SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ

1. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ TEMEL ELEKTRİK- ELEKTRONİK Temel Elektrik - Elektronik

2. AKIM Bir telin herhangi bir kesitinden birim zamanda geçen elektrik (yük) miktarı elektrik akım şiddeti olarak ifade edilir. Bir telden t saniyede Q Coulomb’luk yük (elektrik miktarı veya serbest elektron) geçiyorsa akım şiddeti (I): Burada ; I Akım şiddeti (C/sn =Amper), Q Yük miktarı (Coulomb), t Zaman (saniye) 1 Elektronun yükü = coulomb 1 Coulomb = elektron Temel Elektrik - Elektronik

3. AKIM Akım şiddetinin birimi buna göre: C/s olur. C/s kısaca Amper olarak adlandırılır ve A ile gösterilir. Şayet elektrik akımının şiddeti zamanla değişiyorsa; olur. Burada , zaman zarfında geçen elektrik yüküdür. i’ye akımın ani değeri ya da ani akım denir. Temel Elektrik - Elektronik

4. AKIM Pratikte pillerin ve akümülatörlerin kapasitesini yani bunların kullanılamaz hale gelinceye kadar verebilecekleri elektrik miktarını (yük) ölçmek için C’nin 3600katına eşit olan birimden faydalanılmaktadır. Bunu amper.saat olarak adlandırılır ve Ah ile gösterilmektedir (h:saat). 1 saat 3600 saniye olduğundan dolayı 1 Ah=3600 As olarak elde edilir. Temel Elektrik - Elektronik

5. AKIM ÖRNEK 1: Bir telden 8 A şiddetinde bir akım geçiyor. 2 dakika zarfında telin herhangi bir kesitinden geçen elektrik miktarını (yükü) C ve A.h cinsinden bulunuz. Ayrıca serbest elektron sayısını da hesaplayınız. (1e = C) Çözüm: 960 C adet elektron Temel Elektrik - Elektronik

6. AKIM ÖRNEK 1: Kapasitesi 100 A.h olan bir akümülatör 5 A’lik bir akımla boşalmaktadır. Kaç saat sonra boşalma işi bitmiş olacaktır? Çözüm: Çalışma Sorusu: Bir telden 12 A şiddetinde bir akım geçiyor. Bu telden saniyede kaç elektron geçer? Temel Elektrik - Elektronik

7. ELEKTRİK AKIM TÜRLERİ İki türlü elektrik akımı vardır: 1. Doğru akım (Direct Current-DC): Yönü ve şiddeti zamanla değişmeyen akıma denir. DC akım pratikte piller, akümülatörler ve doğru akım jeneratörleri (dinamolar) ile elde edilir. Şiddeti zamanla değişen ama yönü değişmeyen akımlara da DC akım denir. Darbeli (pulsating) DC Akımlar Temel Elektrik - Elektronik

8. ELEKTRİK AKIM TÜRLERİ 2. Alternatif akım (Alternating Current-DC): Yönü ve şiddeti zamanla değişen akıma denir. Yandaki şekilde sinüs biçiminde AC akım görülmektedir. Akım her T periyodunda tekrarlanmaktadır. Periyot (T) : İşaretin kendini yinelemesi için geçen süre (s) Frekans (f): 1 saniyedeki periyot sayısına ya da 1 saniyede İşaretin kendini yineleme sayısına denir. Birimi Hertz (Hz).  Açısal hız Temel Elektrik - Elektronik

9. ELEKTRİK AKIM TÜRLERİ Temel Elektrik - Elektronik

10. ELEKTRİK AKIM TÜRLERİ Bir telden geçen akım zamanla değiştiği zaman, ile ifade edilmişti. Bu durumda akım, yükün zamana göre türevi (değişim hızı) olacaktır. Bu durumda; Temel Elektrik - Elektronik

11. ELEKTRİK AKIM TÜRLERİ Örnek 1 Q-t değişimi aşağıdaki grafikteki gibi olan bir tel üzerinden akan akımın zamanla değişimi bulunuz. (T=1 s) Temel Elektrik - Elektronik

12. ELEKTRİK AKIM TÜRLERİ Çözüm: için (sabit) için (sabit) olacaktır. Temel Elektrik - Elektronik

13. ELEKTRİK AKIM TÜRLERİ Örnek 2: Q-t grafiği aşağıdaki gibi olan akımın I-t değişimini bulunuz? Temel Elektrik - Elektronik

14. ELEKTRİK AKIM TÜRLERİ Çözüm: 0<t<T/2 için q=20.t I = 20 A T/2<t<T için q= 20t-40 I = 20 A Temel Elektrik - Elektronik

