniz gibi kısaltabilirsiniz.
Seri devre: Seri devrede akımın gidebileceği yalnızca bir yol vardır;akım kaynağın bir ucundan çıkar,yükten (çıktıdan) geçerek kaynağın öbür ucuna döner. Metal iletkenli bir devrede bu akım kaynağın negatif kutbundan pozitif kutbuna doğru çok yavaş elektron akışından oluşur. Bazı yarı iletkenli aygıtlarda örneğin transistörlerde ve yarı iletken diotlarda artı yüklerde karşıt yönde hareket eder. Bu “geleneksel” diye adlandırılan ve artıda eksiye doğru aktığı varsayılan akımla çakışır.
En basit doğru akım devrelerinden biri olan el feneri seri devreye örnek verilebilir. Böyle bir anlatmak için devre bileşenlerinin fiziksel görünüşlerini benzer çizimlerin yer aldığı resimsel bir şekil kullanılabilir. Elektrikçilerin ve teknisyenlerin yeğledikleri bir yöntemde bağlantılı simgelerden oluşan bir çizim kullanmaktır;böyle bir çizimde, her simge, bir elektriksel bileşeni temsil eder.
El fenerinde elektrik kaynağı, her birinin emk’sı 1,5 Volt olan ve devreye 3 Volt sağlayan seri bağlanmış iki kuru pildir.3 Voltluk bir ampul devrenin çıktısını oluşturur ve kaynak ile çıktı (yük) arasına sürgülü bir anahtar bağlanır. Bu durumda içine kuru pillerin konulduğu tüp biçimindeki metal gövde iletim yolunu oluşturur. Anahtar açıkken,akım geçmediği için ampul yanmaz. Ancak anahtar kapalı iken devre tamamlanır ve devreden akım geçerek ampulü yakar. Akım ampulün flamanını ısıtarak akkor haline getirir;bu durumda ampul ısının yanı sıra ışıkta yayar.
Böyle bir devreden geçen akım,ampulle seri bağlanmış bir ampermetre ile ölçülürse kızgın flamanın direnci om yasası ile hesaplanabilir. Bu yasa doğru akım elektrik devresindeki üç nicelik arasında bağıntı kuran bir denklemdir. Bu denklemde voltaj(gerilim) V ile,akım şiddeti I ile direnç R ile gösterilirse buna göre Om yasası birbiri ile eş değerli olan 3 biçimde yazılabilir:
V=I*R R=V/I I=V/R
Örneğin el fenerinin 3Vluk kaynakktan aldığı akım 0.1 A ise ampulün R direnci 30W olur. Voltaj iki pile bağlanmış bir voltmetre ile ölçülebilir. Ampulün direnci ampule bir ohmmetre bağlanarak anahtar açıkken ölçülebilir.Soğuk direnç denilen bu değer 30W mun çok altında bulunur. Çünkü flaman yüksek bir sıcaklığa ulaştığında direnç önemli ölçüde artar.
Sık rastlanan bir başka seri devre örneğide yılbaşı ağaçlarını süslemede kullanılan küçük ampuller bağlanan ışık telidir. Böyle düzenlemenin sakıncası bir ampul sönerse elektriksel yolun kopması ve bütün ışıkların sönmesidir.Daha iyi bir düzenleme söndüğü zaman kısa devre oluşturan yani akıma direnci sıfır olan ampuller kullanılmasıdır. Bu ampullerden biri sönerse diğeri yanmayı sürdürür. Kirchhoff yasası nedeniyle kalan ampullerin tümünde daha çok voltaj vardır ve devreden daha çok akım geçer. Çünkü Kirchhoff yasasına göre tamamlanmış bir devredeki voltaj düşüşlerinin toplamı uygulanan emk ya eşit olmak zorundadır. Seri bağlanmış bir devreye Ohm yasası uygulandığında bütün seri dirençlerin toplam direnci R dir. Böyle bir devrede tüketilen toplam güç ampullerin her birinde harcanan ayrı ayrı güçlerin toplamıdır.
Paralel devre: Paralel bağlanmış bir devrenin ayırıcı özelliği,bütün çıktıların (ya da yüklerin) kaynakla aynı voltajda ve birbirinden bağımsız olarak çalışmasıdır. Yani çıktıların biri devreden çıkarılırsa öbürleri bundan etkilenmez. Otomobillerde kullanılan elektrik sistemi,DA Paralel devresine örnek verilebilir; bu sistemde akünün sağladığı 12 V’luk voltaj aynı anda ateşleme sistemine farlara park lambalarına radyoya ve klimaya elektrik enerjisi sağlar.
Paralel bir sisteme başka bir yük (çıktı) eklenirse akım için yeni bir yol oluşturur. Ve bu nedenle kaynaktan gelen toplam akım artar. Bu Kirchhoff’un akım yasasının bir uygulamasıdır; söz konusu yasaya göre herhangi bir noktadan devreye giren akımların toplamı o noktadan çıkan akımların toplamına eşittir. Başka bir direnç Paralel bağlandığında paralel devrenin birleşik direnci belirgin biçimde azalır. Seri devrede olduğu gibi paralel devrede de toplam güç ayrı ayrı güçlerin toplamından oluşur.
