Skip to main content

Tristör Nedir – Nasıl Çalışır ve Nerelerde Kullanılır ?

TRİSTÖR NEDİR ve NASIL ÇALIŞIR ?

Tristör nedir ve nasıl çalışır ? Tristör yapısında ne vardır ? Tristörü nerelerde kullanabiliriz ? Tristörün temel görevi nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Tristör Nedir ve Nasıl Çalışır adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

TRİSTÖR NEDİR ?

Tristör , çok katmanlı bir yarı iletken cihazdır, dolayısıyla adının “silikon” bir kısmıdır.”ON” (açık), “kontrollü” kısmını açmak için bir geçit sinyali gerektirir ve “ON” bir düzeltici diyot, adının “doğrultucu” kısmı gibi görünür.Aslında, tristörün devre sembolü, bu cihazın kontrollü bir doğrultucu diyot gibi davrandığını ileri sürmektedir.

Bununla birlikte, iki katmanlı (PNPN) yarı iletken bir cihaz olan bağlantı diyotundan veya üç katmanlı (PNP veya NPN) anahtarlama cihazı olan yaygın olarak kullanılan bipolar transistörden farklı olarak, tristör , dört katmanlı (PNPN) içeren yarı iletken bir cihazdır.Üç PN birleşimi seri .

Diyot gibi, Tristör tek yönlü bir cihazdır, sadece sadece bir yönde akım iletir, ancak bir diyotun aksine, tristörün açık devre anahtarını veya tristörün kapılarının nasıl tetiklendiğine bağlı olarak doğrultucu diyot gibi nasıl çalıştırabilir.Başka bir deyişle, tristörler sadece anahtarlama modunda çalışabilir ve amplifikasyon için kullanılamaz.

Silikon kontrollü redresör SCR, büyük AC voltajlarını ve akımları kontrol etmek için çok hızlı katı hal AC anahtarları gibi davranabilen Triak (Triode AC), Diak (Diode AC) ve UJT’ler (Unijunction Transistör) ile birlikte birkaç güç yarı iletken cihazdan biridir.

Elektronik öğrencileri için bu, AC motorları, lambaları kontrol etmek ve faz kontrolü için bu çok kullanışlı katı hal cihazlarını yapar.

Tristör  üç terminalli bir cihazdır: “Anot”, “Katot” ve “Kapı”

tristör nedir ve nasıl çalışır

Aynı zamanda, “Açık” ve “Kapalı” olarak son derece hızlı bir şekilde açılabilen veya anahtarlanabilir “üç PN birleşimden oluşan, bir yüke seçilen bir miktar güç sağlamak ,yarım döngü boyunca değişken uzunluklar veya süre için “On” olan bir cihazdır.

Tristörün çalışması en iyi şekilde bir çift olarak arka arkaya bağlanmış iki transistörden veya resimde gösterildiği gibi tamamlayıcı rejeneratif anahtarlardan oluştuğu durum varsayılarak açıklanabilir.

Bir Tristör İki Transistör Yapısı :

İki transistör eşdeğer devresi, NPN transistörünün (TR2) toplayıcı akımının, doğrudan PNP transistörünün (TR1) tabanına beslendiğini gösterirken, TR1’in toplayıcı akımı, TR2’nin gate’ine beslenir.

Bu iki birbirine bağlı transistör, her transistörün baz-emiter akımını diğerinin kollektör-emiter akımından aldığından iletkenlik için birbirlerine güvenir.Bu yüzden, transistörlerden birine bir miktar base akımı verene kadar, bir Anot-Katot voltajı mevcut olsa bile hiçbir şey olmaz.

Tristörler Anot terminali Katod’a göre negatif olduğunda, merkez N-P bağlantısı ileri yönde eğilimlidir, ancak iki dış P-N bağlantısı ters çevrilmiştir ve sıradan bir diyot gibi  özellik gösterir.

Bu nedenle, bir tristör, bir miktar yüksek voltaj seviyesinde, iki dış bağlantının kırılma voltaj noktası aşılana ve tristör bir gate sinyali uygulaması olmadan yapılana kadar akış veya ters akımı bloke eder.

Bu, tristörün önemli bir negatif karakteristiğidir, çünkü Tristörler istemeden ters bir aşırı voltajın yanı sıra yüksek sıcaklık veya hızlı yükselen dv/dt voltajı gibi bir aşırı voltaj ile iletime tetiklenebilir.

Anot terminali Katot’a göre pozitif yapılırsa, iki dış P-N birleşimi ,artık ileri doğru eğilimlidir, fakat merkez N-P birleşimi ters eğimlidir.

Bu nedenle ileri akım da bloke edilir. NPN transistörü TR2’nin tabanına pozitif bir akım enjekte edilirse, ortaya çıkan toplayıcı akımı, transistör TR1’in tabanına akar.

Bu da, bir kolektör akımının PNP transistöründe, TR1 ve bunun gibi base akımı veya TR2’yi artıracak şekilde akmasına neden olur.

Çok hızlı bir şekilde iki transistör birbirlerini durduramayacak şekilde rejeneratif bir geri besleme döngüsüne bağlı olduklarından doygunluk yapmaya zorlar.

İletime sokulduktan sonra, Anot ve Katot arasında cihazdan geçen akım, iletkenken cihazın ileri direnci sadece 1 rezistanstan daha düşük olabileceğinden, cihazın iletkenlikteki ileri direnci çok düşük olabilir; ve güç kaybı da düşüktür.

Daha sonra, bir tristörün bir AC kaynağının her iki yönündeki akımı “KAPALI” durumunda engellediğini ve “AÇIK” duruma getirilebildiğini ve uygulama tarafından normal bir doğrultucu diyot veya transistör tabanına pozitif bir akım gibi davranabileceğini görebiliriz.

TR2 burada ,Silikon kontrollü bir redresör için “Gate” terminali olarak adlandırılmıştır.

Bir Silikon Kontrollü Doğrultucunun çalışması için çalışma voltaj akımı I-V karakteristik eğrileri resimde verilmiştir:

Tristör “Açık” duruma getirilip ileri yönde akım geçirdikten sonra (anot pozitif), gate sinyali iki dahili transistörün rejeneratif kilitleme hareketi nedeniyle tüm kontrolü kaybeder.

Rejenerasyon başlatıldıktan sonra geçit sinyallerinin veya palsların uygulanmasının hiçbir etkisi olmayacaktır çünkü tristör zaten iletken ve tamamen ‘açık’ durumdadır.

Transistörden farklı olarak, SCR, bloke olma ve doyma durumları arasındaki bir yük hattı boyunca bazı aktif bölge içinde kalmaya eğilimli olamaz.

Gate “açılma” darbesinin büyüklüğü ve süresi, cihazın dahili olarak kontrol edilmesinden dolayı cihazın çalışması üzerinde çok az etkiye sahiptir.

Daha sonra cihaza anlık bir kapı atımı uygulamak, cihazın sinyal vermesi için yeterlidir ve gate sinyali tamamen çıkarılmış olsa bile sürekli olarak “Açık” olarak kalır.

Bu nedenle, tristör, “Kapalı” veya “Açık” olmak üzere iki kararlı duruma sahip tek durumlu mandal olarak da düşünülebilir.

Bunun nedeni, herhangi bir geçit sinyali uygulanmadığı için, silikon kontrollü bir redresörün bir AC dalga formunun her iki yönünde akımı bloke etmesi ve bir kez iletime tetiklenmesi durumunda, rejeneratif mandallama eylemi, sadece ‘gate’ kullanılarak tekrar ‘kapalı’ olamayacağı anlamına gelir. .

tristör nasıl kullanılır

Peki tristörü nasıl kapatabiliriz ?

Tristör “On” durumuna kendiliğinden kilitlendikten ve bir akım geçtikten sonra, ya besleme voltajını ve dolayısıyla Anot (Ia) akımını tamamen azaltarak ya da Anotunu Katot seviyesine indirerek ki bu durum bazı harici yollardan akım (örneğin bir anahtarın açılması) genellikle “minimum tutma akımı <-> Ih  akımı” olarak adlandırılan bir değerin altına geldiğinde , tekrar sadece “Kapalı” duruma getirilebilir.

Bu nedenle, Anot akımı, tristörlerin dahili olarak kilitlenmiş PN bağlantılarının, kendi kendine iletken olmadan ve cihaza tekrar bir voltaj uygulanmadan önce, bloklama durumlarını geri kazanmaları için yeterince uzun bir süre boyunca azaltılmalıdır.

Açıkçası, o zaman ilk önce bir tristörün iletkenliğe geçmesi için, aynı zamanda yük akımı olan Anot akımı IL, tutma akım değerinden daha büyük olmalıdır. Bu durum ->  IL> IH.

Tristörün, Anot akımı bu minimum tutma değerinin altına düştüğünde “Kapalı” durumuna getirilebildiğinden, sinüzoidal bir AC beslemesinde kullanıldığında, SCR, eşik noktasına yakın bir değerde otomatik olarak “Kapalı” olacaktır.Her yarım döngünün tepe noktasından ve şimdi bildiğimiz gibi, bir sonraki gate tetik darbesinin uygulanmasına kadar “KAPALI” olarak kalacaktır.

Bir AC sinüzoidal voltaj her yarım döngüde polaritede sürekli olarak pozitiften negatife döndüğü için, bu, tristörün pozitif dalga formunun 180 derece de , sıfır noktasında “Kapalı” olmasını sağlar.Bu etki “doğal komütasyon” olarak bilinir ve silikon kontrollü doğrultucunun çok önemli bir özelliğidir.

DC beslemeden beslenen devrelerde kullanılan tristörler, bu doğal komütasyon koşulu anlamında DC besleme gerilimi sürekli olduğu için meydana gelemez, bu nedenle tristörün “Kapalı” duruma getirilmesi için başka bir yol uygun bir şekilde sağlanmalıdır çünkü tetiklendikten sonra iletken kalacaktır.

Bununla birlikte, AC sinüzoidal devrelerde doğal komütasyon, her yarım çevrimde meydana gelir. Sonra, bir AC sinüzoidal dalga formunun pozitif yarı döngüsü sırasında, tristör ileriye doğru bastırılır (anot pozitif) ve a, bir Gate sinyali veya pals kullanılarak “Açık” olarak tetiklenebilir.

Negatif yarı döngü sırasında, Katot pozitif iken Anot negatif hale gelir.Tristör bu voltaj tarafından ters çevrilmiştir ve bir Geçit sinyali mevcut olsa bile iletken olamaz.

Böylece, bir AC dalga formunun pozitif yarısı sırasında uygun bir zamanda bir Gate sinyali uygulayarak, tristör pozitif yarı döngünün sonuna kadar iletime tetiklenebilir.Böylece, faz kontrolü (adı verilen), tristörün AC dalga formunun pozitif yarısı boyunca herhangi bir noktada tetiklenmesi için kullanılabilir ve bir Silikon Kontrollü Doğrultucu’nun birçok kullanımından biri gösterildiği gibi AC sistemlerinin güç kontrolündedir.

Tristör Faz Kontrolü

Her pozitif yarı dönemin başlangıcında SCR “Kapalı” olur.Gate tetiklenmesinin uygulanmasında SCR’yi iletime sokar ve pozitif döngü süresince tamamen “ON” (açık) kalır.

Tristör yarım döngünün başında tetiklenirse (θ = 0 derece), AC dalga formunun (AC doğrultulmuş yarım dalga) tam pozitif döngüsü için yüksek ortalamada yük voltajı 0,318 x Vp (lamba gibi) “Açık” olacaktır.

Gate tetik palsının uygulaması yarım döngü boyunca arttıkça (θ = 0 derece – 90 derece), lamba daha az süre yanar ve lambaya verilen ortalama voltaj da oransal olarak lambanın parlaklığını azaltan şekilde olacaktır.

Daha sonra, AC motor kısma kontrolü, sıcaklık kontrol sistemleri ve güç regülatör devreleri vb. gibi diğer AC güç uygulamalarında olduğu gibi bir AC ışık azaltıcı olarak silikon kontrollü bir doğrultucu kullanabiliriz.

Şimdiye kadar, bir tristörün, esasen Anot pozitif olduğunda döngünün sadece pozitif yarısında ileten ve Anot Geçit sinyalinden bağımsız olarak, Anot negatif olduğunda bir diyot gibi akım akışını engelleyen bir yarı-dalga cihazı olduğunu gördük.

Ancak, her iki yönde de tam dalga iletebilen veya gate sinyali tarafından “Kapalı” duruma getirilebilen “Tristör” çatısı altında bulunan daha fazla yarı iletken cihaz bulunmaktadır.

Bu tür cihazlar arasında “Gate Turn-Off Tristörleri” (GTO), “Statik İndüksiyon Tristörleri” (SITH), “MOS Kontrollü Tristörler” (MCT), “Silikon Kontrollü Anahtarlar” (SCS), “Triode Tristörler” (TRIAC) ve “ Işık Aktive Edilmiş Tristörler ”(LASCR) gibi, bu cihazlar çeşitli voltaj ve akım değerlerinde mevcuttur, ve bu da çok yüksek güç seviyelerinde, uygulamalarda kullanım açısından bunların ilgi çekici olmasını sağlamıştır.

Tristör Özet :

Yaygın olarak Tristörler olarak bilinen Silikon Kontrollü Doğrultucular, ağır elektrik yüklerinin anahtarlanmasında kullanılabilecek birbirine bağlı iki transistör olarak kabul edilebilecek üç bağlantılı PNPN yarı iletken cihazlardır. Geçit terminallerine uygulanan tek bir pozitif akım darbesiyle “AÇIK” olarak kilitlenebilirler ve Katot akımına giden Anot akımı minimum kilitleme seviyesinin altına düşene kadar süresiz olarak “AÇIK” olarak kalırlar.

Tristörün Statik Özellikleri;

Tristörler, sadece anahtarlama modunda çalışabilen yarı iletken cihazlardır.

Tristör akımla çalışan cihazlardır, küçük bir Gate akımı daha büyük bir Anot akımını kontrol eder.

Akımı yalnızca ileri doğrultuğunda ve Gate’e uygulanan akım tetiklediğinde iletir.

Tristör “Açık” olarak tetiklendiğinde bir doğrultucu diyot gibi davranır.

Anot akımı, iletimi korumak için tutma akımından daha büyük olmalıdır.

Gate akımı uygulanmış olsun olmasın, ters eğimli olduğunda akım akışını engeller.

“On” tetiklendiğinde, Anot akımı mandallama akımının üstünde olduğundan emin olarak, bir geçit akımı artık uygulanmadığında bile iletken “Açık” olacaktır.

Tristörler, pek çok devrede elektromekanik röleleri değiştirmek için kullanılabilen, hareketli parçaları olmadığından, temas arızası olmadığından veya korozyon veya kirlenme bulunduğundan yüksek hızlı anahtarlardır.

Ancak, sadece büyük akımları “Açık” ve “Kapalı” olarak değiştirmenin yanı sıra, büyük miktarda gücü tüketmeden AC yük akımının ortalama değerini kontrol etmek için tristörler kullanılabilir.

Tristör güç kontrolünün iyi bir örneği, elektrik aydınlatmasının, ısıtıcıların ve motor hızının kontrolüdür.

TRİSTÖR NEDİR – NASIL ÇALIŞIR SONUÇ :

Bugün Tristör Nedir , Nasıl çalışır adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı bir takım bilgiler edinmişsinizdir.Güç elektroniği konusunda paylaşımlarımıza devam edeceğiz.

İyi Çalışmalar

Norton Teoremi Nedir ? | DC Devre Dersleri -8

NORTON TEOREMİ NEDİR ?

Norton teoremi nedir ? Norton teoremi nerelerde ve nasıl kullanılır ? Norton teoremi formülleri nedir ve çalışma yapısı nasıldır ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Norton Teoremi Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

NORTON TEOREMİ

Norton, sürekli bir akım kaynağına paralel olarak devresini tek bir dirence kadar indirger.

Norton Teoremi, “Birkaç enerji kaynağı ve direnç içeren herhangi bir doğrusal devrenin, bir Tek Dirençle paralel olarak tek bir Sabit Akım üreteci ile değiştirilebileceğini” belirtmektedir.

Yük direncine gelince,tek direnç olan RL ilgiliyse de, RS direnci tüm akım kaynakları açık devreli olarak şebekeye geri dönen direncin değeridir ve IS, resimde de gösterildiği gibi çıkış terminallerinde kısa devre akımıdır.

Norton eşdeğer devresi

Bu “sabit akımın” değeri, kaynak direncinde birlikte kısa devre yapan iki çıkış terminalinin terminallere geri bakılarak ölçüleceği durumda akacak olandır (Thevenin ile aynı).

Örneğin, önceki bölümden şimdi tanıdık devremizi göz önünde bulundurun. 

Yukarıdaki devrenin eşdeğer Nortonlarını bulmak için öncelikle ortadaki 40Ω yük direncini çıkarmalı ve bize aşağıdaki devreyi vermesi için A ve B terminallerini kısa devre yapmalıyız.

Terminaller A ve B birlikte kısaltıldığında, iki direnç, ilgili iki voltaj kaynağına paralel olarak bağlanır ve her direnç boyunca akan akımlar ve toplam kısa devre akımı şimdi şu şekilde hesaplanabilir:

A-B Kısaltılmış Devrede ->

I1 = 10V/10Ω = 1 amper

I2 = 20V/20Ω = 2 amper

Bu sebeple I.kısa-devre akımı => I1 + I2 = 2 amperdir.

İki voltaj kaynağını ve açık devre terminalleri A ve B’yi kısa devre dışı bırakırsak, iki direnç şimdi paralel olarak etkin bir şekilde birleştirilir.

Dahili direnç olan Rs değeri, bize aşağıdaki devreyi veren A ve B terminallerindeki toplam direnci hesaplayarak bulunur.

norton teoremi nedir

Eşdeğer Direnci Bul (Rs)

10Ω Direnç ile 20Ω paralel direnç ->

Rt = (R1xR2)/(R1+R2) = (20×10)/(20+10) = 6.67Ω 

Hem kısa devre akımını, hem de eşdeğer iç direncini bulduktan sonra, bu Rs bize resimdeki Norton eşdeğer devresini verir.

Norton eşdeğer devresi

Şu ana kadar herşey tamamdı ancak şimdi aşağıda gösterildiği gibi A ve B terminalleri arasında bağlanan orijinal 40Ω yük direnci ile çözmemiz gerekiyor.

Yine, iki direnç bize toplam direnç sağlayan A ve B terminalleri boyunca paralel olarak bağlanır:

Rt = (R1xR2)/(R1+R2) = (6.67×40)/(6.67+40) = 5.72Ω

Yük direnci bağlı olarak A ve B terminalleri arasındaki voltaj aşağıdaki gibi verilir:

Va-b = I x R = 2 x 5.72 => 11.44V

Daha sonra 40Ω yük dirençinde akan akım şu şekilde bulunabilir:

I = V/R => 11.44/40 = 0.286 amper

Yine 0.286 amper aynı değerde, önceki derslerde Kirchhoff devre kanunu kullanarak bulduk.

Norton Teoremi Özet

Norton Teoremini kullanarak bir devreyi çözmek için temel prosedür aşağıdaki gibidir:

1. Yük direncini RL veya ilgili bileşeni çıkarın.

2. Tüm voltaj kaynaklarını kısaltarak veya tüm akım kaynaklarını açık devre yaparak RS’yi bulun.

3. Çıkış terminalleri A ve B’ye kısa devre bağlantısı kurarak IS’yi bulun.

4. Yük direnci RL’den geçen akımı bulun.

Bir devrede, yük direnci kaynak direncine eşit olduğunda yüke sağlanan güç maksimumdadır. Bir sonraki derste, Maksimum Güç Aktarımı’na bakacağız.

Maksimum güç aktarımı teoreminin uygulanması, değişken yüke sahip basit ve karmaşık doğrusal devrelere uygulanabilir ve yüke maksimum güç aktarımına neden olan yük direncini bulmak için kullanılır.

NORTON TEOREMİ NEDİR SONUÇ :

Bugün Norton Teoremi Nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum faydalı birtakım bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

Thevenin Teoremi Nedir ? | DC Devre Dersleri -7

THEVENİN TEOREMİ NEDİR ?

Thevenin teoremi nedir ? Thevenin teoremi nerelerde ve nasıl kullanılır ? Thevenin teoremi içerisinde neler barındırır ve nasıl çalışır ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Thevenin Teoremi Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

THEVENİN TEOREMİ NEDİR ?

Önceki üç yazımızda, Kirchhoff’un Devre Yasaları, Ağ Analizi ve son olarak Nodal Analiz kullanarak karmaşık elektrik devrelerinin çözümüne baktık. Ancak, bir devredeki herhangi bir noktada akımları ve gerilimleri hesaplayabilecekleri daha birçok “Devre Analizi Teoremi” vardır.

Bu yazıda ise daha yaygın devre analizi teoremlerinden birine , Thevenin Teoremi adlı teoreme , Kirchhoff’un yasaları ile birlikte bakacağız.

Thevenin Teoremi, “Birkaç voltaj ve direnç içeren herhangi bir doğrusal devrenin, yüke bağlı tek bir dirençle seri halinde sadece bir tek voltajla değiştirilebileceğini” belirtir.

Başka bir deyişle, ne kadar karmaşık olursa olsun herhangi bir elektrik devresini, aşağıda gösterildiği gibi bir yüke bağlı bir direnç (veya empedans) ile seri halinde sadece tek bir sabit voltaj kaynağı olan eşdeğer bir iki terminal devresine basitleştirmek mümkündür.

Thevenin Teoremi, güç ya da akü sistemlerinin devre devrelerinde ve devrenin bitişiğindeki kısmını etkileyeceği birbirine bağlı diğer direnç devrelerinde özellikle yararlıdır.

Thevenin’in eşdeğer devresi

Yük direnci (RL) söz konusu olduğunda, çoklu direnç devre elemanlarından ve enerji kaynaklarından oluşan karmaşık bir “tek port” ağ, bir tek eşdeğer direnç R ve bir tek eşdeğer voltaj Vs ile değiştirilebilir.

Rs, devreye geri kaynak direnç değeridir ve Vs, terminallerdeki açık devre gerilimidir.

Örneğin, önceki bölümdeki devreyi düşünün.

Öncelikle, devreyi analiz etmek için, A-B terminalleri boyunca bağlı olan merkez 40Ω yük direncini çıkarmalı ve voltaj kaynaklarıyla bağlantılı tüm dahili direnci kaldırmalıyız.

thevenin teoremi nedir

Bu, devreye bağlı tüm voltaj kaynaklarını, yani v = 0 olan veya bağlı olan tüm akım kaynaklarını i = 0 yapan açık devreleri keserek yapılır.

Bunun nedeni, ideal bir voltaj kaynağına veya devre analizi için akım kaynağı idealine sahip olmak istememizdir.

Eşdeğer direncin değeri Rs, A ve B terminallerinden geriye kalan toplam direnci tüm voltaj kaynakları kısa devre ile hesaplayarak bulunur.Daha sonra resimde görebileceğiniz devreyi alırız.

Eşdeğer Direnci Bul (Rs)

Gerilim Vs, aralarında açık devre olduğunda A ve B uçları arasındaki toplam gerilim olarak tanımlanmaktadır.Burada yük direnci RL bağlı değil olarak devam etmeliyiz.

10Ω direnç ile 20 Ω direnç paraleldir.

Rt = (R1XR2) / (R1+R2) = (20×10)/(20+10) = 6.67 Ω

Eşdeğer Gerilimi (Vs) bulun 

Şimdi iki gerilimi tekrar devreye almamız gerekiyor ve VS = VAB olarak döngü etrafında akan akım şöyle hesaplanır:

I = V/R = (20v – 10v )/ (20 Ω +10 Ω) = 0.33 Amps

0.33 amperlik (330mA) bu akım her iki direnç için de ortaktır, böylece 20Ω direnç veya 10Ω direnç boyunca voltaj düşüşü şu şekilde hesaplanabilir:

VAB = 20 – (20Ω x 0.33amp) = 13.33 volt.

veya

VAB = 10 + (10Ω x 0.33amp) = 13.33 volt, aynı.

Ardından Thevenin’in Eşdeğer devresi 6.67’a seri direnç ve 13.33V gerilim kaynağı olacaktı.

Devreye tekrar bağlanan 40Ω direnç sayesinde , devre etrafında akan akım şöyle verilir:

I =V/R => 13.33V/ 6.67 Ω + 40 Ω = 0.286 A

Yine, 0.286 amper aynı değeri, önceki devre analizi eğitiminde Kirchhoff’un devre yasasını kullanarak bulduk.

Thevenin teoremi başka bir devre analizi yöntemi olarak kullanılabilir ve normal paralel ve seri bağlantılarda düzenlenmiş bir veya daha fazla gerilim veya akım kaynağı ve dirençten oluşan karmaşık devrelerin analizinde özellikle yararlıdır.

Thevenin devre teoremi matematiksel olarak akım ve gerilim açısından tanımlanabilse de, büyük ağlarda Mesh Akımı Analizi veya Nodal Voltaj Analizi kadar güçlü değildir, çünkü Mesh veya Nodal analizi kullanımı genellikle herhangi bir Thevenin teoreminde gereklidir, bu nedenle başından beri de kullanılabilir.

Bununla birlikte, Thevenin’in Transistörlerin eşdeğer devreleri, aküler gibi Gerilim Kaynakları, devre tasarımında çok kullanışlıdır.

Thevenin’in Teoremi Özeti

Burada Thevenin’in teoreminin, herhangi bir karmaşık elektrik ağını, tek bir dirençli seri olarak Vs, tek bir dirençli, Rs, tek bir voltaj kaynağından oluşan basit bir devreye indirgemek için kullanılabilecek bir başka devre analiz aracı olduğunu gördük.

Terminal A ve B’den geriye bakıldığında, bu tek devre, değiştirdiği karmaşık devre ile tam olarak aynı şekilde çalışır.

Bu, A-B terminallerindeki I-V ilişkileri ile aynıdır.

Thevenin’in Teoremini kullanarak bir devreyi çözmek için temel prosedür aşağıdaki gibidir:

1. Yük direncini RL veya ilgili bileşeni çıkarın.

2. Tüm voltaj kaynaklarını kısaltarak veya tüm akım kaynaklarını açık devre yaparak RS’yi bulun.

3. Normal devre analizi yöntemleriyle VS’yi bulun.

4. Yük direnci RL’den geçen akımı bulun.

Bir sonraki derste, doğrusal dirençlerden ve kaynaklardan oluşan bir ağın, tek bir kaynak direncine paralel olarak tek bir akım kaynağına sahip eşdeğer bir devre ile temsil edilmesini sağlayan Norton Teoremine bakacağız.

THEVENİN TEOREMİ SONUÇ :

Bugün Thevenin Teoremi Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı birtakım bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

Nodal (Düğüm) Analizleri Teoremi | DC Devre Dersleri – 6

DÜĞÜM ANALİZLERİ TEOREMİ NEDİR ?