15. ELEKTRİK AKIM TÜRLERİ Ödev: Bir telden geçen akımın zamana (I – t) göre değişimi aşağıdaki şekilde görülmektedir. Buna göre; q-t değişimini bulunuz. Temel Elektrik - Elektronik

16. GERİLİM (EMK) ve ENERJİ Dış bir etken örneğin elektrik alan vasıtasıyla bir metal içindeki serbest elektronların hızlandırılarak birbirlerine çarpmaları neticesinde akımın iletilmektedir. Bu şekilde ardı sıra gelen elektronların hızlanmalarını sağlamak ve bir elektronu bir noktadan diğerine hareket ettirmek için gerekli kuvvete veya enerjiye gerilim (potansiyel fark) denir . Gerilimin birimi Volt’tur ve V ile gösterilir . Yandaki devrede akımın akmasını sağlayan A ve B uçları arasındaki potansiyel farktır. İki nokta arasında potansiyel fark yoksa akım akışı yoktur. Temel Elektrik - Elektronik

17. GERİLİM (emk) ve ENERJİ Devremizde akımın akmasını yani serbest elektronların hareketini sağlayan üreteç (batarya) olduğundan üretecin gerilimine elektromotor kuvvet veya kısaca emk denir ve kısaca E ile gösterilir. E’nin de birimi Volt’tur. E, örneğin 1.5 V’lukbir pil olabilir . Üreteçteki eksi (-) uç, artı (+) uca göre elektronca zengin olduğundan artıdan eksiye doğru akım akışı olacaktır. Temel Elektrik - Elektronik

18. GERİLİM VOLTAJ (V) Gerilim (voltaj) kavramını aşağıdaki su deposu örneği ile de açıklayabiliriz. Seviyeler ve basınçlar eşittir. Sonuç : Üç depo arasındaki basınç farkı (potansiyel fark) sıfırdır. Bu nedenle bir depodan diğerine sıvı akışı yoktur . TemelElektrik - Elektronik

19. GERİLİM VOLTAJ (V) Bu örnekte ise, seviyeler ve basınçlar eşit değildir. Basınç farkı (potansiyel fark) vardır. Vana açıldığı anda yüksekten alçak seviyeye doğru su akışı olacaktır . Yukarıdaki örneğe benzer olarak bataryanın iki kutbu arasındaki elektriksel basınç farkına GERİLİM ( VOLTAJ ) denir . Temel Elektrik - Elektronik

20. EMK’nın İFADESİ Bir üreteç tarafından t zamanı zarfında devreye verilen enerjiyi W ile gösterirsek ve de bu müddet zarfında devreden geçen yük miktarı da Q ile gösterilirse; Buradan; Temel Elektrik - Elektronik

21. GERİLİM (emk) ve ENERJİ Bu formülün ifadesi: E veya V volt gerilim düşümüne maruz kalan QCoulomb elektrik yükü W=E.Q kadar iş yapar. Aynı şekilde bir yükte harcanan enerjiyi W ve yükten geçen yük miktarı Q ile gösterilirse;  Küçük gerilimleri ölçmek için mV kullanılırken, yüksek gerilimleri ölçmek için kVveya MV kullanılır. Temel Elektrik - Elektronik

22. GERİLİM–AKIM İLİŞKİSİ: ÖZET 1-) Elektrik, gerilim ve akımdan oluşur. 2-) Gerilim (Voltaj = V), elektrik akımının şiddetinin ölçüsü olup, birimi Volt’tur. 3-) Akım (I), ise gerilim kaynağından akan elektrik akısının (elektron) miktarı olup birimi Amper’dir. 4-) Elektriği şelaleden akan suya benzetirsek, gerilim şelalenin yüksekliği, akım ise düşen su miktarıdır. Yani biri küçük biri büyük değerde olabilir. Örnek: • Yüksek gerilim, düşük akım : çakmak manyatası, buji • Yüksek akım, düşük gerilim : robotik motor sürücüler Temel Elektrik - Elektronik

23. OHM KANUNU ve DİRENÇ Elektrik akımına karşı gösterilen zorluğa direnç denir. En çok akım sınırlamak ile gerilim veya akım bölmek amacıyla kullanılır. Birimi ohm’dur. (Ω) Temel Elektrik - Elektronik

24. DİRENÇ Temel Elektrik - Elektronik

25. DİRENÇ Entegre direnç dizisi resimleri TemelElektrik - Elektronik

26. DİRENÇ SMD direnç: SMD dirençler seramik bir alt tabaka ve bu tabaka üzerine bir metal oksit film yatırılarak oluşturulur. Metal oksit filmin uzunluğu direnci belirler. SMD dirençler metal oksit filmlerden meydana geldiğinden oldukça stabil  ve genellikle iyi bir toleransa sahiptirler. Elektronik Kartlar üzerinde küçük boyutları ve çok az yer kapladıkları için SMD dirençler kullanılır. Temel Elektrik - Elektronik