Otomobilin elektrik sistemi gibi doğru akımlı bir Paralel devrede, bütün rezistörler ya da yükler, parelel dallarla ortak bir güç kaynağına bağlanır. Her yük aynı voltajdadır; ama direncine bağlı olarak farklı miktarda akım çeker.
Seri-Paralel Devre: Seri-paralel devreler, bazı bileşenlerin birbirleriyle paralel bağlandığı, paralel birleşimlerinse başak bileşenlerle seri halde bulunduğu devreler olarak tanımlanabilir. Kaynağa seri bağlanmış bir anahtar ve bir sigorta ya da devre kesici ile paralel bağlanmış bir çok bileşen böyle bir devre oluşturur.
Karmaşık Devreler: Yalnızca seri ya da sadece paralel bileşimlerden oluşan bölümlere ayrılabilen bir devreye “Karmaşık Devre” denir. Bir direncin ölçülmesinde kullanılan Wheatstone köprüsü adındaki devre buna iyi bir örnektir. Bu devre, temel olarak bir karenin dört kenarını oluşturan, birbirine bağlanmış dört rezistörden oluşur. Çapraz köşelerin ikisine bir voltaj kaynağı öbür ikisine ise belli bir direnci olduğu bilinen bir galvanometre bağlanır. Ancak köprü devresi dengede olduğunda galvanometreden hiç akım geçmediğinde devre seri paralel bileşimidir. Toplam direnci bulmak amacıyla böyle bir devreyi çözümlemek için özel teknikler gereklidir.
Otomobilin ateşleme sisteminde ya da fotoğraf makinesinin fotoflaşında olduğu gibi doğru akım devrelerine indükleçler ve kondansatör bağlanabilir. Böyle uygulamalarda önemli olan geçici tepkidir; çünkü doğru akım bakımından bir kondansatör (sürekli durum koşullarında) açık devre demektir ve bir indükleç içinden geçen akım değişken olmadıkça hiçbir etki göstermez. Ama indüktans ve kapasitansın etkileri dalgalı akım devrelerinde çok daha önemlidir. Çünkü dalgalı akımda voltaj ve akım sürekli değişmektedir.
Bir üretecin iki ucu iletken bir telle birleştirilip,düzeneğe bir lamba yerleştirilirse,üretecin negatif (-) kutbundan çıkan elektronlar pozitif (+) kutba giderler. Kurulan bu düzenek bir elektrik devresi denir.
GERİLİM
Gerilim,
İki ucundan ters yanlara çekilen bir telin her noktasında, o iki güce karşı koyan güç, tevettür veya ;
bir iletkenin uçları arasındaki gizil güç farkı, potansiyel farkı, voltaj anlamlarına gelir.
AMPERMETRE VE VOLTMETRE
ÖDEV 1
a. Ampermetre:
Devredeki elektrik akımını ölçer ve devreye seri olarak bağlanır. Yüksel akım ölçülecek DC devrelerde ampermetre şöntü dediğimiz eleman kullanılır. Bu devrede akımı biz miliamper olarak ölçeriz. Ampermetre şöntü devreye seri ölçü aleti şönte paralel bağlanır.
AC devrelerde akım ampermetreyle ölçülür. Ölçüm yapılırken metreyi AC akım pozisyonuna almamız gerekir. Yine bu devrelerde yüksek akım ölçüleceği zaman akım trafosu kullanılarak ölçülebilir.
b. Voltmetre:
Devrenin voltajını ölçer ve iç direnci çok yüksek olduğu için devreye paralel olarak bağlanır.
ÖDEV 2
Ampermetre nedir :
Bir elektrik hattının üzerinden geçen elektrik akımının şiddetini ölçen aletlere ampermetre denir .
Birimi Amper ( current ) sembolü “A” dır . Ampermetreler devreye seri olarak bağlanırlar . Devrenin toplam direncine etki etmemeleri için iç dirençleri ( empedansları ) düşük olarak üretilirler.
Ampermetreler genel olarak şönt veya akım trafosu ile kullanılırlar .
Voltmetre nedir ;
İki nokta arasındaki potansiyel gerilim farkını ölçen aletlere voltmetre nedir . Birimi Volt simgesi “ V “ dir . Voltmetreler potansiyel farkı ölçülecek iki noktaya paralel olarak bağlanırlar . Bu sırada üzerinden akım geçmemesi için iç dirençleri ( empedansları ) yüksek olarak üretilirler . Analog ve digital göstergeli olarak ikiye ayrılırlar . Günümüzün gelişen teknolojisi ile birlikte daha hassas ölçüm yapılan ve okuma kolaylığı sağlayan mikroişlemcili dijital voltmetreler , analog ( ibreli ) ölçü aletlerinin yerini almaktadır .
KAYNAKLAR
www.elifotomasyon.com
www.bilgiustam.com
www.projedersi.com
www.msxlabs.org
www.fizik.us