Düğüm analizleri teoremi nedir ? Düğüm analizleri teoremi ile mesh(ağ) analizleri yöntemi arasındaki fark nedir ? Düğüm analizleri yöntemi nerelerde ve nasıl kullanılır ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Düğüm Analizleri Yöntemi Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

DÜĞÜM ANALİZLERİ TEOREMİ

Nodal(Düğüm) Gerilim Analizi, önceki mesh(ağ) analizi ile aynı derecede güçlü ve aynı matris analizi kavramlarına dayanmaktadır.

Adından da anlaşılacağı gibi, düğüm gerilim analizi, devre etrafındaki gerilim potansiyellerini bulmak için Kirchhoff’un birinci yasasına dayanan “Düğüm” denklemlerini kullanır.

Böylece tüm bu düğüm gerilimlerini bir araya getirdiğimizde , net sonucun , toplamların sıfıra eşit olacağını söyleyebiliriz.

Daha sonra, eğer devrede “n” düğüm varsa, “n-1” bağımsız düğüm denklemleri olacaktır ve bunlar yalnız devreyi tanımlamak ve dolayısıyla çözmek için yeterlidir.

Her düğüm noktasında Kirchhoff’un ilk kanun denklemini yazınız, yani: “bir düğüme giren akımlar, düğümü terk eden akımlara tam olarak eşittir”, ardından daldaki voltaj cinsinden her akımı ifade eder.

“N” düğümleri için bir düğüm referans düğümü olarak kullanılacak ve diğer tüm gerilimler bu ortak düğüme göre referanslanacak veya ölçülecektir.

Örneğin, önceki yazılarımızda paylaşılan devreyi düşünün.

düğüm gerilimleri analizi

Ağ Gerilim Analiz Devresi

Resimdeki devrede, D düğümü referans düğümü olarak seçilir ve diğer üç düğümün D düğümü ile ilgili olarak Va, Vb ve Vc gerilimlerine sahip olduğu varsayılır. Örneğin;

(Va – Vb) / 10 + (Vc – Vb) / 20 = Vb/40 

Va = 10v ve Vc = 20v olduğundan, Vb kolayca bulunabilir:

(1 – (Vb/10)) + (1- (Vb/20)) = Vb/40

2 = Vb x ((1/40) + (1/20) + (1/10))

Vb = (80/7) x V

I3 = (2/7) ya da 0.286 amper

Yine 0.286 amper aynı değeri, bir önceki yazımızda Kirchhoff’un Devre Yasasını da  kullanarak bulmuştuk.

Hem Mesh hem de Nodal Analiz yöntemlerini inceledik, ki burada belirli devreyi çözmenin en basit yöntemi budur.

Genel olarak, etrafta daha fazla sayıda akım kaynağı olduğunda, düğüm voltaj analizi daha uygundur. Şebeke daha sonra şöyle tanımlanır:

[I] = [Y] x [V]  akım kaynaklarıdır, [V] bulunacak düğüm gerilimleridir ve [Y] ise [V]’a [I] vermek için çalışan ağın matrisidir.

Düğüm Gerilim Analizi Özeti;

Nodal Analiz denklemlerinin çözümü için temel prosedür aşağıdaki gibidir:

1.Akımların bir düğüm içerisindeki pozitif olduğunu varsayarak mevcut vektörleri yazın.Yani, “N” bağımsız düğümler için bir (N x 1) matris.

2. Ağın matrisini [Y] yazınız:

  Y11 = ilk düğümün toplamı

  Y22 = ikinci düğümün toplamı

  RJK = J düğümüne ve K düğümüne katılan toplam

3. “N” bağımsız düğümleri olan bir ağ için, [Y] bir (N x N) matris olacak ve Ynn pozitif ve Yjk negatif veya sıfır değerinde olacaktır.

4. Gerilim vektörü (N x L) olacak ve bulunacak “N” gerilimlerini listeleyecektir.

Şimdi lineer devrelerin analizini basitleştiren bazı teoremlerin var olduğunu gördük.Bir sonraki derste, doğrusal dirençler ve kaynaklardan oluşan bir ağın, tek bir voltaj kaynağı ve bir seri direnç ile eşdeğer bir devre ile temsil edilmesini sağlayan Thevenin Teoremine bakacağız.

DÜĞÜM ANALİZLERİ TEOREMİ SONUÇ :

Bugün Düğüm Analizleri Teoremi adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı birtakım bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

Mesh(Ağ) Akım Analizi | DC Devre Dersleri -5

MESH(AĞ) AKIM ANALİZİ NEDİR ?

Mesh (Ağ) akım analizi nedir ? Mesh akım analizi nerelerde kullanılır ? Mesh akım analizinin çalışma prensibi nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Mesh(Ağ) Akım Analizi Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

MESH(AĞ) AKIM ANALİZİ

Kirchhoff Kanunları bize herhangi bir karmaşık elektrik devresini analiz etmek için temel yöntemi verirken, matematiğin azalmasına neden olan ve büyük ağlar söz konusu olduğunda Mesh Akım Analizi veya Nodal Gerilim Analizi kullanarak bu yöntemin iyileştirilmesinin farklı yolları vardır. Ve matematikte bu azalma büyük bir avantaj olabilmektedir.

Mesh(Ağ) Akımı Analiz Devresi

Kullanılan matematiğin miktarını azaltmanın basit bir yöntemi, iki dirençte akan akımları (I1 ve I2) belirlemek için Kirchhoff’un Mevcut Yasa denklemlerini kullanarak devreyi analiz etmektir.

O zaman I3 akımını sadece I1 ve I2 toplamı olarak hesaplamaya gerek yoktur.Böylece Kirchhoff’un ikinci gerilim yasası şöyle olur:

(Bir önceki konuda verilen örnek üzerinden gidilmiştir -> Kirchhoff kanunu yazısı)

Denklem No 1: 10 = 50I1 + 40I2

Denklem No 2: 20 = 40I1 + 60I2 bu nedenle, bir matematik hesaplama satırı kurtarılmıştır.

Mesh (Ağ) Akımı Analizi

Yukarıdaki devreyi çözmenin daha kolay bir yöntemi, bazen Maxwell’in Dolaşan Akımları yöntemi olarak da adlandırılan Mesh Akımı Analizi veya Döngü Analizi kullanmaktır.Dal akımlarını etiketlemek yerine, her “kapalı döngüyü” dolaşan bir akımla etiketlememiz gerekir.

Genel bir kural olarak, devrenin tüm elemanlarını en az bir kere kaplamak olduğundan, döngü içindeki dolaşım akımları olan saat yönünde yalnızca etiketin içindeki etiketi işaretleyin.

Gerekli herhangi bir dal akımı, Kirchhoff metodu kullanılmadan önce uygun loop veya ağ akımlarından bulunabilir.

Örneğin: i1 = I1, i2 = -I2 ve I3 = I1 – I2

Şimdi Kirchhoff’un voltaj yasası denklemini daha önce çözdüğümüz gibi yazıyoruz ancak bu yöntemin avantajı, devre denklemlerinden elde edilen bilginin devreyi çözmek için gereken minimum bilgi olmasını sağlamaktır. Kolayca matris formuna alınabilir.

Örneğin, önceki bölümdeki devreyi düşünün.

Bu denklemler, tek bir ağ empedans matrisi Z ,kullanılarak oldukça hızlı bir şekilde çözülebilir.Ana köşegen üzerindeki her eleman “pozitif” olacaktır ve her bir ağın toplam empedansıdır.

mesh(ağ) akım analizi

Asıl diyagonal kapalı olan her eleman “sıfır” ya da “negatif” olduğunda, tüm uygun ağları birleştiren devre elemanını temsil eder.

İlk önce, matrislerle uğraşırken, iki matrisin bölünmesi için, bir matrisin gösterildiği gibi diğerinin tersiyle çarpılması ile aynı olduğunu anlamamız gerekir.

Burada , matris olarak 2×2 matris , soldan sağa ilk satır 50 , -40 ve ikinci satır -40,60  x diğer matris 1×2’dir ilk satır I1 ve ikinci satır I2’dir.Sonuç ilk satır 10 ve ikinci satır -20’dir.

Burada I = V/R olduğundan -> ( R^-1 ) x V

R’nin tersi ise matris 2×2 -> ilk satır 60 40 , ikinci satır 40 50

|R| = (60×50) – (40×40) = 1400 olur

R^-1 ise = (1/1400) x matris ilk satır 60 40 , ikinci satır 40 50 olacaktır.

R‘nin tersini bulduktan sonra, V R, VxR^-1 ile aynı olduğundan, şimdi onu iki dolaşım akımını bulmak için kullanabiliriz.

I = R^-1 x V

Matris ilk satır I1 ve ikinci satır I2 = (1/1400) x [matris ilk satır 60 40 , ikinci satır alt 40 50] x [matris ilk satır 10 ikinci alt satır -20]

I1 = ((60 x 10) + (40x-20))  / 1400 = -200 / 1400 = – 0.143 A

I2 = ((40×10) + (50x-20)) / 1400 = -600 / 1400 = -0.429

Burada

[V] loop 1 ve ardından loop 2 için toplam batarya voltajını verir

[I] bulmaya çalıştığımız döngü akımlarının adlarını belirtir

[R] direnç matrisi

[R^-1], [R] matrisinin tersidir

ve bu, I1’i -0.143 Amper ve I2’yi -0.429 Amper olarak verir.

Ardından: I3 = I1 – I2

Dolayısıyla, I3’ün birleşik akımı şöyle verilmiştir: -0.143 – (-0.429) = 0.286 Amper

0.286 amper aynı değerde, önceki eğitimde Kirchoff devre yasasını kullanarak bulduk.

Mesh(Ağ) Akımı Analizi Özeti

Bu “bak-gör” devre analizi yöntemi, Mesh Akım Analizi denklemlerinin çözümü için temel prosedürle birlikte tüm devre analizi yöntemlerinin en iyisidir:

1. Tüm iç döngüleri dolaşımlı akımlarla etiketleyin. (I1, I2,… IL vb.)

2. Her döngüdeki tüm voltaj kaynaklarının toplamını vererek [L x 1] sütun matrisini [V] yazın.

3. Devredeki tüm dirençler için [L x L] matrisini [R] aşağıdaki gibi yazın:

  R11 = ilk döngüdeki toplam direnç.

  Rnn = Nth döngüdeki toplam direnç.

  RJK = doğrudan döngü J’ye Loop K ile bağlanan direnç

4. Matris veya vektör denklemini yazın [V] = [R] x [I], burada [I] bulunacak akımların listesidir.

Mesh Akım Analizi’ni kullanmanın yanı sıra, döngülerin etrafındaki voltajları hesaplamak için düğüm analizini kullanabiliriz, yine sadece Kirchoff yasalarını kullanarak gereken matematik miktarını azaltabiliriz. DC devre teorisi ile ilgili bir sonraki derste, bunun için Nodal Gerilim Analizine bakacağız.

MESH(AĞ) AKIM ANALİZİ SONUÇ :

Bugün Mesh(Ağ) Akım Analizi Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur sizler adına.

İyi Çalışmalar

Kirchhoff Yasaları Nedir | DC Devre Dersleri -4

KIRCHHOFF YASALARI NEDİR ?

Kirchhoff yasaları nedir ? Kirchhoff’un kaç tane yasası vardır ? Kirchhoff’un yasaları nasıl çalışır ve bize ne söyler ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Kirchhoff Yasaları Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

KIRCHHOFF YASALARI

Kirchhoff’un Devre Yasası, bir devre etrafındaki gerilimler ve akımlar için bir dizi temel ağ kanunu ve teoremini tanımlayarak karmaşık devre problemlerini çözmemize izin verir.

Dirençler eğitiminde, iki veya daha fazla rezistörün seri, paralel veya her ikisinin kombinasyonunda birbirine bağlandığında tek bir eşdeğer direncin (RT) bulunabileceğini ve bu devrelerin Ohm Yasasına uyduğunu gördük.

Ancak, bazen köprü veya T ağları gibi karmaşık devrelerde, devrenin içinde dolaşan gerilimleri veya akımları bulmak için yalnızca Ohm Yasasını kullanamayız. Bu tür hesaplamalar için devre denklemlerini elde etmemizi sağlayan bazı kurallara ihtiyacımız vardır ve bunun için Kirchhoff’un Devre Yasasını kullanabiliriz.

1845’te bir Alman fizikçi Gustav Kirchhoff, elektrik devrelerinde akım ve enerjinin korunmasını ele alan bir çift ya da kurallar ya da yasalar geliştirdi.

Bu iki kural genel olarak bilinen ;

Kirchhoffs Devresi yasası, kapalı devre etrafında akan akımla ilgili Kirchhoffs Akım Yasası (KCL), diğer yasa ise kapalı devre içinde mevcut olan voltaj ile ilgilidir, Kirchhoff’un Gerilim Yasası (KVL).

kirchhoff yasaları nedir

Kirchhoffs Birinci Yasası – Akım Yasası, (KCL)

Kirchhoff’un akım yasası veya KCL, “bir birleşim noktası veya düğüme giren toplam akım veya yükün, düğüm içinde hiçbir kayıp olmadığından, ayrılmak için başka bir yere sahip olmadığından düğümü terk eden yüke tam olarak eşit olduğunu” belirtir.

Başka bir deyişle, bir düğüme giren ve çıkan akımların hepsinin cebirsel toplamı sıfıra eşit olmalıdır, I (çıkan) + I (giren) = 0.

Kirchhoff’un bu fikri genellikle Yükün Korunumu olarak bilinir.

Kirchhoff’un Akım Yasası

Burada, I1, I2, I3 düğümüne giren üç akımın hepsi değer bakımından pozitif ve düğüm, I4 ve I5’ten çıkan iki akım değer bakımından negatifdir.O zaman bu, denklemi şu şekilde yeniden yazabileceğimiz anlamına gelir;

I1 + I2 + I3 – I4 – I5 = 0

Bir elektrik devresindeki Düğüm terimi genellikle iki veya daha fazla akım taşıma yolunun veya kablolar ve bileşenler gibi elemanların bağlantı veya birleşimini ifade eder.Ayrıca akımın bir düğümün içine veya dışına akması için kapalı bir devre yolu mevcut olmalıdır. Paralel devreleri analiz ederken Kirchhoff’un şu anki kanununu kullanabiliriz.

Kirchhoffs İkinci Yasası – Gerilim Yasası, (KVL)

Kirchhoffs Gerilim Yasası veya KVL, “herhangi bir kapalı döngü ağında, döngü etrafındaki toplam gerilimin, aynı döngü içindeki tüm gerilim düşüşlerinin toplamına eşit olduğunu” ve sıfıra eşit olduğunu belirtir.

Başka bir deyişle, döngü içindeki tüm gerilimlerin cebirsel toplamı sıfıra eşit olmalıdır. Kirchhoff’un bu fikri Enerjinin Korunumu olarak bilinir.

Kirchhoffs Gerilim Yasası

Looptaki herhangi bir noktadan başlamak, pozitif veya negatif tüm voltaj düşüşlerinin yönünü not ederek aynı yönde devam eder ve aynı başlangıç ​​noktasına geri döner.Aynı yönü saat yönünde veya saat yönünün tersinde tutmak önemlidir, aksi takdirde nihai voltaj toplamı sıfıra eşit olmaz. Seri devreleri analiz ederken Kirchhoff’un gerilim yasasını kullanabiliriz.

Kirchhoffun devre yasasını kullanılarak DC devreleri veya AC devreleri analiz edilirken, analiz edilen devrenin parçalarını tanımlamak için bir dizi tanım ve terminoloji kullanılır: düğüm, yollar, dallar, ilmekler ve ağlar. Bu terimler devre analizinde sıkça kullanılır, bu yüzden onları anlamak önemlidir.

Yaygın DC Devre Teorisi Terimleri:

• Devre – bir devre, bir elektrik akımının aktığı kapalı bir halka şeklinde , iletken yoldur.

• Yol – tek bir bağlantı elemanı veya kaynağı

• Düğüm – bir düğüm bir birleşim noktasıdır, bir devre içindeki bağlantı veya terminal, iki veya daha fazla devre elemanı birbirine bağlanmış veya iki veya daha fazla dal arasında bir bağlantı noktası vererek birbirine birleştirilmiştir. Bir düğüm nokta ile gösterilir.

• Dal – dirençler veya iki düğüm arasında bağlanmış bir kaynak gibi tek bir bileşen grubudur.

• Döngü – bir döngü, bir devre elemanının veya düğümün bir defadan fazla karşılaşılmadığı bir devrede basit bir kapalı yoldur.

• Kafes – kafes, kapalı bir yolu olmayan tek bir açık döngüdür. Ağın içinde hiçbir bileşen yoktur.

Not ;  Aynı akım değerinin tüm bileşenlerden geçmesi durumunda, bileşenlerin Seri olarak bağlandığı söylenebilir.

Bileşenlerin üzerinde aynı gerilime sahip olmaları durumunda, Paralel olarak birbirine bağlandıkları söylenebilir.

Tipik bir DC Devresi örneğini , resim üzerinde görebilirsiniz.

Kirchhoffun Devresi Yasası Örnek No1

40Ω Direnç, R3’de akan akımı bulunuz.

Devrenin 3 da, 2 düğüm (A ve B) ve 2 bağımsız döngüye sahiptir.

Kirchhoffun Akım Yasası, KCL kullanılarak denklemler şöyle verilmiştir:

A düğümünde: I1 + I2 = I3

B düğümünde: I3 = I1 + I2

Kirchhoffun gerilim yasası, KVL kullanılarak denklemler şöyle verilmiştir:

Loop 1 şu şekilde verilir: 10 = R1 I1 + R3 I3 = 10I1 + 40I3

Döngü 2 şu şekilde verilir: 20 = R2 I2 + R3 I3 = 20I2 + 40I3

Döngü 3 aşağıdaki gibi verilir: 10 – 20 = 10I1 – 20I2

I3, I1 + I2’nin toplamı olduğundan denklemleri şu şekilde yeniden yazabiliriz;

Denk. No 1: 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50I1 + 40I2

Denk. No 2: 20 = 20I2 + 40 (I1 + I2) = 40I1 + 60I2

Şimdi bize I1 ve I2 değerlerini vermek için azaltılabilen iki “Eşzamanlı Denklem” e sahibiz

I1’in I2 cinsinden ifade edilmesi bize I1’in -0.143 Amper olarak değerini verir.

I2’nin I1 cinsinden ifade edilmesi bize I2 değerini +0.429 Amper olarak verir.

I3 = I1 + I2

Direnç R3’de akan akım şu şekilde verilir: -0.143 + 0.429 = 0.286 Amper

ve direnç R3’e karşı voltaj aşağıdaki şekilde verilir: 0.286 x 40 = 11.44 volt

I1 için negatif işaret, başlangıçta seçilen akımın akış yönünün yanlış olduğu ancak hiçbir zaman daha az geçerli olmadığı anlamına gelir.

Aslında, 20V batarya 10V bataryayı şarj etmektedir.

Kirchhoffun Devre Kanunlarının Uygulanması

Bu iki yasa, bir devrede bulunan Akım ve Gerilimlerin bulunmasını, yani devrenin “analiz edildiğini” söyler ve Kirchhoff’un Devre Kanunlarını kullanmak için temel prosedür aşağıdaki gibidir:

1. Tüm voltaj ve dirençlerin verildiğini varsayınız. (V1, V2,… R1, R2, vb.)

2. Her dalı bir dal akımıyla etiketleyin. (I1, I2, I3 vb.)

3. Her düğüm için Kirchhoff’un ilk kanun denklemlerini bulun.

4. Kirchhoff’un, devrenin bağımsız döngülerinin her biri için ikinci kanun denklemlerini bulun.

5. Bilinmeyen akımları bulmak için gerektiği gibi Doğrusal eşzamanlı denklemleri kullanın.

Doğrusal bir devre etrafında dolaşan çeşitli gerilimleri ve akımları hesaplamak için Kirchhoffun Devre Yasası’nı kullanmanın yanı sıra, sadece Kirchhoff yasalarını kullanarak gereken matematik miktarını azaltmaya yardımcı olan her bağımsız döngüdeki akımları hesaplamak için döngü analizi de kullanabiliriz.DC devreleri hakkında bir sonraki derste, bunu yapmak için Mesh Akım Analizi’ne bakacağız.

KIRCHHOFF YASALARI SONUÇ :

Bugün Kirchhoff yasaları nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Elektriksel Ölçü Birimleri |DC Devre Dersleri -3

ELEKTRİKSEL ÖLÇÜ BİRİMLERİ NEDİR ?

Elektriksel ölçü birimleri nedir ? Elektriksel ölçü birimlerinde kullanılan kısaltmalar nelerdir ? Elektriksel ölçü birimlerinin kendi aralarındaki dönüşümleri nasıldır ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Elektriksel Ölçü Birimleri adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

ELEKTRİKSEL ÖLÇÜ BİRİMLERİ

Gerilim, akım ve direnç ifadesi için kullanılan standart elektriksel ölçüm birimleri sırasıyla Volt [V], Amper [A] ve Ohm [Ω] ‘dır.

Bu elektriksel ölçüm birimleri, SI temel ünitelerden türetilen diğer yaygın kullanılan elektrik üniteleriyle SI Sistemi olarak da bilinen Uluslararası (metrik) Sistemi temel almaktadır.

Bazen elektriksel veya elektronik devrelerde ve sistemlerde, ölçülen miktarlar çok büyük veya çok küçük olduğunda, bu standart elektriksel ölçüm birimlerinin katları veya alt katları (kesirleri) kullanılması gerekir.

Aşağıdaki tabloda, elektrik formüllerinde ve bileşen değerlerinde kullanılan bazı standart elektriksel ölçü birimleri listesi verilmektedir.

Parametre Birim Sembol Tanım
Voltaj Volt V ya da E Elektrik potensiyel birimi V = I x R
Akım Amper I ya da i Elektrik akım birimi I = V / R
Direnç Ohm R ya da Ω DC Direnç birimi R = V / I
İletkenlik Siemen G ya da ℧ Direnç karşıtlığı G = 1 / R
Kapasitans Farad C Kapasitans birim C = Q / V
Yük Coulomb Q Elektrik yük birimi Q = C x V
İndüktans Henry L ya da H İndüktans birimi Vl = -L x (di/dt)
Güç Watt W Gücün birimi P = VxI ya da I^2 x R
Empedans Ohm Z AC Direnç birimi Z^2  = R^2 + X^2
Frekans Hz Hz Frekans birimi f = 1 / T

Katlar ve Alt Katlar

Elektrik ve elektronik mühendisliğinde karşılaşılan maksimum değer ile standart bir elektrik ünitesinin minimum değeri arasında çok çeşitli değerler vardır. Örneğin, direnç 0,01Ω’den düşük veya 1,000,000Ω’den yüksek olabilir. Standart birimin katlarını ve alt kurallarını kullanarak, ondalık basamağın konumunu tanımlamak için çok fazla sıfır yazmak zorunda kalmayız. Aşağıdaki tablo isimlerini ve kısaltmalarını vermektedir.

Ön ek Sembol Çarpan 10’un katı
Terra T 1,000,000,000,000 10^12
Giga G 1,000,000,000 10^9
Mega M 1,000,000 10^6
Kilo k 1,000 10^3
None(yok) None(yok) 1 10^0
Centi  c 1/100 10^-2
Milli m 1/1,000 10^-3
Micro µ 1/1,000,000 10^-6
Nano n 1/1,000,000,000 10^-9
Pico p 1/1,000,000,000,000 10^-12

Direnç, Akım veya Gerilim birimlerini veya birimlerin katlarını görüntülemek için örnek olarak kullanacağız:

1kV = 1 kilo-volt – bu 1.000 Volt’a eşittir.

1mA = 1 mili-amp – bir Amperin binde birine (1/1000) eşittir.

47kΩ = 47 kilo-ohm – 47 bin Ohm’a eşittir.

100 uF = 100 mikro-farad – 100 milyonuncuya (100 / 1.000.000) bir Farad’a eşittir.

1kW = 1 kilo-watt – 1.000 Watt’a eşittir.

1MHz = 1 mega hertz – bir milyon Hertz’e eşittir.

Bir önekten diğerine dönüştürmek için iki değer arasındaki farkla çarpmak veya bölmek gerekir. Örneğin, 1MHz’i kHz’e dönüştürün.

Yukarıdan biliyoruz ki 1MHz bir milyon (1.000.000) hertz’e eşittir ve 1kHz’in bin (1.000) hertz’e eşittir, yani bir 1MHz, 1kHz’den bin kat daha büyüktür.

O zaman Mega-hertz’i Kilo-hertz’e dönüştürmek için mega-hertz’i bin ile çarpmamız gerekir, çünkü 1MHz 1000 kHz’e eşittir.

Aynı şekilde, kilo-hertz’i mega-hertz’e dönüştürmemiz gerekirse, bine bölmemiz gerekir.Çok daha basit ve daha hızlı bir yöntem, çoğaltmanız veya bölmeniz gerekip gerekmediğine bağlı olarak ondalık noktayı sola veya sağa taşımak olacaktır.

Yukarıda gösterilen “Standart” elektriksel ölçü birimlerinin yanı sıra, başka birimler de aşağıdaki gibi diğer değerleri ve miktarları belirtmek için elektrik mühendisliğinde kullanılır:

• Wh – Watt-Saat, Bir süre boyunca bir devre tarafından tüketilen elektrik enerjisi miktarı.Örneğin, bir ampul bir saat boyunca yüz watt elektrik tüketebilir.Genellikle şu şekilde kullanılır: Wh (watt-saat), kWh (Kilowatt-saat), 1.000 watt-saat veya MWh (Megawatt-saat), 1.000.000 watt-saat.

• dB – Desibel, Desibel, Bel’in onda bir birimidir (sembol B) ve voltaj, akım veya güçte kazancı temsil etmek için kullanılır.DB olarak ifade edilen bir logaritmik ünitedir ve genellikle amplifikatör, ses devreleri veya hoparlör sistemlerindeki giriş/çıkış oranını temsil etmek için kullanılır.

Örneğin, bir giriş voltajının (VIN) bir çıkış voltajına (VOUT) dB oranı 20log10 (Vout/Vin) olarak ifade edilir.DB’deki değer, kazancı temsil eden pozitif (20dB) veya birlik kaybını temsil eden negatif (-20dB), yani giriş = 0dB olarak ifade edilen olabilir.

• θ – Faz Açısı, Faz Açısı, voltaj periyodu ile aynı dalga periyoduna sahip akım dalga şekli arasındaki derece farkıdır.Bu bir zaman farkı veya zaman kaymasıdır ve devre elemanına bağlı olarak “öncü” veya “gecikmeli” değere sahip olabilir.Bir dalga formunun faz açısı derece veya radyan olarak ölçülür.

