Elektrik devreleri: çalışma rehberi

Temel fikirler

Devre analizi, bir devrenin her bölümündeki akımı ve gerilimi bulur. Ohm yasası bunları direnç için bağlar; seri ve paralel bağlantı için iki kural da gerisini halleder.

• Ohm yasası V = IR’dir. Güç P = IV = I²R = V² ÷ R’dir, watt cinsinden.
• Seri bağlantıda her elemandan aynı akım geçer ve gerilimler toplanır. Dirençler toplanır: R = R₁ + R₂.
• Paralel bağlantıda her kolda gerilim aynıdır ve akımlar toplanır. İletkenlikler toplanır; yani 1 ÷ R = 1 ÷ R₁ + 1 ÷ R₂ ve toplam direnç her zaman en küçük koldan küçüktür.
• Bir direnç ve bir kondansatör τ = RC zaman sabitiyle dolar; bir τ sonra dolan kondansatör son geriliminin %63’üne ulaşır.

Temel denklemler

• V = IR
• P = IV = I²R = V² ÷ R
• R_series = R₁ + R₂ + …
• 1 ÷ R_parallel = 1 ÷ R₁ + 1 ÷ R₂ + …
• τ = RC
• V_out = V_in × R₂ ÷ (R₁ + R₂)

Çözümlü örnek

12 V’luk bir pil, paralel bağlı 6 Ω ve 12 Ω dirençleri, 2 Ω ile seri olarak besler. Paralel çift 1 ÷ (1/6 + 1/12) = 4 Ω’dur, toplam 6 Ω ve I = 12 ÷ 6 = 2,0 A olur. Paralel kısımda 2,0 × 4 = 8 V vardır; kol akımları 8 ÷ 6 = 1,33 A ve 8 ÷ 12 = 0,67 A’dir, toplamları 2,0 A. Güç 12 × 2,0 = 24 W’tır.

Sık yapılan hatalar

• Paralel dirençleri seri gibi toplamak.
• Seri bir halkada akımın her yerde aynı, paralel kollarda gerilimin aynı olduğunu unutmak.
• Watt cinsinden gücü, joule veya kilowatt-saat cinsinden enerjiyle karıştırmak.

Alıştırma

Bu konudaki alıştırma sorularıyla kendinizi sınayın: Elektrik devreleri