27. DİRENÇ E 24 SERİSİ TOLERANS ± % 5 1,0 1,0 1,1 - 1,2 1,2 1,3 - 1,5 1,5 1,6 - 1,8 1,8 2,0 - 2,2 2,2 2,4 - 2,7 2,7 3,0 - 3,3 3,3 3,6 - 3,9 - 4,3 - 4,7 4,7 5,1 - 5,6 5,6 6,2 6,2 6,8 6,8 7,5 7,5 8,2 8,2 9,1 9,1 Standart direnç değerleri E 12 SERİSİ TOLERANS ± % 10 Örnek 1.0 açılımı  1 0Ω 100 Ω 1.0 KΩ 10 KΩ 100 KΩ 1.0 MΩ TemelElektrik - Elektronik

28. DİRENÇ Karbon direnç: Karbonun toz haline getirilmesinden sonra reçineli yapıştırıcılar ile karıştırılması ve bir silindir haline getirilmesi ile oluşan direnç türüdür. Bu tür dirençlerde direnç oranı karıştırılan reçine- karbon oranına göre değişmektedir. Piyasada sıkça kullanılan düşük güçlü dirençler karbondan yapılmaktadır. Temel Elektrik - Elektronik

29. DİRENÇ Tel Direnç: Elektrik ocakları, ekmek kızartıcıları, ütüler ve saç kurutma Makinaları gibi cihazlarda kullanılan dirençler ise yalıtkan bir malzeme üzerine yerleştirilen şerit veya yay halindeki krom-nikel alaşımından yapılan sabit tel dirençleridir. Temel Elektrik - Elektronik

30. DİRENÇ Film Dirençler: Direnç şerit şeklinde yalıtkan bir gövde üzerine sarıldığı için bu ismi alan bir dirençtir. İki tür film direnç vardır. 1. İnce film dirençler  Cam veya seramik silindirik bir çubuk üzerine "Saf Karbon","Nikel - Karbon","Metal - Cam tozu" karışımı "Metal oksit" gibi değişik direnç sprey şeklinde püskürtülerek yapılmaktadır. 2. Kalın film dirençlerSeramik ve metal tozu karışımı bir yapıştırıcı ile hamur haline getirildikten sonra, seramik bir gövdeye şerit halinde yapıştırılır fırında yüksek sıcaklıkta pişirilmesi ile elde edilmektedir. Temel Elektrik - Elektronik

31. DİRENÇ Temel Elektrik - Elektronik

32. DİRENÇ’lerin OKUNMASI Dört renkli dirençlerin okunması Temel Elektrik - Elektronik

33. DİRENÇ’lerin OKUNMASI RENK 1. Halka 2. Halka 3. Halka 4. Halka 1. Sayı 2. Sayı Çarpan Tolerans (%) Siyah - 0 100 - Kahve 1 1 101 1 Kırmızı 2 2 102 2 Turuncu 3 3 103 - Sarı 4 4 104 - Yeşil 5 5 105 0,5 Mavi 6 6 106 0,25 Mor 7 7 107 0,1 Gri 8 8 108 0,05 Beyaz 9 9 109 - Altın - - 0,1 5 Gümüş - - 0,01 10 Yok (renksiz) - - - 20 Karbon direnç (4 renkli) renk kodları TemelElektrik - Elektronik

34. DİRENÇ’lerin OKUNMASI Dört renkli bir direncin okunması Temel Elektrik - Elektronik

35. DİRENÇ’lerin OKUNMASI RENK 1. Halka 2. Halka 3. Halka 4. Halka 5. Halka 6. Halka 1. Sayı 2. Sayı 3. Sayı Çarpan Tolerans ( % ) Sıcaklık katsayısı Siyah - 0 0 100 - 200 Kahve 1 1 1 101 1 100 Kırmızı 2 2 2 102 2 - Turuncu 3 3 3 103 - 5 Sarı 4 4 4 104 - 25 Yeşil 5 5 5 105 0,5 - Mavi 6 6 6 106 0,25 - Mor 7 7 7 107 0,1 - Gri 8 8 8 108 0,05 - Beyaz 9 9 9 109 - - Altın - - - 0,1 5 - Gümüş - - - 0,01 10 - Yok (renksiz) - - - - 20 - Film direnç (5 veya 6 renkli) renk kodları Temel Elektrik - Elektronik

36. DİRENÇ’lerin OKUNMASI 5 renkli direncin okunması Temel Elektrik - Elektronik

37. DİRENÇ’lerin OKUNMASI Temel Elektrik - Elektronik

38. İLETKENLİK Direncin tersi iletkenliktir ve G ile gösterilir. Temel Elektrik - Elektronik