• ω – Açısal Frekans, çoğunlukla AC devrelerde, iki veya daha fazla dalga formu arasındaki Fazör İlişkisine Açısal Frekans (sembol ω) denir.Bu, saniyede radyan, rad/s birimli açısal frekans 2πƒ olan döngüsel bir ünitedir.

Bir döngünün tam devri 360 derece veya 2π, dolayısıyla yarım devir 180 derece veya  π rad olarak verilir.

• τ – Zaman Sabiti, Bir empedans devresinin Zaman Sabiti veya lineer birinci dereceden bir sistem, bir Step Response girişine tabi tutulduğunda çıkışın maksimum veya minimum çıkış değerinin% 63.7’sine ulaşması için geçen süredir. Bu reaksiyon zamanının bir ölçüsüdür.

ELEKTRİKSEL ÖLÇÜ BİRİMLERİ SONUÇ :

Bugün Elektriksel Ölçü Birimleri adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı birtakım bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

OHM Kanunu ve Güç Nedir |DC Devre Dersleri – 2

OHM KANUNU & GÜÇ NEDİR ?

Ohm kanunu ve güç nedir ? Ohm kanunu nasıl çalışmaktadır ve güç ile ilgisi nedir ? İlgili formüller ve hesaplamalar nasıl yapılmaktadır ? Ohm kanunu neyi çözüme kavuşturmuştur ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Ohm Kanunu ve Güç Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

OHM KANUNU ve GÜÇ

Georg Ohm, sabit bir sıcaklıkta sabit bir doğrusal dirençten geçen elektrik akımının, uygulanan voltaj ile doğrudan orantılı olduğunu ve ayrıca dirençle ters orantılı olduğunu buldu.Gerilim, Akım ve Direnç arasındaki bu ilişki, Ohm Yasasının temelini oluşturmuştur ve aşağıda gösterilmiştir.

Ohm Kanunu

Akım (I) = Voltaj (V) / Direnç (R)

Gerilim, Akım veya Direnç büyüklüklerinin herhangi iki değerini bilerek, üçüncü eksik değeri bulmak için Ohm Yasasını kullanabiliriz.Ohm Yasası elektronik formüllerde ve hesaplamalarda yoğun olarak kullanılmaktadır, bu nedenle “bu formülleri anlamak ve doğru bir şekilde hatırlamak çok önemlidir”.

Gerilimi bulmak için, (V)

[V = I x R]  V (volt) = I (amp) x R (Ω)

Akımı bulmak için, (I)

[I = V / R]  I (amp) = V (volt) / R (Ω)

Direnci bulmak için, (R)

[R = V /  I]  R (Ω) = V (volt) ÷ I (amper)

Bu Ohm yasa ilişkisini resimler kullanarak hatırlamak bazen daha kolaydır.Burada üç miktardaki V, I ve R, üstüne akım ve aşağıdaki dirençle voltaj veren bir üçgene Ohm Yasası Üçgeni denir.Bu düzenleme, her bir miktarın Ohm kanunu formülleri içindeki gerçek konumunu temsil eder.

Ohms Yasası Üçgeni

Yukarıdaki standart Ohm Yasası denkleminin aktarılması bize aynı denklemin aşağıdaki kombinasyonlarını verecektir:

Resim üzerinde üçgeni görebilirsiniz. 

Sonra, Ohm Yasası’nı kullanarak, 1Ω’lik bir rezistöre uygulanan 1V’luk bir voltajın 1A’lık bir akımın akmasına neden olacağını ve direnç değeri arttıkça, verilen bir voltaj için daha az akımın akacağını görebiliriz.

“Ohm Yasası”na uymayan herhangi bir Elektrikli cihaz veya bileşenin, içinden geçen akımın, dirençler veya kablolar gibi, üzerindeki voltajla orantılı (I α V) ve cihazlarda “Ohmik” olduğu söylenir.Ve transistörler veya diyotlar gibi orantılı olmayanların ise “ohmik olmayan” cihazlar olduğu söylenir.

Devrelerde Elektrik Gücü

Elektrik Gücü, (P) bir devredeki enerjinin , devre içinde emilme veya üretilme hızıdır.Bağlı yük onu emerken, gerilim gibi bir enerji kaynağı güç üretecek veya sağlayacaktır.Ampuller ve ısıtıcılar, örnek olarak elektrik gücünü emer ve onu ısıya veya ışığa veya her ikisine dönüştürür.

Watt cinsinden değeri veya derecesi ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla elektrik tüketir.

Gücün miktar simgesi P’dir ve akımla çarpılan voltajın ölçü birimi Watt(W)’tır.

Önekler bir watt’ın çeşitli katlarını veya alt katlarını belirtmek için kullanılır: miliwatt (mW = 10^-3W) veya kilovat (kW = 10^3W).

Daha sonra Ohm yasasını kullanarak ve V, I ve R değerlerinin yerine geçerek elektriksel güç formülü şöyle bulunabilir:

Gücü bulmak için (P)

[P = V x I]      P  (watt) = V (volt) x I (amper)

Ayrıca:

[P = V^2 / R]    P (watt) = V2 (volt) / R (Ω)

Ayrıca:

[P = I^2 x R]     P (watt) = I^2 (amp) x R (Ω)

Yine, burada da bu üç miktarda bir üçgene eklenmiştir, bu sırada tepede güç ve akım ve altta voltaj olan Güç Üçgeni denir. Yine, bu düzenleme, her bir miktarın Ohm yasası güç formülleri içindeki gerçek konumunu temsil eder.

Resim üzerinde bu üçgeni de görebilirsiniz.

ohm kanunu ve güç

Ve yine, yukarıdaki temel Ohm Yasası denkleminin iktidara dönüştürülmesi, çeşitli bireysel miktarları bulmak için bize aynı denklemin aşağıdaki kombinasyonlarını verir.

Böylece bir devredeki elektrik gücünü hesaplamak için üç olası formül olduğunu görebiliriz. Hesaplanan güç pozitifse, (+ P) herhangi bir formül için değerde bileşen gücü emer, yani güç tüketiyordur veya kullanıyordur.

Ancak hesaplanan güç negatif ise, (- P) değerinde, bileşen güç üretir veya üretir, başka bir deyişle, bataryalar ve jeneratörler gibi bir elektrik gücü kaynağıdır.

Elektrik gücü değerlendirmesi

Elektrikli bileşenlere, bileşenin elektrik gücünü ısı, ışık veya hareket gibi diğer enerji biçimlerine dönüştürdüğü maksimum hızı belirten watt cinsinden bir “güç derecesi” verilmiştir.

Örneğin, 1/4W’lık bir direnç, 100W’lık bir ampul vb.

Elektrikli cihazlar bir güç şeklini diğerine dönüştürür.Örneğin, bir elektrik motoru elektrik enerjisini mekanik bir kuvvete dönüştürür, bir elektrik jeneratörü mekanik gücü elektrik enerjisine dönüştürür. Bir ampul, elektrik enerjisini hem ışığa hem de ısıya dönüştürür.

Ayrıca, artık güç ünitesinin WATT olduğunu biliyoruz, ancak elektrik motorları gibi bazı elektrikli cihazların eski “Beygir Gücü” veya hp ölçümlerinde bir güç değeri var.

Beygir gücü ve watt arasındaki ilişki şöyle verilmiştir: 1hp = 746W.

Örneğin, iki beygir gücünde bir motor 1492W, (2 x 746) veya 1.5kW değerine sahiptir.

Ohms Kanunu Yuvarlak Diyagram

Çeşitli değerler arasındaki ilişkiyi biraz daha fazla anlamamıza yardımcı olmak için, tüm Ohm Yasası denklemlerini Gerilim, Akım, Direnç ve elbette Güç bulmak için yukarıdan tüm Ohm Yasası denklemlerini alabilir ve bunları kullanmak için basit bir Ohm Yasası yuvarlak diyagrama koyabiliriz.

Ohms Kanunu Yuvarlak diyagramı resim üzerinde görebilirsiniz.

Ohm Yasası Matris Tablosu

Değerler Direnç Akım Voltaj Güç
Akım&Direnç —- —– V=IxR P = I^2 x R
Voltaj&Akım R = V / I —- —- P = V x I
Güç&Akım R = P / I^2 —– V = P / I —–
Voltaj&Direnç —– I = V / R —- P = V^2 x R
Güç&Direnç —– I = √(P/R) V = √(PxR) —–
Voltaj&Güç R = V^2 / P I = P / V —— ——

Ohms Yasası Örneği No1

Resimde gösterilen devre için Gerilim (V), Akım (I), Direnç (R) ve Gücü (P) bulun. 

Gerilim [V = I x R] = 2 x 12Ω = 24V

Akım [I = V ÷ R] = 24 ÷ 12Ω = 2A

Direnç [R = V ÷ I] = 24 ÷ 2 = 12 Ω

Güç [P = V x I] = 24 x 2 = 48W

Bir elektrik devresindeki güç, sadece voltaj ve akım mevcut olduğunda mevcuttur.

Örneğin, bir açık devre durumunda, voltaj vardır, ancak akım akımı I = 0 (sıfır) yoktur, bu nedenle V x 0 =  0 olur, bu nedenle devre içinde dağıtılan gücün de 0 olması gerekir.Kısa devre koşulu, akım akışı var ancak V = 0, voltaj yoktur, bu nedenle 0 x I = 0, yani devre içinde harcanan güç 0’dır.

Elektrik gücü V x I’nın ürünü olduğundan, bir devrenin içinde dağıtılan güç, devrenin yüksek voltaj ve düşük akım veya düşük voltaj ve yüksek akım akışı içerip içermediği ile aynıdır.

Genel olarak elektrik gücü, Isı (ısıtıcılar), Motorlar gibi Mekanik İşler, Yayılan Enerji (Lambalar) veya depolanan enerji (Piller) şeklinde dağıtılır.

Devrelerde Elektrik Enerjisi

Elektrik Enerjisi iş yapma kapasitesidir ve iş ya da enerji birimi  ise joule’dir (J).Elektrik enerjisi, tüketilen süre ile çarpılan gücün ürünüdür.

Bu yüzden, Watt cinsinden ne kadar güç tüketildiğini ve zamanın, kullanıldığı saniye cinsinden zamanını biliyorsak, kullanılan toplam enerjiyi watt-saniye olarak bulabiliriz.

Başka bir deyişle, Enerji = güç x zaman ve Güç = gerilim x akım olmaktadır.

Bu nedenle elektrik enerjisi enerji ile ilgilidir ve elektrik enerjisi için verilen birim watt-saniye veya joule’dir.

Elektrik gücü, enerjinin aktarılma hızı olarak da tanımlanabilir.Eğer bir iş parçası bir saniyelik sabit bir hızda emilirse veya verilirse, o zaman karşılık gelen güç bir watt’a eşdeğer olacaktır, böylece güç “1 Joule/sn = 1Watt” olarak tanımlanabilir.

Sonra, bir watt’ın saniyede bir joule eşit olduğunu söyleyebiliriz ve elektrik gücü iş yapma oranı veya enerji aktarımı olarak tanımlanabilir.

Elektriksel Güç ve Enerji Üçgeni 

Daha önce elektrik enerjisinin saniyede watt veya joule olarak tanımlandığını söylemiştik.Elektrik enerjisi Joule cinsinden ölçülmekle birlikte, bir bileşen tarafından tüketilen enerjiyi hesaplamak için kullanıldığında çok büyük bir değer olabilir.

Örneğin, 100 watt’lık bir ampul 24 saat boyunca “AÇIK” bırakılırsa, tüketilen enerji 8,640,000 Joule (100W x 86,400 saniye) olacaktır; ki bu basit örnekte tüketilen enerji 8.64MJ (mega-joule) olacaktır.

Ancak elektrik enerjisini ifade etmek için joule, kilojoule veya megajoule’lerle uğraşırken, söz konusu matematik bazı büyük sayılarla ve çok fazla sıfırla sonuçlanabilir, bu yüzden Kilowatt-saatlerinde tüketilen elektrik enerjisini ifade etmek çok daha kolaydır.

Tüketilen (veya üretilen) elektrik gücü watt veya kW cinsinden (binlerce watt) ölçülürse ve süre saniye cinsinden saat cinsinden ölçülürse, elektrik enerjisi birimi kilowatt-saat olacaktır (kWhr).

Daha sonra yukarıdaki 100 wattlık ampulümüz, 2.440.000 joule’yi anlamak çok daha kolay olan 2.400 watt saat veya 2.4kWhr tüketecektir.

1 kWhr, bir saatte 1000 watt değerinde bir aygıt tarafından kullanılan ve genellikle “Elektrik Birimi” olarak adlandırılan elektrik miktarıdır.Bu, sayaç tarafından ölçülen ve faturalarımızı aldığımız zaman elektrik tedarikçilerimizden tüketiciler olarak satın aldıklarımızdır.

Kilowatt-saat, kullandığımız elektrik enerjisi miktarını ve dolayısıyla ne kadar ödediğimizi hesaplamak için evlerimizdeki elektrik sayacı tarafından kullanılan standart enerji birimleridir.Bu nedenle, 1000 watt değerinde bir ısıtma elemanına sahip bir elektrikli ateşi açın ve 1 saat açık bıraktıysanız, 1 kWhr elektrik tüketmiş olursunuz.

Yarım saat boyunca her biri 1000 watt elemanlı iki elektrik ateşi açtıysanız, toplam tüketim tam olarak aynı miktarda elektrik olacaktır – 1kWhr.

Bu nedenle, bir saat boyunca 1000 watt tüketmek, yarım saat (yarım saat) için 2000 watt ile aynı miktarda güç kullanır.

Daha sonra 100 watt’lık bir ampulün 1 kWhr veya bir ünite elektrik enerjisi kullanması için toplam 10 saat açık olması gerekir (10 x 100 = 1000 = 1kWhr).

Bir devrede gerilim, akım ve direnç arasındaki ilişkinin ne olduğunu bildiğimize göre, DC Devreleri ile ilgili bir sonraki derste, elektrik ve elektronik mühendisliğinde kullanılan ve bu değerleri hesaplamamızı sağlamak için kullanılan Standart Elektrik Ünitelerine bakacağız.

OHM KANUNU ve GÜÇ SONUÇ :

Bugün Ohm Kanunu ve Güç Nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.Diğer bir yazımızda buluşmak üzere .

İyi Çalışmalar

DC Devre Teorisi Nedir | DC Devre Dersleri

DC DEVRE TEORİSİ GİRİŞ

DC devre teorisi nedir ? DC devre teorisi nasıl çalışmaktadır ? Akım , gerilim ve direnç nedir ? Akım , direnç ve gerilim arasındaki bağlantı nedir ? Elektron , proton , nötronlar nedir ve elektrik devreleri ile ilgileri nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız DC Devre Teorisi Giriş adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

DC DEVRE TEORİSİ

Tüm malzemeler atomlardan yapılmıştır ve tüm atomlar protonlardan, nötronlardan ve elektronlardan oluşur.Protonlar, pozitif bir elektrik yüküne sahiptir.Nötronların hiçbir elektrik yükü yoktur (Nötr) ve elektronların negatif bir elektrik yükü vardır.

Atomlar, atom çekirdeği ve dış kabuğundaki elektronlar arasında var olan güçlü çekim kuvvetleri ile birbirine bağlanır.

Bu protonlar, nötronlar ve elektronlar atom içinde bir arada olduklarında mutlu ve kararlıdırlar.Fakat onları birbirimizden ayırırsak, potansiyel fark denilen bir çekim potansiyeli kullanmaya başlamaktadırlar.

Şimdi kapalı bir devre yaratırsak, bu serbest elektronlar harekete geçmeye başlar ve bir elektron akışı yaratarak çekicilikleri nedeniyle protonlara geri döner.Bu elektron akışına elektrik akımı denir.

Elektronlar devre boyunca serbestçe akmazlar çünkü hareket ettikleri malzeme elektron akışında bir kısıtlama yaratır.Bu kısıtlamaya direnç denir.

Daha sonra, tüm temel elektriksel veya elektronik devreler, üç ayrı fakat birbiri ile çok fazla ilgili elektriksel büyüklükten oluşur:

Gerilim, (v), Akım, (i) ve Direnç, (Ω).

Elektrik gerilimi

Voltaj (V), bir elektrik yükü şeklinde depolanan bir elektrik kaynağının potansiyel enerjisidir.Gerilim elektronları bir iletken boyunca iten kuvvet olarak düşünülebilir ve gerilim ne kadar büyük olursa, elektronları verilen bir devre boyunca “itme” kabiliyeti o kadar artar.

Enerji çalışma yeteneğine sahip olduğundan, bu potansiyel enerji ,elektronları bir devre etrafındaki bir elektrik akımı biçiminde bir noktadan veya düğümden diğerine hareket ettirmek için gereken iş olarak tanımlanabilir.

Daha sonra, bir devredeki herhangi iki nokta, bağlantı veya birleşim (düğüm adı verilen) arasındaki voltaj farkı, genellikle Gerilim Düşümü olarak adlandırılan Potansiyel Fark olarak bilinir.

İki nokta arasındaki potansiyel fark, devre sembolü V veya Küçük harf “v“ olan Volt cinsinden ölçülür, ancak Enerji, E küçük harf “e” bazen üretilen bir emf (elektromotor kuvveti) belirtmek için kullanılır. Daha sonra voltaj arttıkça, basınç (veya itme kuvveti) artar ve çalışma kapasitesi artar.

Sabit bir voltaj kaynağı DC voltajı olarak adlandırılır ve zamana göre periyodik olarak değişen bir voltaj ise bir AC voltajı olarak adlandırılır.Voltaj volt olarak ölçülür, bir volt bir amperlik bir elektrik akımını bir ohm’luk bir dirençle zorlamak için gereken elektrik basıncı olarak tanımlanır.

Voltajlar genellikle, mikrovoltlar (μV = 10^-6 V), millivoltlar (mV = 10^-3 V) veya kilovolt (kV = 10^3 V) gibi voltajın alt katlarını göstermek için kullanılan ön ekli Volt cinsinden ifade edilir.

Gerilim pozitif veya negatif olabilir.

Piller veya güç kaynakları çoğunlukla elektronik devrelerde ve sistemlerde 5v, 12v, 24v gibi sabit bir DC (doğru akım) gerilim kaynağı üretmek için kullanılır.AC (alternatif akım) ise, ev içi ve endüstriyel güç ve aydınlatma ile güç iletimi için voltaj kaynakları mevcuttur.İngiltere’deki ana voltaj kaynağı şu anda 230 volt’tur. ve 110 volt alternatif akım ise ABD’de kullanılmaktadır.

Genel elektronik devreler, 1.5V ve 24V dc arasında düşük voltajlı DC akü beslemelerinde çalışır. Genellikle, kutup yönünü belirten pozitif + ve negatif –  işareti olan bir akü sembolü olarak verilen sabit voltaj kaynağı için devre sembolleridir.

Alternatif bir voltaj kaynağının devre sembolü, içinde sinüs dalgası bulunan bir dairedir.

Gerilim Sembolleri

Su tankı ile gerilim beslemesi arasında basit bir ilişki yapılabilir.Çıkış üzerindeki su tankı ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla enerji serbest kaldıkça suyun basıncı o kadar yüksek olur, voltaj arttıkça daha fazla elektron serbest kaldıkça potansiyel enerji de artar.

Gerilim her zaman bir devrede herhangi iki nokta arasındaki fark olarak ölçülür ve bu iki nokta arasındaki gerilim genellikle “Gerilim düşümü” olarak adlandırılır.

Gerilim akımsız bir devre boyunca var olabileceğine dikkat edin, ancak akım, gerilimsiz olamaz ve DC veya AC’nin açık veya yarı açık devre koşulunu sevip sevmediği ancak herhangi bir kısa devre koşulundan kaçındığını ve onu tahrip edebileceğinden herhangi bir kısa devre koşulunun zararlı olduğunu not etmeliyiz.

Elektrik akımı

Elektrik Akımı, (I) elektrik yükünün hareketi veya akışıdır ve Amper, yoğunluk için ‘i’ sembolü olarak ölçülür.

Gerilim kaynağı tarafından “itilen” bir devrenin etrafındaki elektronların (bir atomun negatif parçacıkları) sürekli ve tekdüze akışıdır (sürüklenme olarak adlandırılır).Gerçekte, elektronlar negatif (-ve) terminalden beslemenin pozitif (+ve) terminaline akar ve devrenin kolay anlaşılmasını sağlamak için geleneksel akım akışının pozitiften negatif terminale aktığını varsayar.

Genel olarak devre şemalarında, akımın gerçek yönünü belirtmek için genellikle akım, akımın akışını gösteren sembolle, I veya küçük harf i ile ilişkili bir ok vardır.Bununla birlikte, bu ok genellikle geleneksel akım akışının yönünü gösterir ve mutlaka gerçek akışın yönünü gerektirmez.

Akım Akışı

Yaygın olarak bu, bir devrenin etrafındaki pozitif yükün, negatifine pozitif olan akışıdır.Resimdeki diyagram, akünün pozitif terminalinden, devrenin içinden geçen ve akünün negatif terminaline geri dönen kapalı bir devre etrafındaki pozitif yükün (deliklerin) hareketini gösterir.

Pozitiften negatife olan bu akım akışı genellikle yaygın akım akışı olarak bilinir.

Daha sonra Konvansiyonel Akım Akışı, elektrik akımının pozitif ile negatif arasındaki akışını verir ve bu, elektronların gerçek akışına ters yönde olan akıştır.

Elektron Akışı

Devre etrafındaki elektronların akışı, konvansiyonel akım akışının negatif ile pozitif olan yönünün tersidir.Bir elektrik devresinde akan gerçek akım, akünün negatif kutbundan (katot) akan ve . bataryanın artı kutbuna (anot) geri dönen elektronlardan oluşur

Bunun nedeni, bir elektronun yükünün tanım olarak negatif olması ve bu nedenle pozitif terminale çekilmesidir.Bu elektron akışına Elektron Akım Akışı denir.Bu nedenle, elektronlar gerçekte negatif terminalden artıya doğru bir devre etrafında akarlar.

Hem geleneksel akım hem de elektron akışı birçok ders kitabı tarafından kullanılır.Aslında, yön tutarlı bir şekilde kullanıldığı sürece akımın devre etrafında nasıl aktığı fark etmez.

Akım akış yönü, akımın devre içinde ne yaptığını etkilemez.Genel olarak konvansiyonel akım akışını anlamak çok daha kolaydır – eksiden pozitife.

Elektronik devrelerde, bir akım kaynağı belirli bir miktarda akım sağlayan, örneğin yönünü gösteren bir ok bulunan bir daire olan bir daire olarak verilen sabit bir akım kaynağı için devre sembolüyle birlikte, 1A, 5A 10 amper, vb. sağlayan bir devre elemanıdır.

Akım Amper cinsinden ölçülür ve bir amp veya amper, bir saniye içinde devredeki belirli bir noktadan geçen elektron veya şarj sayısı (Coulombs’ta Q), (Saniye cinsinden t) olarak tanımlanır.

Elektrik akımı genellikle mikro amper (μA = 10-6A) veya miliamper (mA = 10-3A) için kullanılan ön ekli Amper cinsinden ifade edilir.Elektrik akımının, devrenin etrafındaki akış yönüne bağlı olarak değerde pozitif veya değerde negatif olabileceğini unutmayın.

Tek bir yönde akan Akıma Doğrudan Akım veya DC denir ve devre boyunca ileri geri giden Akım Alternatif Akım veya AC olarak bilinir AC veya DC akımın yalnızca bir voltaj kaynağı bağlandığında bir devreden akıp akmadığı “akışı”, hem devrenin direnci hem de onu zorlayan gerilim kaynağı ile sınırlı olması.

Ayrıca, alternatif akımlar (ve voltajlar) periyodik olduklarından ve zamana göre “etkili” veya “RMS” olarak değiştiklerinden, Irms olarak verilen (Kök Ortalama Karesi) değeri, bir DC akım Boşluğuna eşdeğer ortalama güç kaybını üretir.

Akım kaynakları, kısa veya kapalı devre koşullarını sevdikleri için voltaj kaynaklarının zıttıdır, ancak hiçbir akım akmayacağından açık devre koşullarını sevmezler.

Su ilişkisi tankını kullanarak, akım boru boyunca aynı olan borudaki su akışının eşdeğeridir.Su akışı ne kadar hızlı olursa akım o kadar büyük olur.

Direnç

Direnç, (R) bir malzemenin, akımın akışına veya daha spesifik olarak bir devre içindeki elektrik yükünün akışına dayanma veya önleme kapasitesidir.Bunu mükemmel şekilde yapan devre elemanına “Direnç” denir.

Direnç, Ohm, Yunan sembolü (Ω, Omega) ile Kilo-ohm (kΩ = 10^3Ω) ve Mega-ohm (MΩ = 10^6Ω) anlamına gelen önekleri ile ölçülen bir devre elemanıdır.Direnç sadece pozitif değerdedir ve negatif olamaz.

Direnç Sembolleri

Bir rezistörün sahip olduğu direnç miktarı, akımın içinden geçen voltajla ilişkisine göre belirlenir; bu, devre elemanının “iyi iletken” – düşük direnç veya “kötü iletken” – yüksek direnç olup olmadığını belirler.

Düşük direnç, örneğin 1Ω veya daha az olması, devrenin bakır, alüminyum veya karbon gibi malzemelerden yapılmış iyi bir iletken olduğu anlamına gelirken, yüksek direnç, 1MΩ devre veya daha fazla ise, devrenin cam, porselen gibi yalıtım malzemelerinden yapılmış kötü bir iletken olduğu anlamına gelir.

Öte yandan, silikon veya germanyum gibi bir “yarı iletken”, direnci iyi bir iletken ile iyi bir yalıtkan arasında yarı yolda olan bir malzemedir.Bu nedenle “yarı iletken” adı verilmiştir.Yarı iletkenler, Diyot ve Transistör vb. yapımında kullanılır.

Direnç doğada doğrusal olabilir veya doğrusal olmayabilir, ancak hiçbir zaman negatif olamaz. Doğrusal direnç, Ohm Yasasına göredir; çünkü direnç üzerindeki voltaj, akımla doğru orantılıdır. Doğrusal olmayan direnç, Ohm’un Yasasına uymaz, ancak üzerinde akımın gücüyle orantılı bir voltaj düşüşü vardır.

Direnç saftır ve AC empedansının DC direncine eşit olması ve dolayısıyla negatif olamaması nedeniyle frekanstan etkilenmez. Direncin her zaman pozitif olduğunu ve asla olumsuz olmadığını unutmayın.

Bir direnç pasif devre elemanı olarak sınıflandırılır ve bu nedenle güç sağlayamaz veya enerji depolayamaz.Bunun yerine dirençler ısı ve ışık olarak görünen gücü emerler.

Dirençteki güç, voltaj kutuplarından ve akım yönünden bağımsız olarak her zaman pozitifdir.

Çok düşük direnç değerleri için, örneğin mili-ohm, (mΩ), direnç (R)’den ziyade, direnç karşılığını (1/R) kullanmak bazen daha kolaydır.

Direnç karşıtlığına İletkenlik, sembol (G) olarak verilir ve bir iletkenin veya cihazın elektrik iletme yeteneğini gösterir.

Başka bir deyişle, akımın aktığı kolaylık olarak ifade edebiliriz.

Yüksek iletkenlik değerleri bakır gibi iyi bir iletken, düşük iletkenlik değerleri ise ahşap gibi kötü bir iletken anlamına gelir.İletkenlik için verilen standart ölçü birimi Siemen sembolüdür (S).

İletkenlik için kullanılan birim, ters bir Ohm işareti ℧ ile sembolize edilen mho’dur (ohm, geriye doğru hecelenmiştir).

Güç, iletkenlik kullanılarak şu şekilde de ifade edilebilir: p = i^2 /G = v^2xG.

Gerilim, (v) ve Akım arasındaki ilişki, (i) sabit bir Direnç devresinde, (R), gösterilen direnç değerine eşit eğim ile düz bir çizgi i-v ilişkisi üretecektir.

Gerilim, Akım ve Direnç Özeti

Umarım, şimdiye kadar elektriksel Gerilim, Akım ve Direnç’in birbirleriyle nasıl yakından ilgili olduğu konusunda bir fikriniz oluşmuştur.

Gerilim, Akım ve Direnç arasındaki ilişki, Ohm yasasının temelini oluşturur.Sabit dirençli doğrusal bir devrede, voltajı arttırırsak, akım artar ve benzer şekilde voltajı azaltırsak, akım düşer.

Bu, voltaj yüksekse akımın yüksek olduğu ve voltaj düşükse akımın düşük olduğu anlamına gelir.

Aynı şekilde, direnci arttırırsak, belirli bir voltaj için akım düşer ve direnci azaltırsak akım artar.Bunun anlamı eğer direnç yüksek ise akım düşük ve direnç düşük ise yüksek akım demektir.

Daha sonra bir devre etrafındaki akım akışının voltajla doğru orantılı (∝) olduğunu, (V ↑ I ↑’ye neden olur), ancak (R ↑ I ↓) olarak dirençle ters orantılı (1 / ∝) olduğunu görebiliriz.

Üç ünitenin temel bir özeti aşağıda verilmiştir.

Gerilim veya potansiyel farkı, bir devredeki iki nokta arasındaki potansiyel enerjinin ölçüsüdür ve genellikle “voltaj düşüşü” olarak adlandırılır.

Bir voltaj kaynağı kapalı bir devre devresine bağlandığında, voltaj devrenin etrafında akan bir akım üretecektir.

DC gerilim kaynaklarında + ve (pozitif) ve −ve (negatif) sembolleri, gerilim kaynağının kutupsallığını belirtmek için kullanılır.

Voltaj, Volt cinsinden ölçülür ve voltaj için V sembolüne veya elektrik enerjisi için E sembolüne sahiptir.

Akım akışı, bir devre boyunca elektron akışı ve delik akışı birleşimidir.

Akım, devre etrafındaki sürekli ve homojen bir yük akışıdır ve Amper veya Amp olarak ölçülür ve I sembolüne sahiptir.

Akım Doğrudan Voltajla Orantılıdır (I ∝ V)

Alternatif bir akımın etkin (rms) değeri, bir direnç elemanından akan bir doğrudan akıma eşdeğer ortalama güç kaybına eşittir.

Direnç, bir devrenin etrafında akan akıma olan karşıtlıktır.

Düşük direnç değerleri bir iletkeni ve yüksek direnç değerleri bir yalıtkanı ifade eder.

Akım Dirençle Ters Orantılıdır (I 1 / ∝ R)

Direnç Ohm cinsinden ölçülür ve Yunan sembolü Ω veya R harfi bulunur.

Nicelik Sembol Birim Kısaltma
Voltaj V yada E Volt V
Akım I Amper A
Direnç R Ohm Ω

DC DEVRE TEORİSİ SONUÇ :

Bugün DC Devre Teorisi nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.DC Devre temellerine giriş yazısı olan bu yazımızda umarım birtakım bilgiler edinebilmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

Negatif Geribesleme (Feedback) Sistemleri Nedir ?

NEGATİF GERİBESLEME (FEEDBACK) SİSTEMLERİ NEDİR ?

Negatif geribesleme sistemleri nedir ? Negatif geribesleme denklemleri nedir ?  Negatif geribesleme örnekleri nedir ? Opamplar ve geribesleme sistemleri nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Negatif Geribesleme Sistemleri Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

NEGATİF GERİBESLEME (FEEDBACK) SİSTEMLERİ

Geri besleme, çıkış sinyalinin bir kısmının, bir voltaj veya bir akım olan bir giriş olarak kullanıldığı süreçtir.Bu geri besleme işlemi, giriş sinyaline göre değer veya fazda (“anti-faz”) ters ise, geribeslemenin Negatif Geribesleme veya dejeneratif geri besleme olduğu söylenir.

Negatif geri besleme, kontrol sistemlerinin tasarımında ve dengelenmesinde bir çok avantaj sağlayan giriş sinyallerinden çıkar.

Örneğin, sistem çıkışı herhangi bir sebepten dolayı değişirse, negatif geri besleme girişi değişime karşı koyacak şekilde etkiler.Geri besleme, sistemin genel döngü kazancını düşürürken, azaltma derecesi sistemin kazancını düşürür.

Negatif geribeslemeler ayrıca sistem bant genişliğini ve giriş ve çıkış empedanslarını iyileştirmenin yanı sıra bozulmayı, gürültüyü, dış değişikliklere duyarlılığı azaltma etkilerine de sahiptir.

Elektronik sistemde geri besleme, negatif geri besleme ya da pozitif geri besleme olup olmadığına bakılmaksızın tek taraflıdır.Bunun anlamı, sinyallerinin yalnızca çıkıştan sistemin girişine tek yönlü akmasıdır.

Bu daha sonra döngü kazancını, sistemin yük ve kaynak empedanslarından bağımsız hale getirir.Negatif bir geri besleme sisteminde, girişindeki bu toplama noktası, sistemi çalıştıran bir hata sinyali oluşturmak için geri besleme sinyalini giriş sinyalinden çıkarır.

Sistemin pozitif bir kazancı varsa, geri beslemenin gösterildiği gibi negatif olması için geri besleme sinyalinin giriş sinyalinden çıkarılması gerekir.

Negatif Geri Besleme Devresi

Devre pozitif kazanç, G ve geri besleme, β olan bir sistemi temsil eder. Girişindeki toplama noktası, sistemi çalıştıran Vin – βG hata sinyalini oluşturmak için giriş sinyalinden geri besleme sinyalini çıkarır.

Ardından temel kapalı devre devresini kullanarak genel geri besleme denklemini şu şekilde türetebiliriz:

Negatif Geribesleme Denklemi

Sistem kazancı : G = Vout / Vin  Burada : G = açık çevrim voltaj  kazancıdır

G x Vin = Vout

G (Vin – BVout) = Vout   Burada B feedback kesridir.

G.Vin – B.G.Vout = Vout   Burada BG = Çevrim kazancıdır.

G.Vin = Vout(1 + BG)   Burada  1+BG = Geribesleme faktörüdür.

Vout / Vin = G v = G / (1 + BG)   Burada Gv = Kapalı çevrim voltaj kazancıdır.

Negatif geri beslemenin etkisinin kazancı şu faktörlerle azaltılıyor olduğunu görüyoruz: 1 + βG.

Bu faktör “geri besleme faktörü” veya “geri besleme miktarı” olarak adlandırılır ve genellikle 20 log (1+ βG) ilişkisi ile desibel (dB) olarak belirtilir.

Negatif geribeslemenin etkileri Açık döngü kazancı, G çok büyükse, o zaman βG, 1’den çok daha büyük olacaktır, böylece sistemin genel kazancı kabaca 1 / β ‘ye eşit olacaktır.

Açık döngü kazancı frekans veya sistem yaşlanmasının etkileri nedeniyle azalırsa, βG’nin hala nispeten büyük olması şartıyla, genel sistem kazancı çok fazla değişmez.

Bu yüzden negatif geri besleme, genellikle “kazanç stabilitesi” olarak adlandırılan şey vererek kazanç değişiminin etkilerini azaltma eğilimindedir.

Negatif Geribesleme Örneği 1

Bir sistem geri besleme olmadan 80dB kazancına sahiptir.Negatif geri besleme kesri 1/50 ise negatif geri besleme eklenerek sistemin kapalı döngü kazancını dB cinsinden hesaplayın.

80 dB = 20log(G)

G = antilog1080/20 = 10,000

Gv = G / (1+G β) = 10,000 / (1+10,000x(1/50)) = 49.75

Gv(dB) = 20 log(49.75) = 34 dB

Bu durumda sistemin 10.000’lik bir döngü kazancı ve 34dB’lik bir kapalı döngü kazancı olduğunu görebiliriz.

Negatif Geribesleme Örneği 2

5 yıl sonra, negatif geri beslemesiz sistemin döngü kazancı 60dB’ye düşmüş ve geri besleme oranı 1 / 50’de sabit kalmıştır.Sistemin yeni kapalı döngü kazanç değerini hesaplayın.

60Db = 20 log(G)

G = antilog1060/20 = 1,000

Gv = G / 1+G β = 1,000 / (1+1,000x(1/50)) = 47.6

Gv(dB) = 20 log(47.6) = 33.5 dB

Buradaki iki örnekten görebiliyoruz ki, geribesleme olmadan, 5 yıllık kullanımdan sonra sistem kazancı 80dB’den 60dB’ye, (10.000’den 1.000’e kadar) açık çevrim kazancında yaklaşık % 25 düşüş göstermiştir.

Bununla birlikte, negatif geribeslemenin eklenmesiyle, sistem kazancı yalnızca 34dB’den 33,5dB’ye düşmüştür, bu da% 1,5’ten daha düşük bir düşüşe neden olmuştur;

Bu nedenle, bir sisteme negatif geri besleme uygulamanın, geri besleme olmadan elde ettiği kazanca kıyasla genel kazancını büyük ölçüde azalttığını görebiliriz.

Geri besleme olmadan sistem kazancı çok büyük olabilir, ancak bir sistem cihazından diğerine değişebileceği için kesin olmayabilir, daha sonra, negatif geri besleme eklendikten sonra kazanç istenen değerle eşleşir ki genel olarak, yeterince açık döngü kazancı olan bir sistem tasarlamak mümkündür.

Ayrıca, eğer geri besleme ağı, kararlı özelliklere sahip olan pasif elemanlardan yapılmışsa, genel kazanç, sistemdeki açık çevrim kazancının varyasyonundaki değişimlerden çok, istikrarlı ve etkilenmez hale gelir.

negatif geribesleme sistemleri nedir

Opamplarda Negatif Geribesleme

Opamplar en yaygın kullanılan lineer entegre devre türüdür ancak çok yüksek bir kazanıma sahiptir.Standart 741 op-amp’in açık döngü voltaj kazancı Avol, negatif geri besleme olmadığında ve bir op-ampın açık döngü voltaj kazancı, çıkış voltajının, Vout’un oranına olan voltaj kazancıdır.

Diferansiyel giriş gerilimi, Vin, (Vout / Vin).

741 op-amp için tipik Avol değeri 200.000’den (106dB) fazladır.Bu nedenle, sadece 1mV’luk bir giriş voltajı sinyali, 200 volt’tan daha yüksek bir çıkış voltajına neden olur! çıkışı hemen doygunluğa zorlamak.

Açıkçası, bu yüksek açık döngü voltaj kazancının bir şekilde kontrol edilmesi gerekiyor ve bunu sadece negatif geri besleme kullanarak yapabiliriz.

Negatif geri besleme kullanımı, bir işlemsel yükselticinin performansını önemli ölçüde artırabilir ve negatif geri besleme kullanmayan herhangi bir op-amp devresinin faydalı olamayacak kadar kararsız olduğu kabul edilir.

Negatif Geribesleme Örneği 3

Açık çevrim voltaj kazancına sahip bir opamp, geri beslemesiz 320,000 Avol, non-inverting (tersleyen) olmayan bir yükselteç olarak kullanılacaktır.Devreyi 20, kapalı çevrim kazancıyla dengelemek için gereken geri besleme dirençleri, R1 ve R2 değerlerini hesaplayın.

Yukarıda elde ettiğimiz genelleştirilmiş kapalı döngü geri besleme denklemi şöyle verilir:

G = A / (1 + β A)

Geri besleme formülünü yeniden düzenleyerek, geri besleme kesri elde ederiz:

G (1 + βA) = A

1 + βA = A / G

βA = (A / G) – 1

β = (1/G) – (1/A)

Daha sonra A = 320,000 ve G = 20 değerlerini koyarak, yukarıdaki denklemde β değerini şöyle alırız:

β = (1/G) – (1/A)

β = (1/20) – (1/320,000) = 0.05

Bu durumda opampın açık çevrim kazancı çok yüksek olduğundan (A = 320,000), geri besleme kesri, β kapalı çevrim kazancının 1/G’nin karşılığına kabaca eşit olacaktır, ancak 1/A inanılmaz derecede küçük olacak.

Daha sonra β (geri besleme oranı) 1/20 = 0,05’e eşittir.

Dirençler, R1 ve R2, ters çevirmeyen amplifikatör boyunca basit bir seri voltaj potansiyel bölücü ağ oluşturduğundan, devrenin kapalı devre voltaj kazancı, bu dirençlerin oranları ile belirlenir:

β = Vf / Vout = R2 / (R1 + R2)

Direnç R2’nin 1000Ω veya 1kΩ değerinde olduğunu varsayarsak, direnç R1’in değeri:

β = R2 / (R1 + R2)

R1 = (R2 – βR2) / β

= (1000 – (0.05 x 1000)) / 0.05  = 19,000Ω = 19 k Ω

Ardından, ters çevrilmemiş amplifikatör devresinin 20’lik bir kapalı çevrim kazancına sahip olması için, gereken negatif geri besleme dirençlerinin değerleri, bu durumda, R1 = 19kΩ ve R2 = 1kΩ olacaktır.

Non-Inverting Op-Amp Devresi

Bir sistem tasarımında geribeslemeyi kullanmanın birçok avantajı vardır, ancak amplifikatör devrelerinde Negatif Geri Beslemeyi kullanmanın temel avantajları, kararlılıklarını, bileşen değişikliklerine daha iyi toleransları, DC kaymasına karşı stabilizasyonu ve amplifikatörlerin bant genişliğini arttırmaktır.

Yaygın amplifikatör devrelerinde negatif geri besleme örnekleri, yukarıda gördüğümüz op-amp devrelerinde direnç Rƒ, direnç, FET bazlı amplifikatörlerde RS ve direnç, bipolar transistörde (BJT) amplifikatörlerdir.

NEGATİF GERİBESLEME (FEEDBACK) SİSTEMLERİ NEDİR SONUÇ : 

Bugün Negatif Geribesleme(Feedback) Sistemleri Nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.Elektronik sistemlerin ile ilgili yazı dizisinin sonuna geldik.

İyi Çalışmalar

ST Dili Timer ve Counter Kullanımı Nedir ?

ST DİLİ TIMER VE COUNTER KULLANIMI NEDİR ?

ST Dilinde timerlar nasıl kullanılır ve kaç çeşit timer vardır ?  ST dilinde counterlar nasıl kullanılır ve kaç çeşit counter vardır ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız ST Dili Timer ve Counter Kullanımı Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

ST DİLİ TIMER VE COUNTER KULLANIMI

TIMER :

1.TIMX (<Çalıştırma_Koşulu>,<Timer_Adres>,<Timer_Set_Değeri>) :

TIMX (Bool, Timer,UINT) : 100-ms timer.

Ör : TIMX (a,b,c) -> a koşulu gerçekleştiğinde , b timerı , c değeri kadar sayar.

2.TIMHX (<Çalıştırma_Koşulu>,<Timer_Adres>,<Timer_Set_Değeri>) :

TIMHX (Bool, Timer,UINT) : 10-ms timer.

Ör : TIMHX (a,b,c) -> a koşulu gerçekleştiğinde , b timerı , c değeri kadar sayar.

3.TIMHHX (<Çalıştırma_Koşulu>,<Timer_Adres>,<Timer_Set_Değeri>) :

TIMHHX (Bool, Timer,UINT) : 1-ms timer.

Ör : TIMHHX (a,b,c) -> a koşulu gerçekleştiğinde , b timerı , c değeri kadar sayar.

4.TIMUX (<Çalıştırma_Koşulu>,<Timer_Adres>,<Timer_Set_Değeri>) :

TIMUX (Bool, Timer,UINT) : 10-ms timer. (Timer değeri 10-ms değer birimleri olarak azalır.)

Ör : TIMUX (a,b,c) -> a koşulu gerçekleştiğinde , b timerı , c değeri kadar sayar.

5.TMUHX (<Çalıştırma_Koşulu>,<Timer_Adres>,<Timer_Set_Değeri>) :

TMUHX (Bool, Timer,UINT) : 100-ms timer.(Timer değeri 100-ms değer birimleri olarak azalır.)

Ör : TMUHX (a,b,c) -> a koşulu gerçekleştiğinde , b timerı , c değeri kadar sayar.

6.TTIMX (<Çalıştırma_Koşulu>,<Reset_Girişi>,<Timer_Adres>,<Timer_Set_Değeri>) :

TTIMX (Bool,Bool, Timer,UNIT) : Accumulative(Toplayan) timer.

Ör : TTIMX (a,b,c,d) -> a koşulu gerçekleştiğinde , c timerı , d değeri kadar sayar.Eğer b girişi ON olursa zamanlayıcının anlık değeri ve tamamlandı bayrağı resetlenir.

st dili timer ve counter kullanımı

COUNTER :

1.CNTX (<Sayıcı_Girişi>,<Reset_girişi>,<Sayıcı_Adresi>,<Sayıcı_set_değeri>) :

CNTX (Bool,bool,counter,UINT) : Aşağı sayan sayıcı

Ör : CNTX (a,b,c,d) -> Her bir sayıcı girişi ON olduğunda d içerisindeki set değeri kadar c adresli sayıcı çalışır ve sayar.Eğer reset girişi b gelirse , sayıcı set değeri ve tamamlandı bayrağı resetlenir.

2.CNTRX (<Artan_Sayaç>,<Azalan_Sayaç>,<Reset_Girişi>,<Sayıcı_Adresi>,<Sayıcı_set_değeri>)

CNTRX(Bool , bool, bool,counter,UINT) : Çift taraflı artan/azalan sayıcı

CNTRX (a,b,c,d,e) : e içerisindeki set değeri d sayıcısında çalışır ve sayıcı girişi her geldiğinde , artan ya da azalan girişe göre sayıcı artar ya da azalır.Reset girişi geldiğinde o anki değer ve tamamlandı bayrağı sıfırlanır.

3.TRSET (<Çalıştırma_koşulu>,<Timer_Adres>) :

TRSET (Bool , Timer) : Zamanlayıcı reset , belirli zamanlayıcı resetlenir.

Ör : TRSET (a,b) : a koşulu çalıştırıldığında , b timer adresli timer resetlenir .

ST DİLİ TIMER VE COUNTER KULLANIMI NEDİR SONUÇ :

Bugün ST Dili Timer ve Counter Kullanımı Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık ve bu paylaşımla birlikte ST Dili ile ilgili yazı dizisinin sonuna gelmiş bulunmaktayız.Umuyorum faydalı bir yazı dizisi olmuştur.Tüm yazıların bir arada olduğu bir e-kitabı sizlerle en kısa sürede paylaşacağız.

İyi Çalışmalar.

 

Geri Besleme (Feedback) Sistemleri Nedir ?

GERİ BESLEME (FEEDBACK) SİSTEMLERİ NEDİR ?

Geri besleme sistemleri nedir ? Geri besleme blok diyagramı nedir ? Seri , şönt bağlantı ve diyagramları nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Geri Besleme (Feedback) Sistemleri Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

GERİ BESLEME (FEEDBACK) SİSTEMLERİ

Geri bildirim sistemleri;  işlem sinyalleri veya  sinyal işlemcilerdir.Bir geri besleme sisteminin işlem bölümü, çok basitten oldukça karmaşık devrelere kadar değişen , elektriksel veya elektroniksel olabilir.

Basit analog geri besleme kontrol devreleri, transistörler, dirençler ve kapasitörler vb. ayrı veya ayrı bileşenler kullanılarak veya daha karmaşık dijital geri besleme sistemleri oluşturmak için mikroişlemci tabanlı ve entegre devreler (IC’ler) kullanılarak oluşturulabilir. Açık çevrim sistemler tam olarak açık uçludur ve kazanç ve stabilite, sıcaklık, besleme gerilimi gibi devre parametrelerindeki değişikliklerden dolayı devre koşullarındaki veya yük koşullarındaki değişiklikler ya da dış etkenler telafi edilmeye çalışılmaz.

Bu “açık döngü” varyasyonlarının etkileri, Geri Bildirim’in eklenmesiyle ortadan kaldırılabilir veya en azından önemli ölçüde azaltılabilir.Bir geri besleme sistemi, çıkış sinyalinin örneklendiği ve ardından sistemi çalıştıran bir hata sinyali oluşturmak için girişe geri beslendiği bir sistemdir.

Kapalı Çevrim Kontrol Sistemleri ile ilgili önceki derste, genel olarak geri beslemenin, bir sistemden çıkış sinyalinin bir yanıt oluşturacak şekilde etkili giriş sinyalini değiştirmesini sağlayacak bir bölümünü sağlayan bir alt devreden oluştuğunu gördük.

Bu geri bildirim olmadığında üretilen sonuç , cevaptan büyük ölçüde farklı olabilir. Geri besleme Sistemleri çok faydalıdır ve amplifikatör devrelerinde, osilatörlerde, proses kontrol sistemlerinde ve diğer elektronik sistemlerde yaygın olarak kullanılır.

Ancak geri bildirimin etkili bir araç olması için, kontrolsüz bir sistemin salınacağı veya çalışamayacağı için kontrol edilmesi gerekir.

Algılama, kontrol etme ve çalıştırmanın bu temel geri besleme döngüsü, geri besleme kontrol sisteminin arkasındaki ana kavramdır ve geri beslemenin elektronik devrelerde uygulanmasının ve kullanılmasının birkaç etkili sebebi vardır:

Sistem kazanımı ve tepkisi gibi devre karakteristikleri tam olarak kontrol edilebilir.

Devre karakteristikleri, besleme gerilimleri veya sıcaklık değişimleri gibi çalışma koşullarından bağımsız olarak yapılabilir.

Kullanılan bileşenlerin doğrusal olmayan doğası nedeniyle sinyal bozulması büyük ölçüde azaltılabilir.

Bir devrenin veya sistemin Frekans Tepkisi, Kazanç ve Bant Genişliği, dar sınırlar dahilinde kolayca kontrol edilebilir.

Pek çok farklı türde kontrol sistemi varken, yalnızca iki ana geri bildirim kontrolü türü vardır: Negatif  Geribildirim ve Pozitif Geribildirim.

Pozitif Geribildirim Sistemleri

“Pozitif geri besleme kontrol sisteminde”, ayar noktası ve çıkış değerleri, geri besleme girişi ile “faz içi” olduğundan kontrol cihazı tarafından bir araya getirilir.Olumlu (ya da rejeneratif) geri bildirimin etkisi, sistem kazancını artırmaktır, yani uygulanan olumlu geri bildirimle elde edilen toplam kazanç geri bildirmeden elde edilen kazançtan daha büyük olacaktır.

Örneğin, birileri sizi överse veya size bir şey hakkında olumlu geribildirim verirse, kendiniz için mutlu ve enerji doluysanız, daha olumlu hissedersiniz.

Bununla birlikte, elektronik ve kontrol sistemlerinde örnekteki ifade ile çok övgü ve olumlu geri bildirimler, sistemleri çok fazla artırabilir ve bu da etkili giriş sinyalinin büyüklüğünü arttırdığından salınımlı devre tepkilerine neden olur.

Pozitif geri besleme sistemlerinin bir örneği, operasyonel bir amplifikatöre dayanan bir elektronik amplifikatör veya op-amp olabilir.

Op-amp’ın pozitif geri besleme kontrolü, Vout’taki çıkış gerilimi sinyalinin küçük bir kısmı geri besleme direnci RF üzerinden geri dönüşsüz (+) giriş terminaline uygulanarak elde edilir. Giriş gerilimi Vin pozitif ise, op-amp bu pozitif sinyali yükseltir ve çıkış daha pozitif hale gelir.Bu çıkış voltajının bir kısmı geri besleme ağı tarafından girişe geri döndürülür. Böylece giriş voltajı daha pozitif hale gelir, bu da daha büyük bir çıkış voltajına vb. neden olur.  Benzer şekilde, eğer Vin giriş voltajı negatif ise, bunun tersi olur ve op-amp negatif beslemede doyurulur.

Ardından, pozitif geri beslemenin, devrenin, çıkış gerilimi hızlı bir şekilde bir besleme rayına veya diğerine doygunluğa ulaştığından amplifikatör işlevi görmesine izin vermediğini görebiliriz; çünkü pozitif geri besleme döngüleri “daha ​​fazla yol açar”. O zaman döngü kazancı herhangi bir sistem için pozitifse, transfer fonksiyonu şöyle olacaktır: Av = G / (1 – GH).

GH = 1 ise sistem (Av = sonsuz) kazanır ve devrenin kendiliğinden salınmaya başlayacağını, bundan sonra salınımları sürdürmek için hiçbir giriş sinyali gerekmeyeceğini ve osilatör yapmak için kullanışlıdır.Genellikle istenmeyen ama kabul edilen bu davranış ile elektronik ortamda bir koşul ya da sinyale çok hızlı bir anahtarlama tepkisi elde edilir.

Pozitif geri bildirim kullanımının bir örneği, bir giriş bir ön ayar eşiğini geçene kadar bir mantık cihazının veya sistemin verilen bir durumu koruduğu histerezdir. Bu davranışa “çift stabilite” denir ve genellikle lojik kapılar ve multivibratörler gibi dijital anahtarlama cihazları ile ilişkilendirilir. Pozitif veya rejeneratif geri beslemenin kazancı ve kendiliğinden salınmaya yol açabilecek bir sistemde kararsızlık olasılığını arttırdığını ve bu şekilde pozitif geri besleme, Osilatörler ve Zamanlama devreleri gibi osilasyon devrelerinde yaygın olarak kullanıldığını gördük.