39. OHM KANUNU I Akım (Amper) V Gerilim (Volt) R Direnç (Ohm) İletken bir telin uçları arasına V gerilimi uygulandığı zaman telin içinden Iakımı geçer. Deneyler göstermiştir ki, telin sıcaklığı değişmediği taktirde V/I oranı sabittir. Yani V’yi artırdığımız zaman I’da artar . Bu orantı katsayısına telin direnci (R) veya rezistansı denir . Bu olgu OHM KANUNU olarak adlandırılır. Yukarıdaki eşitlikten de görüldüğü gibi V sabit iken, R direnci ne kadar küçükse akacak I akımı o kadar büyük olmaktadır . Temel Elektrik - Elektronik

40. OHM KANUNU Temel Elektrik - Elektronik

41. GERİLİM – AKIM –DİRENÇ İLİŞKİSİ ÖZET Bir gerilim kaynağından istenen akım çekilebilir. Çekilen akım arttıkça devre elemanları ısınmaya başlayacaktır. Devre beslemesinin fuzuli tüketilmemesi ve devre elemanlarını ısınmaya karşı korunması için dirençler kullanılır. Ohm kanununa göre; Akım = Gerilim/Direnç yani, I = V/R bağıntısı mevcuttur. Başka bir deyişle, direnç değeri arttıkça üreteçten çekilen akım düşecektir. Direnç sonsuza ) giderken (açık devre) akım sıfır, direnç sıfıra giderken akım sonsuz ) olacaktır. Temel Elektrik - Elektronik

42. GERİLİM – AKIM –DİRENÇ İLİŞKİSİ ÖZET NOT: Gerilim farkı akım doğurur. Yani bir direncin iki ucunda aynı gerilim var ise dirençten akım akmaz. Devrede akım yüksek gerilim seviyesinden düşük gerilim seviyesine aradaki potansiyel farkla orantılı olarak akar. Örneğin 1000 Ω= 1KΩ’lıkdirencin bir ucu +4 V diğer ucu +10 V ise sanki bir ucu toprak (0 V) diğer ucu 10-4=6 V muş gibi ; I = (10-4)/1000 = 6/1000 = 6 mA akım akar. Temel Elektrik - Elektronik

43. ÖRNEK Bir üreteç 20 s’de devreye 150 J’lük bir enerji veriyor . Bu esnada devreden geçen akım 1.5 A olduğuna göre devreden geçen yük miktarı ve kaynağın emk’sı nedir? Çözüm Temel Elektrik - Elektronik

44. JOULE KURALI Dirençte belli bir enerjinin harcandığını söylemiştik. İşte birim zamanda harcanan enerjiye güç adı verilir ve P ile gösterilir. Bu eşitliğe Joule kuralı adı verilir . Buradan da görüldüğü gibi dirençte harcanan güç (P), akımın karesi ile doğru orantılıdır. Temel Elektrik - Elektronik

45. ÖRNEK Bir elektrik sobasının direnci 110 Ω ve çalışma gerilimi 220 V ise sobanın harcadığı gücü ve 2 saat zarfında harcayacağı enerjiyi bulunuz? Çözüm: Temel Elektrik - Elektronik

46. ÖRNEK Bir ütünün gücü 1000 W ise, a) 5 saat süreyle ütünün harcadığı enerji ne kadardır? b) Elektriğin 1 kWh’ı 20 Krş. olduğuna göre yukarıdaki duruma göre kaç TL’lik enerji harcanmış olur? Çözüm: a) b) 1 kWh 0.2 Krş. 5 kWh x TL ___________________ x=5 TL Temel Elektrik - Elektronik

47. Temel Elektrik - Elektronik

48. JOULE KANUNUN PRATİKTE UYGULANMASI Joule kanununa göre elektrik akımı taşıyan bir iletkende elektrik gücü harcanır . Bu etkiden lambalarda, sigortalarda, elektrik ocaklarında vb. yerlerde faydalanılır . Örnek olarak bir ampülü ele alalım. Tungsten telden akım geçtiğinde tel ısınır ve belli bir sıcaklıktan sonra ışık yaymaya başlar. Flüoresan lamba: Bu lambaların içi lüminesan (flüoresan) madde ile sıvanmıştır. Flüoresan lambanın içi civa buharı ile doldurulmuştur. Civa buharı içinde boşalan elektriğin doğurduğu ultraviyole radyasyon bu flüoresan madde sayesinde beyaz ışığa dönüştürülür . TemelElektrik - Elektronik

49. İlgiyle dinlediğiniz için teşekkürler… Ramazan ŞENOL Bekir AKSOY Temel Elektrik - Elektronik