Negatif geri bildirim sistemleri“Negatif geri besleme kontrol sisteminde”, geri besleme orijinal girişle “faz dışı” olduğundan ayar noktası ve çıkış değerleri birbirinden çıkarılır. Olumsuz (veya dejeneratif) geri bildirimin etkisi kazancı “azaltmaktır”. Örneğin, birileri sizi eleştirirse veya bir şey hakkında size olumsuz geribildirim verirse, kendiniz için mutsuz olursunuz ve dolayısıyla enerji eksikliği çekiyorsanız, daha az pozitifsiniz demektir. Negatif geri besleme, kararlı devre tepkileri ürettiği, kararlılığı arttırdığı ve belirli bir sistemin çalışma bant genişliğini arttırdığı için, tüm kontrol ve geri bildirim sistemlerinin çoğu, kazancının etkilerini azaltan dejeneratiftir.

Negatif geri besleme sisteminin bir örneği, gösterildiği gibi operasyonel bir amplifikatöre dayanan bir elektronik amplifikatördür.

Amplifikatörün negatif geri besleme kontrolü, Vout’taki çıkış gerilimi sinyalinin küçük bir kısmı geri besleme direnci (Rf) üzerinden geri besleme (-) giriş terminaline geri uygulanarak gerçekleştirilir. Vin giriş voltajı pozitifse, op-amp bu pozitif sinyali yükseltir, ancak bunun amplifikatörün ters girişine bağlanması ve çıkış daha negatif hale gelmesidir. Bu çıkış geriliminin bir kısmı Rf’nin geri besleme ağı tarafından tekrar girişe geri döndürülür. Böylece giriş gerilimi, negatif geri besleme sinyali tarafından azaltılır ve daha da küçük bir çıkış voltajına neden olur.

Sonunda, çıkış durur ve Rf ile Rin kazanç oranı ile belirlenen bir değerde stabilize olur. Benzer şekilde, eğer Vin giriş voltajı negatif ise, tersi olur ve op-amp çıkışı, negatif giriş sinyaline ekleyen pozitif (ters) hale gelir. Ardından, negatif geri beslemenin, devrenin doygunluk sınırları dahilinde olduğu sürece devrenin yükseltici olarak çalışmasına izin verdiğini görebiliriz. Bu nedenle, çıkış voltajının geri besleme ile stabilize edildiğini ve kontrol edildiğini görebiliyoruz, çünkü negatif geri besleme döngülerinde “daha ​​az & daha az” mantığı ve “daha ​​az & daha fazla sonuç” mantığı vardır. O zaman döngü kazancı herhangi bir sistem için pozitifse, transfer fonksiyonu şöyle olacaktır: Av = G / (1 + GH).

Amplifikatör ve proses kontrol sistemlerinde negatif geri beslemenin kullanımı yaygındır, çünkü kural olarak negatif geri besleme sistemlerinin pozitif geri besleme sistemlerinden daha kararlı olduğu ve negatif geri besleme sisteminin kendisinin dışında herhangi bir frekansta salınmaması durumunda sabit olduğu söylenir.  Bir başka avantaj, negatif geri beslemenin, kontrol sistemlerini, bileşen değerleri ve girdilerdeki rastgele değişikliklere karşı daha bağışıklık kazanmasıdır.

geri bildirim sistemleri nedir

Geri Besleme Sistemlerinin Sınıflandırılması

Şimdiye kadar, çıkış sinyalinin giriş terminaline “geri” nasıl verildiğini gördük ve geri bildirim sistemleri için bu, Pozitif Geribildirim veya Negatif Geribildirimden olabilir. Ancak, çıkış sinyalinin ölçülüp giriş devresine yerleştirilme şekli, dört temel geri bildirim sınıflamasına yol açan çok farklı olabilir. Yükseltilen giriş miktarına ve istenen çıkış durumuna bağlı olarak, giriş ve çıkış değişkenleri bir voltaj veya akım olarak modellenebilir. Sonuç olarak, çıkış sinyalinin girişe geri beslendiği dört döngüden oluşan tek döngü geri besleme sisteminin sınıflandırması vardır ve bunlar ;

Seri-Şönt Konfigürasyon : Gerilim giriş ve Gerilim çıkışı veya Gerilim Kontrollü Gerilim Kaynağı (VCVS).

Şönt-Şönt Konfigürasyon : Akım girişi ve Voltaj çıkışı veya Akım Kontrollü Voltaj Kaynağı (CCVS).

Seri-Seri Konfigürasyon : Gerilim girişi ve Akım çıkışı veya Gerilim Kontrollü Akım Kaynağı (VCCS).

Şönt-Seri Konfigürasyon : Akım girişi ve Akım çıkışı veya Akım Kontrollü Akım Kaynağı (CCCS).

Bu adlar, geribildirim ağının resimde de gösterildiği gibi giriş ve çıkış aşamaları arasında bağlanma biçiminden gelir.

Seri-Şönt Geri Besleme Sistemleri

Seri Voltaj geribildirimi olarak da bilinen Seri-Şönt Geri Beslemesi, gerilim-voltaj kontrollü geri besleme sistemi olarak çalışır.Geri besleme ağından geri beslenen hata voltajı girişle aynıdır.

Çıkıştan geri beslenen voltaj, çıkış voltajıyla orantılı, paralel olduğu gibi Vo veya şönt’e bağlıdır.

Seri-Şönt Geri Besleme Sistemi

Seri-şönt bağlantı için konfigürasyon çıkış voltajı, Giriş voltajına göre çıkış, Vin olarak tanımlanır.

Çoğu ters çevirici ve ters çevirmeyen işlemsel kuvvetlendirici devreleri, “gerilim kuvvetlendirici” olarak bilinen şeyi üreten seri-şönt geri besleme ile çalışır. Bir voltaj yükselticisi olarak ideal giriş direnci, Rin çok büyük ve ideal çıkış direnci olan Rout çok küçüktür.

Daha sonra “seri-şönt geri besleme konfigürasyonu”, giriş sinyali bir voltaj ve çıkış sinyali bir voltaj olduğundan gerçek bir voltaj yükselticisi olarak çalışır, bu nedenle transfer kazancı şöyle verilir:

Av = Vout ÷ Vin.

Birimleri volt/volt olduğu için bu miktarın boyutsuz olduğuna dikkat edin.

Şönt Seri Geri Besleme Sistemleri

Şönt akım geri beslemesi, aynı zamanda şönt akım geri bildirimi olarak da bilinir, bir akım-akım kontrollü geri besleme sistemi olarak çalışır.

Geri besleme sinyali, yükte akan Io çıkış akımı ile orantılıdır.

Geri bildirim sinyali, paralel şekilde geri beslenir.

Şönt Seri Geri Bildirim Sistemi

Şönt seri bağlantı için konfigürasyon çıkış akımı, Giriş akımı Iout, Iin olarak tanımlanır.Şönt serisi geri bildirim konfigürasyonunda geri beslenen sinyal, giriş voltajına paraleldir ve bu nedenle de akımları ekler.

Bu paralel şönt geri besleme bağlantısı normalde sistemin voltaj kazancını etkilemeyecektir, çünkü voltaj çıkışı için voltaj girişi gereklidir.Ayrıca çıkıştaki seri bağlantı çıkış direncini arttırır, Rout, girişdeki şönt bağlantı giriş direncini azaltır, Rin.

Daha sonra, “şönt serisi geri bildirim konfigürasyonu”, giriş sinyali bir akım ve çıkış sinyali bir akım olduğu için gerçek bir akım yükselticisi olarak çalışır, bu nedenle transfer kazancı şöyle verilir:

Ai = Iout ÷ Iin.

Birimlerin amper/amper olması nedeniyle bu miktarın boyutsuz olduğuna dikkat edin.

Seri Serisi Geribildirim Sistemleri

Seri Seri Geri Besleme Sistemleri, seri akım geri beslemesi olarak da bilinir, gerilim-akım kontrollü bir geri besleme sistemi olarak çalışır.Seri akım konfigürasyonunda geri besleme hata sinyali giriş ile seridir ve yük akımı, Iout ile orantılıdır.

Aslında, bu geri bildirim tipi, akım sinyalini gerçekte geri beslenen bir gerilime dönüştürür ve girişten çıkartılan bu gerilimdir.

Seri Seri Geri Bildirim Sistemi

Seri bağlantı için, giriş voltajına göre, Vin konfigürasyon çıkış akımı olarak tanımlanır.Çıkış akımı, seri bağlantının Iout’u gerilim olarak geri beslendiğinden, bu hem sistemin hem giriş hem de çıkış empedanslarını arttırır.

Bu nedenle, devre, ideal giriş direncine sahip bir iletkenlik yükselticisi olarak çalışır, Rin çok büyüktür ve ideal çıkış direncine sahiptir, Rout da çok büyüktür.Daha sonra “seri-seri geri besleme konfigürasyonu”, giriş sinyali bir voltaj ve çıkış sinyali bir akım olduğu için, iletkenlik tipi amplifikatör sistemi olarak işlev görür.

Ardından; Seri-Seri geri besleme devresi için transfer kazancı şöyle verilir:

Gm = Iout ÷ Vin.

Şönt-Şönt Geri Besleme Sistemleri

Şönt-gerilim geri besleme sistemleri olarak da bilinen Şönt-Şönt Geri Besleme Sistemleri, akım-voltaj kontrollü geri besleme sistemi olarak çalışır.

Şönt-şönt geribildirim yapılandırmasında geri beslenen sinyal giriş sinyaline paraleldir. Çıkış voltajı algılanır ve akım, şöntteki giriş akımından çıkarılır ve böylece akımları, çıkartılan voltajlar değildir.

Şönt-Şönt Geri Besleme Sistemi

Şönt bağlantı bağlantısı için, konfigürasyon çıkış gerilimi, Giriş akımına göre çıkış, Iin olarak tanımlanır.

Çıkış gerilimi akım girişli bir giriş portuna bir akım olarak geri beslendiğinden, hem giriş hem de çıkış terminallerindeki şönt bağlantılar giriş ve çıkış empedansını azaltır.

Bu nedenle sistem, ideal giriş direncine, Rin çok küçük ve ideal çıkış direncine sahip bir transresistance direnç sistemi olarak çalışır, Rout da çok küçüktür.

Daha sonra şönt voltaj konfigürasyonu, giriş sinyali bir akım ve çıkış sinyali bir voltaj olduğu için transresistans tipi voltaj yükselticisi olarak çalışır, bu nedenle transfer kazancı şöyle verilir:

Rm = Vout ÷ Iin.

Geri bildirim sistemleri özeti

Bir Geri Besleme Sisteminin, çıkış sinyalinin örneklendiği ve ardından sistemi çalıştıran bir hata sinyali oluşturmak için tekrar girişe beslendiğini ve kullanılan geri besleme türüne bağlı olarak geri besleme sinyalinin karıştırıldığı geri besleme sinyali olduğunu gördük.

Sistem giriş sinyali, voltaj veya akım olabilir.

Geribildirim her zaman bir sistemin performansını değiştirir ve geri bildirim düzenlemeleri pozitif (rejeneratif) veya negatif (dejeneratif) tip geri bildirim sistemleri olabilir.

Sistemin etrafındaki geri besleme döngüsü negatif olan bir döngü kazancı üretirse, geri beslemenin negatif etkisi olduğu ile olumsuz ya da dejeneratif olduğu söylenirse, olumsuz geri beslemenin ana etkisi sistem kazancını düşürmektir. Bununla birlikte, döngü etrafındaki kazancı pozitifse, sistemin olumlu geri bildirime veya rejeneratif geri bildirime sahip olduğu söylenir.

Olumlu geri bildirimin etkisi, özellikle GH = -1 olduğunda, sistemin dengesiz hale gelmesine ve salınmasına neden olabilecek kazancı artırmaktır. Olası geri besleme türlerini temsil eden dört giriş ve çıkış kombinasyonu vardır, bunlar:

Seri Gerilim Geri Beslemesi, Şönt Gerilim Geri Beslemesi, Seri Akım Geri Bildirimi ve Şönt Akım Geri Bildirimi. Bu farklı geri bildirim sistemlerinin türleri, geri besleme ağının giriş ve çıkış aşamaları arasında paralel (şant) veya seri olarak bağlanma biçiminden türetilmiştir.

GERİ BESLEME (FEEDBACK) SİSTEMLERİ NEDİR SONUÇ : 

Bugün Geri Besleme sistemleri nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

Kapalı Çevrim Kontrol Sistemi ve Örnekleri Nedir ?

KAPALI ÇEVRİM KONTROL SİSTEMİ NEDİR ? 

Kapalı çevrim kontrol sistemi nedir ? Kapalı çevrim kontrol sistemi nerelerde ve nasıl kullanılır ? Kapalı çevrim kontrol sistemi örnekleri nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Kapalı Çevrim Kontrol Sistemi Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım

KAPALI ÇEVRİM KONTROL SİSTEMİ

Kapalı devre kontrol sistemler, hataları azaltmak ve kararlılığı artırmak için çıkış sinyalinin bir kısmının girişe geri beslendiği geri bildirimi kullanır.

Çıkış miktarının kontrol sürecine, girdi üzerinde etkisi olmayan sistemlere açık döngü kontrol sistemleri denir ve bu açık döngü sistemlerinin sadece açık uçlu geri besleme olmayan sistemler olduğu söylenir.

Ancak, herhangi bir elektriksel veya elektronik kontrol sisteminin amacı, bir işlemi ölçmek, izlemek ve kontrol etmektir; işlemi doğru bir şekilde kontrol edebilmemizin bir yolu, çıktılarını izleyerek ve bazılarını fiili çıktı ile karşılaştırmak için geri besleyerek gerçekleştirmektir.

Ölçülen çıktının miktarına “geri besleme sinyali” denir ve hem kendisini kontrol etmek hem de ayarlamak için geri besleme sinyallerini kullanan kontrol sistemi türüne Kapalı Çevrim Kontrol Sistemi denir.

Geri besleme kontrol sistemi olarak da bilinen Kapalı Çevrim Kontrol Sistemi, açık döngü sistemi konseptini ileriye doğru yolu olarak kullanan ancak bir veya daha fazla geri besleme döngüsüne veya çıktısı ile çıkışı arasındaki yollara sahip olan bir kontrol sistemidir.

“Geribildirim” referansı, basitçe, çıktının bir kısmının, sistem uyarma işleminin bir kısmını oluşturmak için girdiye “geri” döndürüldüğü anlamına gelir.Kapalı döngü kontrol sistemleri, istenen çıkış koşulunu gerçek koşulla karşılaştırarak otomatik olarak elde etmek ve korumak için tasarlanmıştır.

Bunu, çıkış ile referans girişi arasındaki fark olan bir hata sinyali üreterek yapar.Başka bir deyişle, “kapalı çevrim kontrol sistemi”, kontrol eyleminin bir şekilde çıkışa bağlı olduğu tam otomatik bir kontrol sistemidir.

Örneğin, elektrikli çamaşır kurutma makinemizi önceki Açık çevrim kontrol sistemi üzerinden düşünün.Kıyafetlerin sıcaklığını veya kuruluğunu sürekli izlemek ve kuruluğa ilişkin bir sinyali aşağıda gösterildiği gibi kontrol cihazına geri vermek için bir sensör veya dönüştürücü kullandığımızı varsayalım.

Kapalı Çevrim Kontrol Sistemi

Bu sensör elbiselerin gerçek kuruluğunu izler ve girdi referansıyla karşılaştırır (veya çıkartır).

Hata sinyali (hata = gerekli kuruluk – gerçek kuruluk) kontrolör tarafından yükseltilir ve kontrolör çıkışı herhangi bir hatayı azaltmak için ısıtma sistemine gerekli düzeltmeyi yapar.

Örneğin çamaşırlar çok ıslaksa, kontrol cihazı sıcaklığı veya kuruma süresini artırabilir.Aynı şekilde, eğer giysiler neredeyse kuru ise, elbisenin fazla ısınmaması veya yanmaması için sıcaklığı düşürebilir veya işlemi durdurabilir.

Daha sonra kapalı çevrim kontrol konfigürasyonu, çamaşır kurutma sistemimizdeki sensörden türetilmiş geri besleme sinyali ile karakterize edilir.Ortaya çıkan hata sinyalinin büyüklüğü ve polaritesi, istenen kuruluk ile çamaşırların gerçek kuruluğu arasındaki farkla doğrudan ilişkili olacaktır. Ayrıca, kapalı devre bir sistem çıktı durumunun bir miktar bilgisine sahip olduğundan (sensör aracılığıyla), herhangi bir sistem rahatsızlıklarını veya koşullardaki istenen işi tamamlama yeteneğini azaltabilecek değişiklikleri ele almak için daha iyi bir şekilde donatılmıştır.

Örneğin, daha önce olduğu gibi, kurutucu kapısı açılır ve ısı kaybolur.Bu kez sıcaklıktaki sapma, geri besleme sensörü tarafından tespit edilir ve kontrol cihazı, sabit bir sıcaklığı önceden ayarlanmış değerlerin sınırları dahilinde tutma hatasını düzeltir.Ya da muhtemelen süreci durdurur ve operatörü bilgilendirmek için bir alarmı devreye sokar.

Gördüğümüz gibi, kapalı devre kontrol sisteminde giriş sinyali ile geri besleme sinyali arasındaki fark olan hata sinyali (çıkış sinyalinin kendisi veya çıkış sinyalinin bir fonksiyonu olabilir) kontrol cihazına beslenir. Sistem hatasını azaltmak ve sistemin çıktısını tekrar istenen değere getirmek.

Açıkça, hata sıfır olduğunda çamaşırlar kurur.Kapalı döngü kontrolü terimi, sistemdeki herhangi bir hatayı azaltmak için her zaman bir geri besleme kontrolü eyleminin kullanılmasını ve açık döngü ile kapalı çevrim kontrol sistemi arasındaki temel farkları ayıran “geri bildirimini” belirtir.

Bu nedenle çıktı, genel olarak çok doğru bir şekilde yapılabilen geri besleme yoluna bağlıdır ve elektronik kontrol sistemleri ve devreleri içerisinde geri besleme kontrolü, açık döngü veya ileri besleme kontrolünden daha sık kullanılır.

Kapalı çevrim kontrol sistemleri, açık çevrim kontrol sistemlerine göre birçok avantaja sahiptir.

Kapalı devre bir geri besleme kontrol sisteminin birincil avantajı, sistemin dış rahatsızlıklara karşı hassasiyetini azaltma kabiliyeti, örneğin kurutucu kapısının açılması, sisteme geri besleme sinyalinde herhangi bir değişiklik yapılması durumunda sistemin daha sağlam bir kontrol sağlamasıdır.

Kapalı çevrim kontrol sistemlerinin temel özelliklerini şöyle tanımlayabiliriz:

Sistem girişini otomatik olarak ayarlayarak hataları azaltmak.

Kararsız bir sistemin kararlılığını arttırmak.

Sistem hassasiyetini artırmak veya azaltmak

Sürecin dış etkenlere karşı sağlamlığını artırmak.

Güvenilir ve tekrarlanabilir bir performans üretmek.

İyi bir kapalı döngü sistemi, açık döngü kontrol sistemine göre birçok avantaja sahip olsa da, temel dezavantajı, gerekli kontrol miktarını sağlamak için, bir kapalı döngü sisteminin bir veya daha fazla geri bildirim yoluna sahip olarak daha karmaşık olması gerektiğidir .

Ayrıca, kontrol cihazının kazancı giriş komutlarındaki veya sinyallerindeki değişikliklere karşı çok hassas ise, kontrol cihazı kendini fazla düzeltmeye çalıştığında dengesiz hale gelebilir ve salınmaya başlayabilir ve sonunda bir şey bozulur.Bu yüzden, sisteme önceden tanımlanmış bazı sınırlar içerisinde nasıl davranmasını istediğimizi “söylememiz” gerekir.

Kapalı Çevrim Kontrolü Toplama Noktaları

Bir kapalı çevrim geri besleme sisteminin herhangi bir kontrol sinyalini düzenlemesi için, önce gerçek çıktı ile istenen çıktı arasındaki hatayı belirlemelidir.Bu, geri besleme döngüsü ile sistemler girişi arasında bir karşılaştırma elemanı olarak da adlandırılan bir toplama noktası kullanılarak elde edilir. Bu toplama noktaları, bir sistem ayar noktasını gerçek değerle karşılaştırır ve denetleyicinin de yanıt verdiği pozitif veya negatif bir hata sinyali üretir.

Burada: Hata = Set Değeri – Gerçek Değer

Kapalı devre sistemlerde bir toplama noktasını temsil etmek için kullanılan blok blok diyagramı, gösterildiği gibi iki çapraz çizgili bir dairenin simgesidir.

Toplama noktası, cihazın bir “summer” (artı geri bildirim için kullanılır) olduğunu gösteren bir Artı (+) sembolünün kullanıldığı sinyalleri bir araya getirebilir veya sinyalleri birbirinden çıkarabilir (bu durumda bir Eksi (-)) , cihazın gösterildiği gibi bir “comparator” (negatif geri besleme için kullanılır) olduğunu gösteren bir simge kullanılır.

Toplama Noktası Türleri

Toplama noktalarının girişler toplama ya da çıkarma gibi birden fazla sinyale sahip olabileceğine, ancak girişlerin cebirsel toplamı olan sadece bir çıkışa sahip olabileceğine dikkat edin.Ayrıca oklar sinyallerin yönünü gösterir.

Toplama noktaları, daha fazla giriş değişkeninin belirli bir noktada toplanmasını sağlamak için birlikte basamaklandırılabilir.

Kapalı Döngü Kontrol Sistem Transfer Fonksiyonu

Herhangi bir elektrikli veya elektronik kontrol sisteminin Transfer İşlevi, sistemler giriş ve çıkış arasındaki matematiksel ilişkidir ve bu nedenle sistemin davranışını açıklar. Ayrıca, belirli bir cihazın çıktısının girişine oranının kazancını temsil ettiğini unutmayın.

Ardından, çıkışın daima sistemin çarpı çarpı çarpı işlevi olduğunu söyleyebiliriz. Aşağıdaki kapalı döngü sistemini göz önünde bulundurun.

Tipik Kapalı Çevrim Kontrol Sistem Gösterimi

Burada: G bloğu denetleyicinin veya sistemin açık döngü kazancını ve ileri yoldur ve H bloğu geri besleme yolundaki sensör, transdüser veya ölçüm sisteminin kazancını gösterir.Yukarıda kapalı çevrim sisteminin transfer fonksiyonunu bulmak için önce çıkış sinyalini θo giriş sinyali θi cinsinden hesaplamalıyız.

Bunu yapmak için, verilen blok diyagramın denklemlerini aşağıdaki gibi kolayca yazabiliriz. Sistemden elde edilen çıktıya eşittir:

Çıkış = G x Hata

Hata sinyalinin , θe aynı zamanda ileri besleme bloğunun girişi olduğunu unutmayın:

G Toplama noktasından çıkan çıktı şuna eşittir: Hata = Giriş – H x Çıkış

H = 1 (birlik geri bildirimi) ise:

Toplama noktasından çıkış şöyle olacaktır: Hata (θe) = Giriş – Çıkış

Hata terimini ortadan kaldırmak, ardından:

Çıkış şuna eşittir: Çıkış = G x (Giriş – H x Çıkış)

Bu nedenle: G x Giriş = Çıkış + G x H x Çıkış

Yukarıdakilerin yeniden düzenlenmesi bize kapalı devre transfer fonksiyonunu verir:

Çıkış / Giriş = θo / θi = G / 1 + GH

Kapalı devre bir sistemin transfer fonksiyonu için yukarıdaki denklem, negatif geri beslemeyi temsil eden paydada bir Artı (+) işareti gösterir.

Olumlu bir geri besleme sistemi ile, payda Eksi (-) işaretine sahip olacak ve denklem şöyle: 1 – GH.

H = 1 (birlik geri bildirimi) ve G çok büyük olduğunda, transfer işlevinin birliğe şu şekilde yaklaştığını görebiliriz:

Çıkış / Giriş -> 1

Ayrıca, sistemlerin hal kazancı G azaldıkça, ifadesi: G/(1 + G) kadar daha yavaş azalır.Başka bir deyişle, sistem G ile temsil edilen sistemler değişikliklere karşı oldukça duyarsızdır ve kapalı devre bir sistemin temel avantajlarından biridir.

kapalı çevrim kontrol sistemleri

Çok Döngülü Kapalı Çevrim Kontrol Sistemi

Yukarıda bahsettiğimiz örneğimizde tek girişli, tek çıkışlı kapalı döngü bir sistem olmasına rağmen, temel aktarma işlevi  daha karmaşık çok döngülü sistemler için geçerlidir.

Geri besleme devrelerinin çoğu, çoklu döngü kontrolünün bir formuna sahiptir ve çoklu döngü konfigürasyonu için, kontrollü ve manipüle edilmiş bir değişken arasındaki transfer fonksiyonu, diğer geri besleme kontrol döngülerinin açık veya kapalı olmasına bağlıdır.

G1 ve G2 gibi basamaklı blokların yanı sıra, gösterildiği gibi iç halkanın transfer fonksiyonu azaltılabilir.Blokların daha da azaltılmasından sonra, önceki tek döngü kapalı döngü sistemine benzeyen  bir blok şema ile son bulur.

Kapalı Çevrim Motor Kontrolü

Elektronikte Kapalı Devre Sistemlerini nasıl kullanabiliriz?

DC motor kontrol ünitemizi bir önceki açık çevrim kontrol yazımızdan görebilirsiniz.DC motorun şaftına takometre gibi bir hız ölçüm dönüştürücüsünü bağlarsak, hızını tespit edip motor hızıyla orantılı bir sinyali amplifikatöre geri gönderebiliriz.

Tako üreteci olarak da bilinen takometre, motorun hızıyla orantılı bir DC çıkış voltajı veren sabit mıknatıslı bir DC jeneratördür.Ardından, potansiyometre sürgüsünün konumu, DC motorunu çıkışı temsil eden ayarlanmış bir N hızında, sistemin θo’sunu ve takometre T’yi kapalı devre olacak şekilde, amplifikatör (kontrolör) tarafından yükseltilen amplifi girişini temsil eder.

Giriş voltajı ayarı ile geri besleme voltajı seviyesi arasındaki fark, gösterildiği gibi hata sinyali verir.

Kapalı Çevrim Motor Kontrolü

Kapalı devre motor kontrol sistemine, motor yükünün artması gibi herhangi bir dış etken, gerçek motor hızında ve potansiyometre giriş ayar noktasında bir fark yaratacaktır.Bu fark, motorun hızını ayarlayarak kontrolörün otomatik olarak cevap vereceği bir hata sinyali üretecektir.

Ardından kontrol cihazı, hata değerini en aza indirmeye çalışır ve sıfır noktasına ayarlanmış olan gerçek hızı gösterir.Elektronik olarak, kontrol cihazı için gösterildiği gibi bir işlemsel yükselteç (op-amp) kullanarak böyle basit bir kapalı döngü takometre-geri besleme motor kontrol devresini uygulayabiliriz.

Kapalı Çevrim Motor Kontrol Devresi

Bu basit kapalı çevrim motor kontrol cihazı, gösterildiği gibi blok şema olarak gösterilebilir. Geribildirim denetleyicisi için blok şeması Kapalı devre motor kontrolörü, kontrol ünitesine girişe uygulanan ortalama voltajı değiştirerek değişen yük koşullarında istenen motor hızını korumanın ortak bir yoludur.Hızölçer, optik kodlayıcı veya Hall efektli tip konumsal veya döner sensör ile değiştirilebilir.

Kapalı Çevrim Sistemler Özeti

Bir veya daha fazla geri bildirim yolu olan bir elektronik kontrol sistemine Kapalı Çevrim Sistem adı verildiğini gördük.

Kapalı devre kontrol sistemlerine “geri besleme kontrol sistemleri” de denir ve proses kontrol ve elektronik kontrol sistemlerinde çok yaygındır.

Geri besleme sistemleri, istenen ayar noktası koşuluyla karşılaştırmak için girişe “geri besleme” çıkış sinyallerinin bir kısmına sahiptir.

Geri besleme sinyalinin türü pozitif geri besleme veya negatif geri besleme ile sonuçlanabilir.

Kapalı devre bir sistemde, bir sistemin çıktısını istenen koşul ile karşılaştırmak ve hatayı, hatayı azaltmak ve sistemin çıktısını istenen cevaba geri getirmek için tasarlanmış bir kontrol eylemine dönüştürmek için bir kontrolör kullanılır.

Daha sonra kapalı devre kontrol sistemleri, sisteme gerçek girişi belirlemek için geri bildirim kullanır ve birden fazla geri besleme döngüsüne sahip olabilir.

Kapalı devre kontrol sistemleri açık döngü sistemlere göre birçok avantaja sahiptir.

Bir avantaj, geri beslemenin kullanılmasının, sistem tepkisini dış bozulmalara ve sıcaklık gibi sistem parametrelerindeki iç değişikliklere karşı nispeten duyarsız hale getirmesidir.

Böylece, belirli bir işlem veya tesisin doğru kontrolünü elde etmek için nispeten yanlış ve ucuz bileşenler kullanmak mümkündür.

Bununla birlikte, sistem kararlılığı, özellikle kötü tasarlanmış kapalı devre sistemlerde, sistemin kontrolünü kaybetmesine ve salınımına neden olabilecek herhangi bir hatayı aşırı düzeltmeyi deneyebileceği için büyük bir problem olabilir.

Elektronik Sistemler ile ilgili bir sonraki derste, bir sistemin girişine bir toplama noktası eklememizin farklı yollarına ve sinyalleri tekrar ona besleyebileceğimiz farklı yollara bakacağız.

KAPALI ÇEVRİM KONTROL SİSTEMİ NEDİR SONUÇ : 

Bugün Kapalı Çevrim Kontrol Sistemi Nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

Açık Çevrim Kontrol Sistemi ve Örnekleri Nedir ?

AÇIK ÇEVRİM KONTROL SİSTEMİ NEDİR ? 

Açık çevrim kontrol sistemi nedir ? Elektronik sistemler nedir ? Açık çevrim kontrol sistemi , blok şeması ve örnekleri nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Açık Çevrim Kontrol Sistemi nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

AÇIK ÇEVRİM KONTROL SİSTEMİ

Açık Çevrim Sistem

Açık çevrim konfigürasyonu, geri besleme olmadığından çıkış sinyalinin durumunu izlemez veya ölçmez.

Elektronik Sistemler ile ilgili önceki derste, bir sistemin istenen çıkış koşulunu üretmek için bir giriş sinyalini yönlendiren veya kontrol eden bir alt sistem topluluğu olarak tanımlanabileceğini gördük.

Herhangi bir elektronik sistemin işlevi, çıkışı otomatik olarak düzenlemek ve istenen giriş değeri veya “ayar noktası” içindeki sistemlerde tutmaktır.Sistem girişi hangi nedenle olursa olsun değişirse, sistemin çıktısı buna göre yanıt vermeli ve yeni giriş değerini yansıtacak şekilde kendini değiştirmelidir.

Benzer şekilde, sistem çıkışını giriş değerinde herhangi bir değişiklik yapmadan etkileyecek bir şey olursa, çıkış önceki ayar değerine geri dönerek yanıt vermelidir.

Geçmişte, elektriksel kontrol sistemleri temel olarak el ile ya da istenen çıkış seviyesini ya da değerini korumak için proses değişkenini düzenlemek için yerleşik çok az otomatik kontrol ya da geri bildirim özelliğine sahip olan Açık-Çevrim(Open-Loop) Sistemi olarak adlandırılmıştır.

Örnek olarak, elektrikli çamaşır kurutma makinesine bakalım.

Giysilerin miktarına veya ne kadar ıslak olduklarına bağlı olarak, bir kullanıcı veya operatör 30 dakikalık bir zamanlayıcı (kontrolör) ayarlayacaktır ve bu 30 dakikanın sonunda kurutucu, giysiler hala ıslak veya nemli olsa dahi duracaktır.

Bu durumda kontrol eylemi, kıyafetlerin ıslaklığını değerlendiren ve işlemi (kurutucu) buna göre manuel ayarlayan, operatördür.

Dolayısıyla, bu örnekte, çamaşır kurutucusu, çamaşırın kuru olduğu çıkış sinyalinin durumunu izlemeyen ya da ölçmeyen açık devre bir sistem olacaktır.Daha sonra kurutma işleminin doğruluğu veya çamaşırları kurutmanın başarısı kullanıcının (operatörün) deneyimine bağlı olacaktır.

Bununla birlikte, kullanıcı, orijinal kurutma işleminin karşılanmayacağını düşünürse, zamanlama kontrolörlerinin kurutma süresini arttırarak veya azaltarak sistemin kurutma işlemini istediği zaman ayarlayabilir veya ince ayar yapabilir.

Örneğin, kurutma işlemini uzatmak için zamanlama kontrol cihazını 40 dakikaya çıkarmak manuel olarak kullanıcının elindedir.

Resimdeki açık çevrim blok şemasını göz önünde bulundurun.

Açık Çevrim Kurutma Sistemi

Daha sonra, geri besleme sistemi olmayan olarak da adlandırılan bir Açık çevrim sistemi, çıkışın giriş sinyalinin kontrol eylemini etkilemediği  sürekli kontrol sistemi türüdür. Başka bir deyişle, bir açık çevri m kontrol sisteminde, çıktı, girdi ile karşılaştırmak için ne ölçülür ne de “geri beslenir”.

Bu nedenle, bir açık çevrim sisteminin nihai sonucu ne olursa olsun giriş komutunu veya ayar noktasını güvenle takip etmesi beklenir.

Ayrıca, bir açık çevrim sistemi çıkış koşulu hakkında hiçbir bilgiye sahip değildir, bu nedenle önceden ayarlanan değerin kayması durumunda oluşabilecek hataları kendiliğinden düzeltemez, bu önceden ayarlanan değerden büyük sapmalarla sonuçlanır.

Açık çevrim sistemlerinin bir başka dezavantajı, rahatsızlıkları veya koşullardaki değişiklikleri, istenen görevi tamamlama yeteneğini azaltabilecek şekilde donatılmalarıdır.

Örneğin, kurutucu kapısı açılır ve ısı kaybolur. Zamanlama kontrol cihazı 30 dakika boyunca bu duruma bakmaksızın devam eder, ancak kurutma işleminin sonunda çamaşırlar ısıtılmaz veya kurutulmaz.Bunun nedeni, sabit bir sıcaklığı korumak için geri beslenen hiçbir bilgi bulunmamasıdır.

Daha sonra açık çevrim sistem hatalarının kurutma işlemini bozabileceğini ve bu nedenle bir kullanıcının (operatörün) denetleyici dikkatini gerektirdiğini görebiliriz. Bu öngörülen kontrol yaklaşımındaki sorun, kullanıcının işlem sıcaklığına sık sık bakması ve kurutma işlemi kıyafetleri kurutmada istenen değerinden saptığında herhangi bir düzeltici kontrol işlemi yapması gerektiğidir.Bir hata oluşmadan önce tepki veren bu tür manuel açık çevrim kontrolü, İleri Besleme Kontrolü olarak adlandırılır. Tahmini kontrol olarak da bilinen ileri besleme kontrolünün amacı, herhangi bir potansiyel açık çevrim bozukluğunu ölçmek veya tahmin etmek ve kontrol edilen değişken orijinal ayar noktasından çok uzaklaşmadan önce manuel olarak telafi etmektir.

açık çevrim kontrol sistemi nedir

Dolayısıyla yukarıdaki basit örneğimizde, kurutucular kapısı açık olsaydı, kurutma işleminin devam etmesine izin verecek şekilde algılanır ve kapatılırdı.  Doğru uygulanırsa, kullanıcı hata durumuna çok hızlı yanıt verirse (kapı açık) 30 dakika sonunda ıslak giysilerden kuru elbiselere sapma minimum düzeyde olur.Bununla birlikte, bu ileri besleme yaklaşımı, sistem değişirse, örneğin kurutma sıcaklığındaki düşüşün 30 dakikalık işlem sırasında farkedilmemesi durumunda tam olarak doğru olmayabilir. Biz bir “Açık çevrim sistemi” için temel özellikleri şöyle tanımlayabiliriz: Gerçek ve istenen değerler arasında karşılaştırma yoktur.Bir açık çevrim sistemi, çıktı değeri üzerinde kendi kendini düzenleme ya da kontrol eylemine sahip değildir.

Her giriş ayarı denetleyici için sabit bir çalışma konumu belirler.Dış koşullardaki değişiklikler veya etkenler doğrudan çıkış değişikliğine neden olmaz (kontrol cihazı ayarı manuel olarak değiştirilmediği sürece). Herhangi bir açık çevrim sistemi, seri olarak çoklu basamaklandırılmış bloklar veya bir giriş ve çıkışa sahip tek bir blok diyagram olarak gösterilebilir. Bir açık çevrim sisteminin blok şeması girdiden çıktıya giden sinyal yolunun geri besleme döngüsü olmayan doğrusal bir yolu temsil ettiğini ve herhangi bir kontrol sistemi türü için giriş θi ve çıkış θo olarak verildiğini gösterir. Genel olarak, gerçek transfer fonksiyonunu hesaplamak için açık çevrim blok diyagramını değiştirmek zorunda değiliz. Her blok diyagramından uygun ilişkileri veya denklemleri yazabilir ve daha sonra gösterilen son denklem fonksiyonunu bu denklemlerden hesaplayabiliriz.

Açık Çevrim Kontrol Sistemi

Bu nedenle, her bloğun Transfer İşlevi:

G1 =  θ1 / θi   G2= θ2/ θ1   G3= θo/ θ2

Genel transfer fonksiyonu şöyle verilir:

G1 x G2 x G3 = θo / θi

Daha sonra Açık Çevrim Kazanç basitçe:

Gain-Kazanç : θo(s) / θi(s)

G, sistemin veya alt sistemin Transfer Fonksiyonunu temsil ettiğinde, şu şekilde yeniden yazılabilir:

G (s) = θ o (s) / θi (s)

Açık çevrim kontrol sistemleri genellikle “ON-OFF” sinyalleri ile olayların sıralanmasını gerektiren süreçlerde kullanılır.

Örneğin, suyun “AÇIK” ve ardından dolu olduğunda “KAPALI” olması ve ardından ısıtıcı elemanın suyu ısıtmak için “AÇIK” ve ardından uygun bir sıcaklıkta “KAPALI” olarak ayarlanması gereken çamaşır makineleri, ve bunun gibi.

Bu tip “ON-OFF” açık çevrim kontrolü, yükteki değişikliklerin yavaşça gerçekleştiği ve işlemin çok yavaş olduğu sistemler için uygundur, bu da bir operatör tarafından kontrol işleminde nadiren değişiklik yapılmasını gerektirir.

Açık Çevrim Kontrol Sistemleri Özeti

Bir sistemin çıkışında istenen etkiyi elde etmek için bir kontrol cihazının girişlerini değiştirebileceğini gördük.

Çıkışın, giriş sinyalinin kontrol hareketi üzerinde hiçbir etkisi veya etkisi olmadığı bir kontrol sistemine Açık Devir sistemi denir.

Bir “açık çevrim sistemi”, çıkış sinyali veya koşulunun ölçülmemiş veya giriş sinyali veya sistem ayar noktasıyla karşılaştırmak için “geri beslenmemesi” ile tanımlanır.

Bu nedenle, açık çevrim sistemler genellikle “Geri besleme olmayan sistemler” olarak adlandırılır.

Ayrıca, bir açık çevrim sistemi, istenen çıktının elde edilip edilmediğini belirlemek için geribildirimi kullanmadığından, girişin istenen hedefinin başarılı olduğunu varsayar.

Açık Çevrim Motor Kontrolü

Örneğin, DC motor kontrol cihazını gösterildiği gibi kabul edin.Motorun dönme hızı, potansiyometre tarafından amplifikatöre (kontrolör) sağlanan gerilime bağlı olacaktır. Giriş voltajının değeri, potansiyometrenin konumu ile orantılı olabilir.

Potansiyometre direncin en üstüne çıkarsa, maksimum pozitif voltaj, amplifikatöre tam hızı temsil eden maksimum voltaj sağlanacaktır.Benzer şekilde, potansiyometre direncin tabanına hareket ettirilirse, çok yavaş bir hız veya durdurmayı temsil eden sıfır voltaj sağlanacaktır.

Ardından, potansiyometre sürgüsünün konumu, DC motorunu (proses) sistemin çıkışını temsil eden N çıkışını temsil eden ayarlanmış bir hızda çalıştırmak için amplifikatör (kontrolör) tarafından yükseltilen ,i girişini temsil eder.

Motor, potansiyometrenin konumu ile belirlenen sabit bir hızda dönmeye devam edecektir. Girişten çıkışa giden sinyal yolu herhangi bir döngünün parçasını oluşturmayan doğrudan bir yol olduğu için, sistemin genel kazancı, potansiyometre, yükseltici, motor ve yükten elde edilen bireysel kazancın kademeli değerleri olacaktır.

Motorun çıkış hızının potansiyometrenin konumu ile aynı olması ve sistemin genel birliğini bir bütün olarak vermesi istenilir.Bununla birlikte, potansiyometre, amplifikatör ve motorun bireysel kazanımları, besleme voltajı veya sıcaklığındaki değişikliklerle zaman içinde değişebilir veya motor yükü, açık çevrim motor kontrol sistemine harici rahatsızlıkları temsil eden artış gösterebilir.

Ancak kullanıcı sonunda sistem performansındaki değişimin (motor hızındaki değişiklik) farkına varır ve orijinal veya istenen hızı korumak için potansiyometre giriş sinyalini artırarak veya azaltarak düzeltebilir.Bu “açık devre motor kontrolü” tipinin avantajları, iyi tanımlanmış sistemlerde kullanım için ideal kılan uygulamanın ucuz ve basit olmasının, girdi ve çıktı arasındaki ilişki doğrudan olduğu ve herhangi bir dış rahatsızlıktan etkilenmediğidir. Maalesef, bu tür bir açık çevrim sistemi yetersizdir çünkü sistemdeki değişiklikler veya bozukluklar motorun hızını etkiler.Ki burada başka bir kontrol şekli gereklidir. Elektronik Sistemler ile ilgili bir sonraki derste, bazı kontrol sinyallerini girişe geri besleme etkisine bakacağız, böylece sistem kontrolü gerçek ve istenen değerler arasındaki farka dayanır.

Bu tip elektronik kontrol sistemine Kapalı Çevrim Kontrolü denir ve bir sonraki konumuzda bu olacaktır.

AÇIK ÇEVRİM KONTROL SİSTEMİ NEDİR SONUÇ : 

Bugün Açık Çevrim Kontrol Sistemi blok şeması , örnekleri vb. hakkında bir yazıyı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.Elektrik elektronik ile ilgili yazılarımıza hız kesmeden devam ediyoruz.

İyi Çalışmalar

Elektronik Sistemler Nedir ?

ELEKTRONİK SİSTEMLER NEDİR ? 

Elektronik sistemler nedir ? Blok diyagram gösterimleri , sistem çeşitleri , sürekli ve ayrık zaman sistemleri nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Elektronik Sistemler Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

ELEKTRONİK SİSTEMLER

Elektronik Sistem, çeşitli miktarlarda bilgiyi bir araya toplayan bileşenlerin veya parçaların fiziksel bir bağlantısıdır.

Bunu, bu bilgilere bir şekilde yanıt veren ve daha sonra fiziksel bir işlemi kontrol etmek veya sinyal üzerinde bir tür matematiksel işlem yapmak için elektrik enerjisi kullanan bir çıkış eylemi biçiminde , sensörler vb. giriş cihazlarının yardımıyla yapar.

Ancak elektronik kontrol sistemleri, istenen sistem yanıtını verecek şekilde bir sinyali diğerine dönüştüren bir işlem olarak da kabul edilebilir. O zaman basit bir elektronik sistemin bir giriş, bir işlem ve sisteme giriş değişkenli bir çıkıştan ve sistemden çıkış değişkeninden her ikisinin de sinyallerden oluştuğunu söyleyebiliriz.

Bir sistemi temsil etmenin birçok yolu vardır;

Örnek olarak ; matematiksel, tanımlayıcı, resimli veya şematik olarak. Elektronik sistemler genellikle şematik olarak bir dizi birbirine bağlı blok ve her blok kendi giriş ve çıkış setine sahip sinyaller olarak temsil edilir.

Sonuç olarak, en karmaşık elektronik kontrol sistemleri bile basit blokların bir kombinasyonu ile temsil edilebilir, her bir blok ayrı bir bileşen veya komple bir alt sistem içerir veya temsil eder. Bir elektronik sistemin veya proses kontrol sisteminin bir dizi birbirine bağlı blok veya kutu olarak temsil edilmesi yaygın olarak “blok diyagram temsili” olarak bilinir.

Basit Bir Elektronik Sistemin Blok Şeması Gösterimi 

Elektronik Sistemlerde hem girdi hem de çıktı vardır; çıktılar işlenerek üretilir veya çıktılar üretilir.Ayrıca, giriş sinyalleri işlemin değişmesine veya sistemin çalışmasının değişmesine neden olabilir. Bu nedenle, bir sisteme giriş/girişler değişimin “nedeni” iken, bu nedenden dolayı ortaya çıkan sistemlerde meydana gelen sonuç eylemi “etki” olarak adlandırılır, etki nedenin bir sonucu olur. Başka bir deyişle, bir elektronik sistem, giriş ve çıkış arasında doğrudan bir ilişki olduğundan doğada “nedensel” olarak sınıflandırılabilir.

Elektronik sistem analizi ve süreç kontrol teorisi genellikle bu neden ve etki analizine dayanmaktadır. Örneğin bir ses sisteminde, bir mikrofon (giriş cihazı), ses dalgalarının amplifikatörün amplifiye etmesi (işlem) için elektrik sinyallerine dönüştürülmesine neden olur ve bir hoparlör (çıkış cihazı) gibi. Ancak elektronik bir sistemin basit veya tek bir işlem olması gerekmez. Aynı zamanda, hepsi aynı genel sistem içinde bir arada çalışan birkaç alt sistemin bağlantısı olabilir. Örneğin, ses sistemimiz, bir veya daha fazla stereo veya ev sineması seti çalıştıran aynı amplifikatöre çoklu girişler yapan bir CD çaların veya bir DVD çaların, bir MP3 çaların veya bir radyo alıcısının bağlanmasını içerebilir.

Ancak, bir elektronik sistem yalnızca giriş ve çıkışların bir toplamı olamaz yani sadece bir durumu izlemek veya bir ışığı “AÇIK” duruma getirmek için bile olsa “bir şey yapmalıdır”. Sensörlerin, gerçek ölçümleri tespit eden veya daha sonra işlenebilecek elektronik sinyale dönüştüren giriş cihazları olduğunu biliyoruz.Bu elektrik sinyalleri bir devre içindeki voltaj veya akım şeklinde olabilir. Karşıt veya çıktı cihazına, işlenen sinyali genellikle mekanik hareket biçiminde bir işlem veya eyleme dönüştüren bir aktüatör adı verilir.

Elektronik Sistem Türleri

Elektronik sistemler, sürekli zamanlı (CT) sinyallerde veya ayrık zamanlı (DT) sinyallerde çalışır. Sürekli zamanlı bir sistem, giriş sinyallerinin zaman içinde sürekli bir zaman sinyali üreten “devam eden” bir analog sinyal gibi bir süre boyunca tanımlandığı bir sistemdir.

Ancak, sürekli zamanlı bir sinyal, büyüklük olarak da değişebilir veya bir zaman periyodu T ile doğada periyodik olabilir.Sonuç olarak, sürekli zamanlı elektronik sistemler, belirli bir süre hem giriş hem de çıkış sinyalleri ile doğrusal bir işlem üreten tamamen analog sistemler olma eğilimindedir.

Örneğin, bir odanın sıcaklığı, soğuktan sıcağa veya pazartesiden cumaya, iki değer veya ayar noktaları arasında ölçülebilen sürekli bir zaman sinyali olarak sınıflandırılabilir. T zamanı için bağımsız değişkeni kullanarak bir sürekli zaman sinyalini temsil edebiliriz; burada x (t) giriş sinyalini temsil eder ve y (t) t süresi boyunca çıkış sinyalini temsil eder.

Genel olarak, kullanabileceğimiz fiziksel dünyada bulunan sinyallerin çoğu, sürekli zamanlı sinyaller olma eğilimindedir. Örneğin, voltaj, akım, sıcaklık, basınç, hız vb.

Öte yandan, ayrık zamanlı bir sistem, giriş sinyallerinin sürekli olmadığı fakat “ayrık” zaman noktalarında tanımlanan bir dizi veya bir dizi sinyal değerinden oluşan bir sistemdir. Bu, genellikle bir değerler veya sayılar dizisi olarak gösterilen ayrık zamanlı bir çıktıyla sonuçlanır. Genel olarak ayrık bir sinyal yalnızca zaman içinde ayrık aralıklarda, değerlerde veya eşit aralıklı noktalarda belirtilir.

Örneğin, bir odanın sıcaklığının, 1: 30’da, 2: 00’da, 3: 00’da , 4: 00’da ölçülmesi gibi.

Bununla birlikte, sürekli zamanlı bir sinyal, x(t), yalnızca belirli aralıklarla veya “zamanın anlarında” ayrı bir sinyal seti olarak gösterilebilir.Kesikli sinyaller zamana karşı ölçülmez, bunun yerine n’nin örnekleme aralığı olduğu kesikli zaman aralıklarında çizilir.

Sonuç olarak, ayrık zamanlı sinyaller genellikle girişi temsil eden x(n) ve çıkışı temsil eden y(n) olarak belirtilir. O zaman, bir sistemin giriş ve çıkış sinyallerini sırasıyla sinyal ile birlikte x ve y olarak temsil edebiliriz veya sinyaller genellikle sürekli bir sistem için zamanı temsil eden t değişkeni ve bir tamsayı değerini temsil eden n değişkeni ile temsil edilir.

elektronik sistemler nedir

Sürekli ve Ayrık Zamanlı Sistem Sistemlerin Bağlantısı

Elektronik sistemlerin ve blok şema gösteriminin pratik yönlerinden biri, daha büyük sistemler oluşturmak için seri veya paralel kombinasyonlarda birleştirilebilmeleridir. Daha büyük birçok gerçek sistem, çeşitli alt sistemlerin birbirine bağlanması kullanılarak oluşturulmuştur ve her bir alt sistemi temsil etmek için blok şemaları kullanarak, analiz edilen tüm sistemin grafiksel bir gösterimini oluşturabiliriz. Alt sistemler bir seri devre oluşturmak için birleştirildiğinde, y (t) ‘deki toplam çıktı, alt sistemler birlikte basamaklandırıldığı gibi gösterilen giriş sinyalinin x (t) çarpımı ile eşdeğer olacaktır.

Seri Bağlantılı Sistem

Bir seri bağlı sürekli zamanlı sistem için, birinci alt sistemin “A” çıkış sinyali y(t) “A”, ikinci alt sistemin giriş sinyali olur; çıktıları “üçüncü” alt sistemin girişi olan “B” ve A x B x C, vb.

Daha sonra, orijinal giriş sinyali seri bağlı bir sistem aracılığıyla basamaklandırılır, bu nedenle iki seri bağlı alt sistem için, eşdeğer tek çıkış, sistemlerin çarpımına eşit olacaktır, yani, y (t) = G1 (s) x G2 (s) .

G, alt sistemin transfer fonksiyonunu temsil eder. Bir sistemin “Transfer İşlevi” teriminin, sistem girişi ve çıkışı arasındaki matematiksel ilişkiyi ifade ettiğini ve tanımlandığını ve bunun çıktı/girdi olduğunu ve dolayısıyla sistemin davranışını tanımladığını unutmayın. Ayrıca, seri bağlı bir sistem için, bir seri işlemin gerçekleştirildiği sıra, giriş ve çıkış sinyalleri için önemli değildir.

Basit seri bağlı devre örneği, ardından bir hoparlör ve ardından bir amplifikatörü besleyen tek bir mikrofon olabilir.

Paralel Bağlı Elektronik Sistem

Paralel olarak bağlı sürekli zamanlı bir sistem için, her bir alt sistem aynı giriş sinyalini alır ve ayrı çıkışları, y(t) toplam çıktısını üretmek için toplanır. Ardından iki paralel bağlı alt sistem için eşdeğer tek çıkış iki ayrı girişin toplamı olacaktır, yani, y (t) = G1 (s) + G2 (s).

Basit bir paralel bağlı devre örneği, bir amplifikatör ve hoparlör sistemi besleyen birkaç mikrofon olabilir.

Elektronik Geri bildirim Sistemleri

Kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılan sistemlerin bir diğer önemli bağlantısı “geri bildirim yapılandırması”dır.Geri besleme sistemlerinde, çıkış sinyalinin bir kısmı “geri beslenir” ve orijinal giriş sinyaline eklenir veya çıkarılır.

Sonuç, sistemin çıktısının, istikrarı artırmak için bir sistemin yanıtını değiştirmek amacıyla girişini sürekli olarak değiştirmesi ya da güncellemesidir.Bir geri besleme sistemi de genel olarak gösterildiği gibi “Kapalı devre Sistem” olarak adlandırılır.

Kapalı Döngü Geri Besleme Sistemi

Geri bildirim sistemleri, sistemi dengelemek ve kontrolünü artırmak için en pratik elektronik sistem tasarımlarında çok kullanılmaktadır. Geri besleme döngüsü orijinal sinyalin değerini azaltırsa, geri besleme döngüsü “negatif geri besleme” olarak bilinir. Geri besleme döngüsü orijinal sinyalin değerine eklenirse, geri besleme döngüsü “pozitif geri besleme” olarak bilinir. Basit bir geri besleme sistemine bir örnek, evde termostatik olarak kontrol edilen bir ısıtma sistemi olabilir.

Ev çok sıcaksa, geri besleme döngüsü daha serin hale getirmek için ısıtma sistemini “KAPALI” duruma getirir. Ev çok soğuksa, geri besleme döngüsü daha sıcak hale getirmek için ısıtma sistemini “AÇIK” duruma getirir. Bu durumda, sistem ısıtma sistemi, hava sıcaklığı ve termostatik olarak kontrol edilen geri besleme döngüsünden oluşur. Sistemlerin Transfer Fonksiyonu Herhangi bir alt sistem gösterildiği gibi bir giriş ve çıkışa sahip basit bir blok olarak gösterilebilir.

Genel olarak, giriş: θi, çıkış ise: θo olarak belirlenmiştir. Çıktıların girdi üzerinden oranı, alt sistemin kazancını (G) temsil eder ve bu nedenle şöyle tanımlanır:  G = θo / θi Bu durumda, G sistemin veya alt sistemin Transfer Fonksiyonunu temsil eder. Elektronik sistemleri aktarım işlevleri açısından tartışırken, karmaşık operatör, s kullanılır, sonra kazanç için denklem şöyle yazılır: G (s) = θo(s)/θi(s)

Elektronik Sistem Özet

Basit bir Elektronik Sistemin bir girdi, süreç, çıktı ve muhtemelen geri bildirimden oluştuğunu gördük.

Elektronik sistemler, her blok veya alt sistem arasındaki çizgilerin sistemdeki bir sinyalin akışını ve yönünü temsil ettiği birbirine bağlı blok diyagramları kullanılarak gösterilebilir.

Blok diyagramların basit bir tek sistemi temsil etmesi gerekmez, ancak birbirine bağlı birçok alt sistemden yapılmış çok karmaşık sistemleri temsil edebilir.

Bu alt sistemler, sinyallerin akışına bağlı olarak seri, paralel veya her ikisinin kombinasyonları halinde birbirine bağlanabilir.

Ayrıca elektronik sinyallerin ve sistemlerin doğada sürekli veya ayrık zamanlı olabileceğini ve analog, dijital veya her ikisi de olabileceğini gördük.

Geri besleme döngüleri daha iyi olacak şekilde stabilite ve kontrol sağlayarak belirli bir sistemin performansını arttırmak veya azaltmak için kullanılabilir.

Kontrol, bir sistem değişkeninin referans değer olarak adlandırılan belirli bir değere yapışmasını sağlama işlemidir.

ELEKTRONİK SİSTEMLER NEDİR SONUÇ :

Bugün Elektronik Sistemler Nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

Fazör Diyagramları ve Cebiri Nedir ?

FAZÖR DİYAGRAMLARI  VE CEBİRİ NEDİR ? 

Fazör diyagramları nedir ? Dalga formunun fazör şemaları , faz farkı nedir ? Komplex sinüzoidinin tanımı nedir ? 3 fazlı fazör şeması nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Fazör Diyagramları ve Cebiri Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

FAZÖR DİYAGRAMLARI VE CEBİRİ

Fazör Diyagramları, iki veya daha fazla değişken büyüklük arasındaki büyüklük ve yön ilişkisini gösteren grafiksel bir yol , yöntemdir.

Aynı frekanstaki sinüzoidal dalga formları, iki sinüzoidal dalga formunun açısal farkını temsil eden kendi aralarında Faz Farkına sahip olabilir.Ayrıca, “gecikme”, “faz içi” ve “faz dışı” terimleri, bir dalga formunun diğeriyle ilişkisini belirtmek için yaygın olarak kullanılır:

 A (t) = Am sin (wt±Φ)  ( Zaman alanı formundaki sinüzoidi temsil eder )

Fakat matematiksel olarak bu şekilde sunulduğunda, iki veya daha fazla sinüzoidal dalga formu arasındaki bu açısal veya fazör farkını görselleştirmek bazen zor olabilmektedir.Bu sorunun üstesinden gelmenin bir yolu, sinüzoidleri Fazör Diyagramları kullanarak uzaysal veya fazör-alan formunda grafiksel olarak temsil edebilirz ve çözüm ise dönen vektör yöntemiyle elde edilebilir.

Temel olarak basitçe “Fazör” olarak adlandırılan dönen bir vektör, uzunluğu belirli bir zamanda “dondurulmuş” olan hem büyüklüğüne (“en yüksek genlik”) hem de yöne (“ faz ”) sahip bir AC miktarını temsil eden ölçekli bir çizgidir.

Bir fazör, bir ucunda bir ok kafasına sahip olan ve vektör miktarının maksimum değerini (V veya I) ve dönen vektörün ucunu gösteren bir vektördür.

Genellikle, vektörlerin bir ucunda, “başlangıç ​​noktası” olarak bilinen sabit bir sıfır noktası etrafında döndüğü varsayılırken, miktarı temsil eden oklu ucun, bir tam devirin açısal hızında (w) her döngü için serbest bir şekilde saat yönünün tersi yönde serbestçe döndüğü durumdur.

Vektörün bu saat yönünün tersine dönmesinin pozitif bir dönme olduğu düşünülmektedir. Aynı şekilde, saat yönünde bir dönüş negatif bir dönüş olarak kabul edilir.

Vektörler ve fazörler terimleri, hem büyüklük hem de yöne sahip dönen bir çizgiyi tanımlamak için kullanılsa da, ikisi arasındaki temel fark, vektörlerin büyüklüğünün sinüzoidin “tepe değeri” iken, bir fazör büyüklüğü “ sinüzoidin rms değeridir”. Her iki durumda da faz açısı ve yönü aynı kalır.

Zamanın herhangi bir anında değişen bir miktarın fazı fazör diyagramı ile gösterilebilir, bu nedenle fazör diyagramları “zamanın fonksiyonu” olarak düşünülebilir.Tam bir sinüs dalgası ω = 2πƒ açısal hızda dönen tek bir vektör tarafından oluşturulabilir, ki burada ƒ dalga formunun frekansıdır.O zaman bir Fazör, hem “Büyüklük” hem de “Yön” içeren bir miktardır.

Genellikle, bir fazör diyagramı oluşturulurken, bir sinüs dalgasının açısal hızının her zaman olduğu varsayılır : ( w rad/sn )cinsinden.

fazör diyagramları ve cebiri

Sinüzoidal Dalga Formunun Fazör Şeması

Tek vektör saat yönünün tersine döndüğü için, A noktasındaki ucu, bir tam çevrimi temsil eden 360 derece veya 2π’lık bir tam devrimi döndürecektir.

Hareketli ucunun uzunluğu, resimde gösterilen bir grafiğe zaman içinde farklı açısal aralıklarla aktarılırsa, soldan başlayarak sıfır zaman ile başlayarak bir sinüzoidal dalga formu çizilecektir. Yatay eksen boyunca her pozisyon, sıfır zamandan beri geçen süreyi, t = 0’ı gösterir.

Vektör yatay olduğunda, vektörün ucu, 0 derece, 180 derece ve 360 derece’deki açıları temsil eder.Benzer şekilde, vektörün ucu dikey olduğunda, pozitif tepe değerini, 90 derece veya π/2’de (+ Am) ve negatif tepe değerini, 270 derece veya 3π/2’de (-Am) temsil eder.

Daha sonra dalga formunun zaman ekseni açıyı fazörün hareket ettiği derece veya radyan cinsinden gösterir.

Bazen, alternatif dalga formlarını analiz ederken, özellikle aynı eksen üzerinde iki farklı dalga formunu karşılaştırmak istediğimizde, Zamanla Değişen Miktarı belirli bir anda temsil eden fazörün konumunu bilmemiz gerekebilir.

Örneğin, voltaj ve akım.

Yine resim üzerindeki dalga biçiminde, dalga biçiminin t = 0 zamanında, derece veya radyan cinsinden karşılık gelen bir faz açısıyla başladığını varsaydık.Ancak, ikinci bir dalga biçimi bu sıfır noktasının soluna veya sağına başlarsa veya fazör notasyonunda iki dalga biçimi arasındaki ilişkiyi temsil etmek istiyorsak, o zaman dalga biçiminin bu faz farkını dikkate almamız gerekir.

Sinüzoidal Dalga Formunun Faz Farkı

Bu iki sinüzoidal büyüklüğü tanımlayan genelleştirilmiş matematiksel ifade şöyle yazılacaktır:

V(t) = Vm sin (wt)

I(t) = Im sin (wt- Φ)

Akım, i, Φ gecikme açısına göre voltajı geciktirmektedir.Dolayısıyla, iki sinüzoidal miktarı temsil eden iki faz arasındaki fark açı gecikmesi ve sonuçtaki fazör şeması olacaktır.

Sinüzoidal Dalga Formunun Fazör Şeması

Fazör diyagramı, yatay eksende sıfıra (t = 0) karşılık gelecek şekilde çizilir. Fazörlerin uzunlukları, fazör diyagramının çizildiği andaki gerilim, (V) ve akım, (I) değerleriyle orantılıdır.  Akım dalga formu şu anda yatay sıfır eksen çizgisini şu anda geçmekte olduğundan, akım fazörü yeni referansımız olarak kullanabilir ve voltaj fazerin akım fazörü açı ile “yönlendirdiğini” söyleyebiliriz. Her iki durumda da, bir fazör, referans fazör olarak tanımlanır ve diğer tüm fazörler bu referansa göre öncülük eder veya geciktirilir.

Fazör ilavesi bazen, sinüzoidleri okurken, birbirleriyle aynı fazda olmayan iki alternatif dalga biçimini, örneğin; bir AC serisi devresinde bir araya getirmek gerekir.Eğer faz fazındalarsa, faz kayması olmazsa, iki vektörün cebirsel toplamını bulmak için DC değerleri ile aynı şekilde eklenebilirler.

Örneğin, sırasıyla 50 volt ve 25 volt olan iki voltaj birlikte “faz” ise, 75 volt (50 + 25) bir voltaj oluşturmak için bir arada toplanır. Bununla birlikte, faz-içi değillerse, aynı yönlere veya başlangıç ​​noktalarına sahip değillerdir, o zaman aralarındaki faz açısının dikkate alınması gerekir, bu nedenle Sonuç Fazörleri veya Vektör Toplamını belirlemek için fazör diyagramları ile birlikte eklenmelidirler.(paralelkenar yasasını kullanarak) 

İki AC gerilimi, V1’in 20 voltluk bir tepe voltajına sahip olduğu ve V2’nin Vo’yu 60 dereceye getirdiği 30 voltluk bir tepe voltajına sahip olan V2’yi düşünün.İki voltajın toplam voltajı, VT ilk önce iki vektörü temsil eden bir fazör diyagramı çizilerek ve daha sonra tarafların ikisinin aşağıda gösterildiği gibi V1 ve V2 voltajları olduğu bir paralelkenar oluşturularak bulunabilir.

İki fazörün eklenmesi grafik kağıdına ölçeklenecek iki fazı çizerek, bunların faz toplamları V1 + V2, “sonuçtaki r-vektörü” olarak bilinen çapraz çizginin uzunluğunu sıfır noktasından kesişimine kadar ölçerek kolayca bulunabilir.

Bu grafiksel yöntemin dezavantajı, ölçeklendirmek için fazörleri çizerken zaman alıcı olmasıdır. Ayrıca, bu grafiksel yöntem çoğu amaç için yeterince doğru bir cevap verirken, ölçeklemek için doğru bir şekilde çizilmezse bir hata üretebilir.Her zaman doğru cevabın alınmasını sağlamanın bir yolu analitik bir yöntemdir.

Matematiksel olarak iki gerilimi önce “dikey” ve “yatay” yönlerini bularak birleştirebiliriz ve bundan sonra elde edilen “r vektörü” VT için hem “dikey” hem de “yatay” bileşenleri hesaplayabiliriz. Bu sonuç değerini bulmak için kosinüs ve sinüs kuralını kullanan bu analitik yönteme genellikle Dikdörtgen Form denir.

Dikdörtgen formda, fazör, genelleştirilmiş ifadeyi Z = x ± jy oluşturan, gerçek bir kısma, x ve hayali bir kısma ayrılır.Bu daha sonra bize sinüzoidal voltajın hem büyüklüğünü hem de fazını temsil eden matematiksel bir ifade verir:

Kompleks Sinüzoidin Tanımı

Vm = cos(Φ) + jVm(sin Φ)

Bu nedenle, önceki genelleştirilmiş ifadeyi kullanarak iki vektör, A ve B’nin eklenmesi aşağıdaki gibidir:

A = x + jy

B = w + jz

A+B = (x + w) + j(y+z)

Dikdörtgen Form Kullanarak Fazör Eklemesi

Voltaj, 30 voltluk V2, yatay sıfır ekseni boyunca referans yönünde işaret eder, sonra yatay bir bileşene sahiptir, ancak aşağıdaki gibi dikey bir bileşen yoktur.

  • Yatay Bileşen = 30 cos 0 derece = 30 volt
  • Dikey Bileşen = 30 sin 0 derece = 0 volt

Bu da bize V2 voltajı için dikdörtgen ifade verir: 30 + j0

Gerilim, 20 voltluk V1, gerilime, 60 dereceye kadar V2’ye neden olur, ardından aşağıdaki yatay ve dikey bileşenlere sahiptir.

  • Yatay Komponent = 20 cos 60 derece = 20 x 0.5 = 10 volt
  • Dikey Bileşen = 20 sin 60 derece = 20 x 0.866 = 17.32 volt

Bu da bize V1 voltajı için dikdörtgen ifade verir: 10 + j17.32

Elde edilen voltaj, VT, yatay ve dikey bileşenleri aşağıdaki gibi bir araya getirerek bulunur.

Vhorizontal = V1 ve V2’nin gerçek parçalarının toplamı = 30 + 10 = 40 volt

Vvertical = V1 ve V2’nin hayali parçalarının toplamı = 0 + 17.32 = 17.32 volt

Artık hem gerçek hem de hayali değerlerin gerilimin büyüklüğünün bulunduğuna bakıldığında, Vt için basitçe Pythagoras Teoremi kullanılarak, 90 derece üçgen için belirlenir.

VT = √(gerçek ya da yatay komponent)^2 + (hayali ya da dikey komponent)^2

VT = √40^2 + (17.32)^2

VT = 43.6 volt olacaktır.

Fazör Çıkarma

Fazör çıkarma, yukarıdaki dikdörtgen ekleme yöntemine çok benzer, ancak bu sefer vektör farkı, gösterildiği gibi V1 ve V2’nin iki gerilimi arasındaki paralelkenarın diğer köşegendir.

İki Fazörün Vektör Çıkarması

Bu sefer hem yatay hem de dikey bileşenleri bir araya “eklemek” yerine onları uzaklaştırıyoruz, çıkartıyoruz.

A = x + jy

B = w + jz

A – B = ( x – w ) + j(y – z)

3 Fazlı Fazör Şeması

Önceden, sadece tek bir çok turlu bobinin manyetik alan içinde döndüğü tek fazlı AC dalga formlarına baktık. Ancak, her biri aynı sayıda bobin dönüşüne sahip üç özdeş bobin, aynı rotor şaftı üzerinde birbirlerine 120 derece elektrik açısına yerleştirilirse, üç fazlı bir voltaj beslemesi üretilir.

Dengeli bir üç fazlı voltaj beslemesi, hepsi büyüklük ve frekansta eşit olan ancak birbirleriyle tam olarak elektriksel derecelerde 120 faz arasında olan üç ayrı sinüzoidal voltajdan oluşur. Standart uygulama, her bir fazı referans faz olarak kırmızı faz ile tanımlamak için üç fazı Kırmızı, Sarı ve Mavi olarak renklendirmektir.

Üç fazlı bir besleme için normal dönüş sırası Kırmızı, ardından Sarı, ardından Mavi, (R, Y, B). Yukarıdaki tek fazlı fazlarda olduğu gibi, üç fazlı bir sistemi temsil eden fazörler ayrıca rad/s’de ω ile işaretli okla belirtildiği gibi merkezi bir nokta etrafında saat yönünün tersine yönde döner.

Üç fazlı fazör diyagramı

Faz gerilimlerinin tümü genlikte eşittir, ancak sadece faz açılarında farklılık gösterir. Bobinlerin üç sargısı, üç ayrı faz için ortak bir nötr bağlantı üretmek için, a1, b1 ve c1 noktalarında birbirine bağlanır.

Daha sonra kırmızı faz referans faz olarak alınırsa, her bir ayrı faz voltajı, ortak nötr ile ilgili olarak tanımlanabilir.

Üç Fazlı Gerilim Denklemleri

Kırmızı Faz : Vrn = Vm sin Φ

Sarı Faz : Vyn = Vm sin (Φ – 120 derece)

Mavi Faz : Vbn = Vm sin (Φ – 240 derece) ya da Vbn = Vm sin(Φ +120 derece)

Eğer kırmızı faz voltajı, VRN daha önce belirtildiği gibi referans voltajı olarak alınırsa, faz sırası R – Y – B olacaktır, böylece sarı fazdaki voltaj VRN’yi 120 derece, mavi fazdaki voltaj da VYN’yi 120 derece bırakır.

Ancak mavi faz voltajını şu şekilde söyleyebiliriz, VBN, kırmızı faz voltajını, VRN’yi 120 dereceye kadar yönlendirir.Üç ayrı sinüzoidal voltajın birbirleriyle arasında 120 derece sabit bir ilişki olduğu için, “dengeli” oldukları söylenir, bu nedenle, dengeli bir üç faz gerilimi setinde, fazör toplamı her zaman sıfır olacaktır: Va + Vb + Vc = 0

Fazör Diyagramı Özeti 

En basit ifadeleriyle fazör diyagramları, dönen bir vektörün, ani değeri temsil eden yatay bir eksene yansımasıdır.

Herhangi bir zaman anını ve dolayısıyla herhangi bir açıyı temsil etmek üzere bir fazör diyagramı çizilebildiği için, değişken bir nicelikteki referans fazlayıcı daima pozitif x ekseni yönü boyunca çizilir.

Vektörler, Fazörler ve Fazör diyagramları sadece şemalar, sinüzoidal AC alternatif miktarları için geçerlidir.

Herhangi bir anda iki veya daha fazla sabit sinüzoidal miktarı temsil etmek için bir Fazör Diyagramı kullanılabilir.

Genellikle referans fazörü yatay eksen boyunca çizilir ve o sırada diğer fazlar çekilir.

Tüm fazörler yatay sıfır eksenine referansla çizilir.

Fazör diyagramları, ikiden fazla sinüzoidi temsil etmek için çizilebilir.

Gerilim, akım veya başka bir değişken miktar olabilirler ancak hepsinin frekansı aynı olmalıdır.

Tüm fazörler saat yönünün tersine döndürülerek çizilir.

Referans fazörün önündeki tüm fazörlerin “öncü” olduğu söylenirken, referans fazlayıcının arkasındaki tüm fazörlerin “gecikme” olduğu söylenir.

Genel olarak, bir fazörün uzunluğunu rms maksimum değeri yerine sinüsoidal miktarın değeri olarak ifade edilir.

Farklı frekanslardaki sinüzoidler, vektörlerin farklı hızlarından dolayı aynı fazör diyagramında temsil edilemez.

Herhangi bir zamanda, aralarındaki faz açısı farklı olacaktır.İki veya daha fazla vektör birlikte eklenebilir veya çıkarılabilir ve Sonuç Vektörü adı verilen tek bir vektör olabilir.

Bir vektörün yatay tarafı gerçek veya “x” vektörüne eşittir. Bir vektörün dikey tarafı, hayali veya “y” vektörüne eşittir. Ortaya çıkan dik açılı üçgenin hipotenüsü “r” vektörüne eşdeğerdir.

Üç fazlı dengeli bir sistemde her bir fazör 120 derece ile yer değiştirmiştir.

FAZÖR DİYAGRAMLARI  VE CEBİRİ NEDİR SONUÇ : 

Bugün Fazör Diyagramları ve Cebiri Nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Bu diyagramlara , gösterim şekillerine ve matematiksel ifadelere dair birtakım bilgileri sizlerle paylaştık.

Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

 

 

 

 

 

Faz Farkı ve Faz Kayması Nedir ?

FAZ FARKI & FAZ KAYMASI NEDİR ?

Sinüzoidal sinyallerde faz farkı ve faz kayması nedir ? Faz farkı ve faz kayması nasıl oluşur ? Faz farkı ve fayması formülleri nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Faz Farkı ve Faz Kayması Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

FAZ FARKI & FAZ KAYMASI

Faz Farkı, iki veya daha fazla alternatif miktarın maksimum veya sıfır değerlerine ulaştığında derece veya radyan cinsinden oluşan farkı tanımlamak için kullanılır.

Daha önce Sinüzoidal Dalga Biçiminin, zaman alanında yatay bir sıfır ekseni boyunca grafiksel olarak sunulabilen alternatif bir miktar olduğunu gördük.

Alternatif bir miktar olarak sinüs dalgalarının (π/2) zamanında pozitif bir maksimum değere, (3π/2) zamanında negatif bir maksimum değere, 0, π ve 2π değerlerinde taban çizgisinde meydana gelen sıfır değerlere sahip olduğunu gördük.

Bununla birlikte, tüm sinüzoidal dalga formları aynı anda sıfır eksen noktasından tam olarak geçmeyecektir ancak başka bir sinüs dalgasına kıyasla bir değere göre 0 derece sağa veya sola “kaydırılabilir”.

Örneğin, bir voltaj dalga biçiminin bir akım dalga biçimiyle karşılaştırılmasına bakalım.

Burada iki sinüzoidal dalga formu arasında açısal bir kayma veya Faz Farkı üretilir.T = 0’da sıfıra girmeyen sinüs dalgalarının faz kayması vardır.

Sinüzoidal Dalga Biçimi olarak da adlandırılan faz farkı veya faz kayması, dalga biçiminin yatay sıfır ekseni boyunca belirli bir referans noktasından kaydığı derece veya radyan cinsinden angle(açı) Φ (Yunanca Phi harfi) açısıdır.

Başka bir deyişle, faz kayması, ortak bir eksen boyunca iki veya daha fazla dalga formu arasındaki yanal farktır ve aynı frekanstaki sinüsoidal dalga formları, bir faz farkına sahip olabilir.

Alternatif bir dalga formunun faz farkı Φ, 0 ile maksimum zaman aralığı arasında veya bir tam döngü sırasında dalga formunun T değeri arasında değişebilir ve bu, yatay eksen boyunca, Φ = 0 ila 2π (radyan) veya kullanılan açısal ünitelere bağlı olarak Φ =0 ila 360 derece arasında olabilir.

Faz farkı, zaman periyodunun bir bölümünü, örneğin, + 10mS veya – 50uS’yi temsil eden saniye cinsinden τ zaman kayması olarak da ifade edilebilir, ancak genellikle faz farkını açısal ölçüm olarak ifade etmek daha yaygındır.

Daha sonra, önceki Sinüzoidal Dalga Formunda geliştirdiğimiz bir sinüzoidal voltajın veya mevcut dalga formunun anlık değerinin denkleminin, dalga formunun faz açısını hesaba katacak şekilde değiştirilmesi gerekecektir ve bu yeni genel ifade olur.

faz farkı ve faz kayması nedir

 

Faz Fark Denklemi

A(t) = Amax x (sin ωt ± Φ)

Burada:

Am – dalga formunun genliğidir.

ωt – dalga formunun radyan/sn cinsinden açısal frekansıdır.

Φ (phi) – dalga biçiminin referans noktasından sola veya sağa kaydırdığı derece veya radyan cinsinden faz açısıdır.

Sinüzoidal dalga biçiminin pozitif eğimi “önce” t = 0 yatay ekseninden geçerse, dalga biçimi sola kayar, böylece Φ> 0 olur ve faz açısı pozitif olur, + Φ bir ön faz açısı verir.

Aynı şekilde, eğer sinüzoidal dalga formunun pozitif eğimi, “t” den sonra bir süre sonra yatay x ekseni içinden geçerse, o zaman dalga biçimi sağa kayar, böylece Φ <0 olur ve faz açısı doğal üretken olarak negatif olur.

Vektörün saat yönünde döndürülmesiyle zaman 0’dan sonra göründüğü gibi bir gecikme fazı açısı vardır ki bu durumu resim üzerinden görebilirsiniz.Her iki durumda da aşağıda gösterilmiştir.

Sinüzoidal Dalga Formunun Faz İlişkisi İlk olarak, voltaj  v ve akım gibi iki alternatif niceliğin, Hertz olarak aynı frekansa sahip olduğumu düşünelim. İki miktarın frekansı aynı olduğu için açısal hız  ω da aynı olmalıdır. Böylece herhangi bir zamanda gerilim fazının, akımın fazıyla aynı olacağını söyleyebiliriz.Daha sonra, belirli bir zaman periyodu içindeki dönme açısı her zaman aynı olacaktır ve iki miktar v ve i arasındaki faz farkı bu yüzden sıfır ve Φ = 0 olacaktır.Gerilimin ve akımın frekansı, aynı şekilde, aynı anda bir tam döngü boyunca maksimum pozitif, negatif ve sıfır değerlerine ulaşmaları gerekir (genlikleri farklı olsa da).

Daha sonra, iki değişken büyüklüğün v ve i -> “faz içi” olduğu söylenir. İki Sinüzoidal Dalga Biçimi  “faz içi” Şimdi gerilimin, voltaj ve akımın, kendi aralarında 30 derecelik bir faz farkına sahip olduğunu düşünelim, yani (Φ = 30derece veya π/6 radyan). Her iki alternatif miktar da aynı hızda döndüğü, yani aynı frekansa sahip oldukları için, bu faz farkı zaman içinde tüm instantlar için sabit kalacaktır, daha sonra iki miktar arasındaki 30 derece faz farkı, aşağıda gösterildiği gibi phi ile temsil edilmektedir.

Sinüzoidal Dalga Formunun Faz Farkı

Resim üzerindeki voltaj dalga formu yatay referans ekseni boyunca sıfırda başlar, ancak aynı anda mevcut dalga formu hala değer olarak negatiftir ve bu referans eksenini 30 dereceye kadar geçmez.

Daha sonra, iki dalga formu arasındaki akım, yatay referans eksenini geçerken, gerilim dalga formundan sonra maksimum zirve ve sıfır değerlerine ulaşan bir Faz farkı vardır.İki dalga formu artık “faz içi” olmadığından, Φ (phi) tarafından belirlenen bir miktarla “faz dışı” olmaları gerekir ve örneğimizde bu 30 derecedir.

Böylece, iki dalga formunun artık faz dışında olduğunu söyleyebiliriz.Akım dalga biçiminin, faz dalga açısı tarafından Φ voltaj dalga biçiminin arkasında “geciktiği” söylenebilir.O zaman yukarıdaki örneğimizde, iki dalga formunun bir Gecikme Faz Farkı vardır, bu yüzden yukarıdaki hem voltaj hem de akım için ifade olarak verilecektir.

 1.Voltaj (Vt) : Vm x sinwt

 Akım (It) : Im x sin(wt – Φ)

 2.Voltaj (Vt) : Vm x sinwt

 Akım (It) : Im x sin(wt + Φ)

 

Benzer şekilde, eğer akım pozitifse, referans ekseni voltajdan önceki bir zamanda maksimum zirve ve sıfır değerlerine ulaşıyorsa, o zaman akım dalga formu gerilimi bir faz açısı ile “yönlendirir”.

Bir sinüs dalgasının faz açısı, aynı referans eksenine çizilen, aynı frekanstaki iki sinüzoidal dalga formu arasındaki ilişkiyi göstermek için, bir sinyalin dalgasıyla diğerine olan ilişkisini tanımlamak için kullanılabilir.

İki dalga formu ile ortaya çıkan faz açısı arasındaki ilişki, her dalga biçiminin “aynı eğim” yönünde ya pozitif ya da negatif olarak geçtiği yatay sıfır ekseni boyunca herhangi bir yerde ölçülebilir.AC güç devrelerinde, aynı devre içindeki bir gerilim ile bir akım sinüs dalgası arasındaki ilişkiyi tanımlamak için bu seçenek çok önemlidir ve AC devre analizinin temelini oluşturur.

Kosinüs Dalga Biçimi Dolayısıyla, bir dalga formu başka bir sinüs dalgasına kıyasla 0 derece sağa veya sola “kaydırılırsa” bu dalga formunun ifadesinin Am sin (wt ± Φ) olduğunu biliyoruz. Fakat dalga biçimi, yatay sıfır eksenini, referans dalga biçiminden önce pozitif bir eğim çizgisi 90 derece veya π/2 radyan ile geçerse, dalga biçimine Kosinüs Dalga biçimi denir ve ifade edilir.

Kosinüs İfadesi Sin(wt + 90 derece) = sin (wt + π/2) = (cos wt)Basitçe “cos” olarak adlandırılan Cosine Wave(Kosinüs dalgası), elektrik mühendisliğinde sinüs dalgası kadar önemlidir.

Kosinüs dalgası sinüzoidal bir fonksiyon olan sinüs dalgası karşılığı ile aynı şekle sahiptir, ancak ondan öncesine göre + çeyreği veya bir tam çeyreği tarafından kaydırılır. Sinüs dalgası ile Kosinüs dalgası arasındaki faz farkı Alternatif olarak, bir sinüs dalgasının -90 derece ile diğer yöne kaydırılan bir kosinüs dalga olduğunu söyleyebiliriz.Her iki durumda da sinüs dalgaları ya da açılı kosinüs dalgalarıyla uğraşırken aşağıdaki kurallar her zaman geçerli olacaktır.

Sinüs ve Kosinüs Dalga İlişkileri 

sin (wt + Φ) =  sin (wt + Φ + 90 derece)

cos (wt + Φ) = cos (wt + Φ – 90 derece)

İki sinüzoidal dalga formunu karşılaştırırken, pozitif gidiş genlikleri ile ilişkilerini sinüs veya kosinüs olarak ifade etmek daha yaygındır ve bu, aşağıdaki matematiksel kimlikleri kullanarak elde edilir.

-sin (wt ) = sin (wt ± 180 derece)

-cos (wt ) = cos (wt ± 180 derece)

-cos (wt ) = sin (wt ± 270 derece)

± sin (wt ) = cos (wt ± 90 derece)

± cos (wt) = sin (wt ± 90 derece )

– sin(wt) = sin (-wt)

Cos(wt) = cos(-wt)

Yukarıdaki bu ilişkileri kullanarak, sinüs biçimli bir dalga biçimini açısal veya faz farkına sahip olan veya olmayan bir sinüs dalga biçimini bir sinüs dalgasından kosinüs dalgasına veya tam tersine dönüştürebiliriz.

FAZ FARKI & FAZ KAYMASI NEDİR SONUÇ : 

Bugün Faz Farkı ve Faz Kayması nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.Temel Elektronik serisine hızla devam ediyoruz.

İyi Çalışmalar

Sinüzoidal Dalga Formları Nedir ?

SİNÜZOİDAL DALGA FORMLARI NEDİR ?

Sinüzoidal dalga formları nedir ve karşımıza nasıl çıkar ? Radyan , bobin , jeneratör ,dalga formları , manyetik alan gibi terimler nedir ? Bu ve  benzeri sorulara yanıt aradığımız Sinüzoidal Dalga Formları Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

SİNÜZOİDAL DALGA FORMLARI


Sinüzoidal Dalga Formları

Elektrik akımı , bir tel veya iletken boyunca aktığında, telin etrafında dairesel bir manyetik alan oluşur ve burada oluşan güç, akımın değeri ile ilgilidir.

Bu tek telli iletken sabit bir manyetik alan içinde hareket ettirilir veya döndürülürse, iletkenin manyetik akı boyunca hareket etmesi nedeniyle iletken içinde bir “EMF”, (Electro-Motive Force) meydana gelir.

Bu durumdan , Michael Faraday’ın “Elektromanyetik İndüksiyon”un etkisini keşfettiği gibi Elektrik ve Manyetizma arasındaki ilişkinin var olduğunu görebiliriz.Ayrıca elektrik makinelerinin ve jeneratörlerinin bir Sinüzoidal Dalga Formu üretmek için kullandıkları temel prensibin de bu olduğunu ifade etmeliyim.

Bununla birlikte, A ve B(yatay Kartezyen çizgisi A <->B) noktalarında iletken manyetik alana paralel olarak hareket ederse, hiçbir akı çizgisi kesilmez ve iletkene hiçbir EMF indüklenmez, ancak iletken, manyetik alana doğru açılarda hareket ederse C ve D (dikey Kartezyen çizgisi C | D) noktalarında, maksimum manyetik akı miktarı, indüklenen EMF’nin azami miktarını üreterir.

Ayrıca, iletkenin manyetik alanı A ve C, 0 ve 90 derece noktaları arasındaki farklı açılardan keserken, indüklenen EMF miktarı bu sıfır ve maksimum değer arasında bir yerde yer alacaktır.

Bu durumda bir iletken içinde indüklenen emf miktarı, iletken ile manyetik akı arasındaki açıya ve manyetik alanın gücüne bağlıdır.Bir AC jeneratörü, dönme gibi mekanik bir enerjiyi Sinüzoidal Dalga Biçimi olan elektrik enerjisine dönüştürmek için Faraday’ın elektromanyetik indüksiyon prensibini kullanır.

Basit bir jeneratör, kuzey ve güney kutbu arasında sabit bir manyetik alan üreten bir çift daimi mıknatıstan oluşur.Bu manyetik alanın içinde, manyetik akıyı çeşitli açılardan kesmesine izin veren sabit bir eksen etrafında döndürülebilen tek bir dikdörtgen tel halkası bulunur.

sinüzoidal dalga boyları nedir

Temel Tek Bobinli AC Jeneratör Bobin

Manyetik alana dik olan merkezi eksen etrafında saat yönünün tersine döndüğü için, tel halka, döngü döndükçe farklı açılarda kuzey ve güney kutupları arasında oluşturulan manyetik kuvvet çizgilerini keser.Herhangi bir anda döngüdeki indüklenen EMF miktarı, tel döngüsünün dönme açısı ile orantılıdır.
Bu tel halkası döndükçe, teldeki elektronlar ilmek etrafında bir yönde akar.Şimdi tel halka 180 derecelik bir noktadan geçtiğinde ve manyetik kuvvet çizgileri boyunca ters yönde hareket ettiğinde, tel halkadaki elektronlar değişir ve ters yönde akar.

Daha sonra elektron hareketinin yönü, indüklenen voltajın polaritesini belirler.Böylece, döngü veya bobin fiziksel olarak bir tam devrimi veya 360 derece döndürdüğünde, bobinin her bir devri için üretilen dalga biçiminin bir döngüsü ile bir tam sinüzoidal dalga biçiminin üretildiğini görebiliriz.

Bobin manyetik alan içinde döndüğü için, elektrik bağlantıları bobine indüklenen elektrik akımını aktarmak için kullanılan karbon fırçalar ve kayma halkaları vasıtasıyla yapılır. Manyetik kuvvet hatlarını kesen bir bobine indüklenen EMF miktarı, aşağıdaki üç faktör tarafından belirlenir.

Hız -> Bobinin manyetik alanın içinde dönme hızıdır

Güç -> Manyetik alanın gücüdür

Uzunluk -> Bobin veya iletkenin manyetik alandan geçen uzunluğudur

Bir besleme frekansının, bir saniyede bir devrin görünme sayısı olduğunu ve bu frekansın Hertz cinsinden ölçüldüğünü biliyoruz.

Bir indüklenmiş EMF döngüsünün, bobinin her bir tam devri, yukarıda bahsedildiği gibi kuzey ve güney kutbundan oluşan bir manyetik alan boyunca üretilirken, bobin sabit bir hızda dönerse, sabit bir zaman içerisinde sabit bir devir sayısı üretilir.

Dolayısıyla, bobinin dönme hızını artırarak, frekansı da artırabiliriz.Bu nedenle, frekans <-> dönme hızı ile doğru orantılıdır, (ƒ Ν) ki burada Ν = rpm’dir.

Ayrıca, yukarıdaki basit tek bobin jeneratörümüzde sadece bir çift kutup veren bir kutup kuzey ve bir güney kutup olmak üzere iki kutup bulunur.Yukarıdaki jeneratöre daha fazla manyetik kutup eklersek, toplamda dört kutuplu, iki kuzey ve iki güneyli olacaksa, bobinin her devri için aynı devir hızı için iki döngü üretilecektir.

Bu nedenle frekans, jeneratörün manyetik kutup çiftleri sayısıyla (ƒ P) orantılıdır; burada P = “kutup çiftleri” sayısıdır.

f ∝ N ve f ∝ P

f = N x P saykıl/dakika

Hertz olarak frekans ;

Frekans (f) = ( N x P ) / 60 Hz’dir.

Nerede: N  rpm cinsinden dönme hızıdır.P, “kutup çifti” sayısıdır ve saniye cinsine dönüştürülerek kullanılır.

Anlık Gerilim

Herhangi bir anda bobinde indüklenen EMF, bobinin kutuplar arasındaki manyetik akı çizgilerini kesme hızına bağlıdır ve bu durum üreten cihazın dönme açısına, Theta’ya (θ) bağlıdır.

Bir AC dalga formu ,değerini veya genliğini sürekli değiştirdiği için, herhangi bir anda dalga formunun bir sonraki zamandan farklı bir değeri olacaktır.

Örneğin, 1ms’deki değer, 1.2ms’deki değerden farklı olacaktır.Bu değerler genel olarak Anlık Değerler veya Vi olarak bilinir.

Daha sonra dalga formunun anlık değeri ve ayrıca yönü, bobin pozisyonunun manyetik alandaki konumuna göre aşağıda gösterildiği gibi değişecektir.

Bir Bobinin Manyetik Alan İçinde Yer Değiştirmesi

Sinüzoidal bir dalga formunun anlık değerleri “Anlık değer = Maksimum değer x sin θ” olarak verilmiştir.

Formül =    Vi = Vmax x Sin θ

Vmax, bobinde indüklenen maksimum voltajdır ve θ = ωt, bobinin zamana göre dönme açısıdır.

Dalga formunun maksimum veya tepe değerini biliyorsak, dalga formunun üzerindeki çeşitli noktalardaki anlık değerlerin üzerindeki formülü kullanarak dalga formunu hesaplayabiliriz.

Her şeyi biraz daha basitleştirmek için, sinüzoidal dalga formunun anlık değerlerini her 45 derecelik bir dönüşte çizeceğiz.Ve yine, basit tutmak için 100V’luk bir maksimum voltajı, Vmax değeri olarak alacağız.

Anlık değerlerin daha kısa aralıklarla, örneğin her 30 derecede (12 nokta) veya 10 derecede (36 nokta) çizilmesi, daha doğru bir sinüzoidal dalga biçimi yapısına neden olur.

Sinüzoidal Dalga Formu Yapısı

Bobin Açısına göre  <-> e = Vmax.sinθ

0 <-> 0

45 <-> 70.71

90 <-> 100

135 <-> 70.71

180 <-> 0

225 <-> -70.71

270 <-> -100

315 <-> -70.71

360 <-> -0

Sinüzoidal dalga formunun grafiğinden, θ -> 0 derece, 180 derece veya 360 dereceye eşit olduğunda, bobin minimum akı çizgisi miktarını keserken, üretilen EMF’in sıfır olduğunu görebiliriz.Ancak θ değeri 90 derece ve 270 dereceye eşit olduğunda, üretilen EMF, maksimum akı miktarı kesildikçe maksimum değerindedir.Bu nedenle sinüzoidal bir dalga formu 90 derece de pozitif bir tepe değeri ve 270 derece de negatif bir tepe değeri içerir.

Diğer açı değerlerinde ise ,aşağıdaki formüle karşılık gelen bir EMF değeri üretilir  = >  e = Vmax.sinθ. Burada basit bir tek döngü jeneratörümüzün ürettiği dalga şekli, genel olarak sinüs biçiminde olduğu söylendiği için Sinüs Dalgası olarak adlandırılır. Bu dalga formuna sinüs dalgası denir çünkü matematikte kullanılan trigonometrik sinüs fonksiyonuna dayanır, (x (t) = Amax.sinθ) Elektrik/Elektronik mühendisliğinde Radyanı, dereceden ziyade yatay eksen boyunca açının açısal ölçümü olarak kullanmak daha yaygındır.

Örneğin, ω = 100 rad/s veya 500 rad/s.Radyan : Radyan, (rad), matematiksel olarak, dairenin çevresine bağlı olarak mesafenin, aynı dairenin yarıçapının (r) uzunluğuna eşit olduğu bir dairenin kadranı olarak tanımlanır. Bir dairenin çevresi 2πr’ye eşit olduğundan, bir dairenin 360 derece etrafı da  2π radyan olmalıdır.Başka bir deyişle, radyan bir açısal ölçüm birimidir ve bir radyanın (r) uzunluğu bir dairenin tüm çevresine 6.284 (2*π) kadar kat olacaktır. Böylece bir radyan 360 derece/2π = 57.3 derece olacaktır.

Radyanın Tanımı : Sinüzoidal bir dalga formu için ölçüm birimi olarak radyan kullanılması, bir 360 derece tam döngü için 2π radyan olacaktır. O zaman yarım sinüzoidal dalga formu 1π radyan veya sadece π (pi) olmalıdır.Daha sonra pi’nin (π) 3.142’ye eşit olduğunu bilerek, sinüzoidal bir dalga formu için derece ve radyanlar arasındaki ilişki şu şekilde olacaktır ;

Formül =>  2π radyan = 360 derece // 1 radyan = 57.3 derece

Derece ve Radyan Arasındaki İlişki

Radyan = (π / 180 derece) x derece

Derece = (180 derece / π) x radyan

Bu iki denklemi dalga formu boyunca çeşitli noktalara uygularsak ;

30 derece -> Radyan = (π/180 derece) x (30 derece) = π/6 radyan  90 derece -> Radyan = (π/180 derece) x (90 derece) = π/2 radyan 5 π/4 radyan -> Derece  = (180 derece/ π)x(5 π/4) = 225 derece  3 π/2 radyan –> Derece = (180 derece/ π) x (3 π/2) = 270 derece

Derece ve Radyan Arasındaki İlişki

Jeneratörün merkezi ekseni etrafında döndüğü hız, sinüzoidal dalga formunun frekansını belirler.Dalga formunun frekansı ƒ Hz veya saniye başına devir olarak verildiğinden, dalga formunun saniyede radyan olarak w kadar (Yunanca harf omega <-> w) açısal frekansı vardır.

Sinüzoidal Dalga Biçiminin Açısal Hızı 

w = 2 πf (radyan/dakika)

Örneğin ; Birleşik krallıkta ; w = 2πf = 2 π x 50 = 314.2 rad/saniye

ABD’de şebeke besleme frekansı 60Hz olduğundan, 377 rad/saniye olacaktır.

Dolayısıyla, jeneratörün merkezi ekseni etrafında döndüğü hızın sinüzoidal dalga biçiminin frekansını belirlediğini ve buna da açısal hızı olarak da adlandırılabileceğini biliyoruz. Fakat şimdiye kadar şunu da bilmeliyiz ki, bir tam devrimi tamamlamak için gereken zamanın sinüzoidal dalga formunun periyodik zamanına (T) eşit olduğunu bilmeliyiz.Frekans, zaman periyodu ile ters orantılı olduğundan, ƒ = 1 / T, bu nedenle yukarıdaki denklemdeki frekans miktarını eşdeğer periyodik zaman miktarının yerine koyabiliriz ve bunun yerine kullanmamız bize verir.

Formül => w = 2 π/T (radyan/saniye) Yukarıdaki denklem sinüzoidal dalga formunun daha küçük bir periyodik süresi için daha büyük olanın dalga formunun açısal hızı olması gerektiğini belirtir. Benzer şekilde, frekans miktarı için yukarıdaki denklemde, frekans ne kadar yüksek olursa, açısal hız da o kadar yüksek olur.

Sinüzoidal Dalga Formu Örnek1 :

Sinüzoidal bir dalga formu şöyle tanımlanır:

Vm = 169.8 sin (377t) volt.

Dalga biçiminin RMS voltajını, frekansını ve gerilimin anlık değerini (Vi), altı milisaniyelik (6ms) bir süre sonunda hesaplayalım.

Yukarıda da ifade ettiğimiz gibi , sinüzoidal bir dalga formu için verilen genel ifadenin:

Vt = Vm x sin (wt)

Daha sonra bunu Vm = 169.8 sin (377t) üzerindeki sinüzoidal bir dalga formu için verdiğimiz ifadeyle karşılaştırarak bize dalga formu için 169.8 volt tepe voltaj olan değeri verir.

Dalga formları RMS voltajı şu şekilde hesaplanır:

Vrms = 0,707 x maksimum tepe değeri

Vrms = 0,707 x 169.8 = 120 Volt

Açısal hız (ω) 377 rad/saniye olarak verilir.Ki bu durumda ->  2πƒ = 377 olacaktır.

Böylece dalga formunun frekansı şöyle hesaplanır:

Frekans (f) = 377 / 2 π = 60 Hz

6 mS’lik bir sürenin ardından anlık gerilim Vi değeri şöyle verilir:

Vi = Vm x sin(wt)

Vi = 169.8 x sin (377 x 0,006)

Vi = 169.8 x sin (2,262 radyan)

2,262 radyan x 57,3 derece = 129.6 derece

Vi = 169.8 x sin(129.6 derece) => 169.8 x 0,771

Vi = 130.8 volt tepe değeri

Burada anlık gerilim olarak,  T = 6mS zamanındaki açısal hızın radyan (rads) cinsinden verildiğine dikkat edin.

İstenildiğinde, bunu derece cinsinden eşdeğer bir açıya dönüştürebilir ve anlık voltaj değerini hesaplamak için bu değeri kullanabiliriz.

Bu nedenle anlık gerilim değerinin derece cinsinden açısı şöyledir:

Derece = (180 derece / π) x radyan

(180 derece / π) x 2,262 = 57.3 derece x 2.262 => 129.6 derece

SİNÜZOİDAL DALGA FORMLARI NEDİR SONUÇ : 

Bugün Sinüzoidal Dalga Formları Nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

AC Dalga Formu ve AC Devre Teorisi | Frekans , Periyot , RMS Değeri Nedir ?

AC DALGA FORMU VE AC DEVRE TEORİSİ NEDİR? 

AC Dalga formu ve AC devre teorisi nedir ? Frekans , periyot , rms ve ortalama değer nedir ? DC devre ve dalga formu nedir ? RMS ve ortalama değer nasıl bulunur ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız AC Dalga Formu ve AC Devre Teorisi Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

AC DALGA FORMU VE AC DEVRE TEORİSİ

Doğru akım ya DC ile ifade edilen yaygın olarak duyduğumuz şekliyle , bir elektrik devresi etrafında yalnızca tek yönde akan ve onu ‘Tek Yönlü <-> Uni-Directional’ kılan elektrik akımı ya da voltaj formuna verilen isimdir.

Genel olarak,  hem DC akımları hem de gerilimler güç kaynakları , piller , dinamolar ve güneş pilleri vb. tarafından üretilir.Bir DC voltajı veya akımı sabit bir büyüklüğe (genlik) ve bununla ilişkili bir yöne sahiptir.

Örnek olarak ; +12V pozitif yönde 12 volt ;  -5V ise negatif yönde bir 5V’u temsil eder.

Ayrıca DC güç kaynaklarının zamanla değerini değiştirmediğini ve sürekli olarak sabit bir durumda ve yönde akarak sabit bir değer aldıklarını biliyoruz.Yani DC  (Direct Current) her zaman aynı değerini korur ve sabit tek bir yönde DC beslemesi , bağlantıları fiziksel olarak ters çevrilmediği sürece asla değişmez veya negatif olmaz.

DC Devre ve Dalga Formu

AC Dalga Formu diğer bir ifadeyle ‘Çift Yönlü’ dalga biçimi haline getirme zamanına göre hem büyüklük hem de yön olarak eşit bir şekilde değişen bir işlev olarak tanımlanmaktadır.

Bir AC fonksiyonu bir güç kaynağını  veya genel olarak formülde de göreceğiniz şekilde matematiksel bir sinüzoidin formunu ifade eder.

A(t) = Amax * sin(2πft)

AC terimi veya Alternatif Akımın tam tanımı , genel olarak en yaygın olan ve Sinüsoidal Dalga Formu olarak bilinen bir Sinüsoid olarak adlandırılan zamanla değişen bir dalga biçimidir.

Sinüsoidal dalga formları daha genel olarak Sinüs dalgaları olarak adlandırılır.Sinüs dalgaları , elektrik mühendisliğinde de kullanılan en önemli AC dalga formlarından birisidir.

Gerilim veya akımın anlık ordinat değerlerinin zamana karşı çizilmesi ile elde edilen şekle de AC Dalga Formu denir.Bir AC dalga formu , evlerimizde kullandığımız yerel şebeke gerilim  beslemesinin ortak bir örneği olan ve sırası ile pozitif bir maksimum değer ile negatif bir maksimum değer arasında değişen her yarım çevrimde polaritesini sürekli değiştirmektedir.

Bu daha sonra AC Dalga Formunun , en yaygın olarak zamana bağlı sinyalin Periyodik Dalga Biçimi ile aynı olduğu ‘Zamana bağlı bir sinyal’  olduğu anlamına gelir.

Periyodik veya AC dalga formu , döner bir elektrik jeneratörünün ortaya çıkan sonucudur.Genel olarak, herhangi bir periyodik dalga formunun şekli , temel bir frekans kullanılarak üretilebilir ve onu değişen frekans ve genliklerin harmonik sinyalleri ile üst üste bindirilebilir.

Alternatif voltajlar ve akımlar , bataryalarda ya da hücrelerde DC akım gibi depolanamazlar ki gerektiğinde alternatörler veya dalga form jeneratörleri ile istenilen voltaj/akım değerlerini üretmek çok daha kolay ve ucuzdur.

Bir AC dalga formunun tipi ve şekli , bunları ortaya çıkaran jeneratöre ya da cihaza bağlıdır.Ancak , tüm AC dalga formları , dalga formunu iki simetrik yarıya bölen sıfır voltaj hattından oluşur.

Bir AC dalga formunun temel özellikleri şu şekilde tanımlanır.

AC Dalga Formu Özellikleri :

Periyot (T) : Dalga formunun baştan sona kendini tekrarlaması için geçen süredir ve bu süre saniye cinsindendir.Bu , sinus dalgaları için dalga formunun Periyodik Süresi veya kare dalgalar içinse Darbe Genişliği olarakta adlandırılabilir.

Frekans (f) : Dalga biçiminin  bir saniye içerisinde kendini tekrar etme sayısıdır.Frekans , zaman biriminin tersidir. (f = 1/T) Frekans birimi Hertz’dir (Hz)

Genlik (A): Volt veya amper olarak ölçülen sinyal dalga biçiminin büyüklüğü veya yoğunluğudur.

Genel olarak AC dalga formları için yatay taban çizgisi , gerilim veya akımın sıfır durumunu gösterir.AC dalga formunun yatay sıfır ekseninin üzerinde kalan herhangi bir kısmı , bir yönde akan bir voltaj veya akımı temsil eder.

Benzer şekilde , dalga biçiminin sıfır ekseninin altında kalan herhangi bir kısmı, başta ters yönde ilerleyen voltajı ya da akımı temsil eder.Genel olarak sinüzoidal AC dalga formları için , sıfır eksenin üzerindeki dalga formunun şekli , altındaki form ile aynıdır.

Ancak , ses dalga formlarını içeren birçoğu güç olmayan AC sinyalleri için bu her zaman böyle değildir.

Kullanılan en yaygın periyodik sinyal dalga biçimleri Sinüzoidal Dalga Biçimleridir.Bununla beraber alternatif bir AC dalga formu , her zaman trigonometrik sinüs ya da kosinüs fonksiyonunun etrafında düz bir şekilde olmayabilir.

Bir AC dalga formunun bütününe bakacak olursak pozitif olan yarısından negatif olan yarısına ve tekrar taban çizgisine kadar tamamlaması için geçen süre bir cycle <-> Döngü <-> saykıl olarak adlandırılır ve bir tam döngü hem pozitif hemde negatif bir yarım döngüden oluşur.

Dalga formunun bir tam çevrimi tamamlamak adına geçen süreye , dalga formunun Periyodik Süresi olarak adlandırılır ve sembolü de ‘T’ olarak tanımlanır.

Bir saniye içerisinde meydana gelen döngü sayısınada (saykıl/saniye) , alternatif dalga formunun sembolü olan ‘Frekans’ denir.Frekans , Alman fizikçi Heinrich Hertz’in adını taşıyan Hertz(Hz) cinsinden ölçülür.

Bu durumda da bu saykıllar , periyodik zaman ve frekans arasında bir ilişki olduğu çıkarımına varabiliriz.Bu sebeple de bir saniyede f döngü sayısı varsa , her bir döngünün tamamlanması 1/f saniye sürecektir.

Frekans ve Periyot arasındaki ilişki :

Frekans (f) = 1/T Hertz

Periyot(T) = 1/f saniye

AC Dalga Formu Örneği :

50 Hz dalga formunun periyotu nedir ve periyodik olarak 10 ms olan bir AC dalga formunun frekansı nedir ?

Periyot (T) = 1/f = 1/50 = 0.02 saniye ya da 20 ms

Frekans (f) = 1/T = 1/10×10^-3 = 100 Hz

 

ac dalgaformu ve ac devre teorisi frekans periyot rms ve ortalama değer

 

Frekans ‘cps’ olarak kısaltılmış olan saniyedeki saykıllara verilen isimdi ancak bugün ‘Hertz’ bizim hemen her yerde duyduğumuz ismidir.Bir yerel şebeke beslemesi için frekans , ülkelere bağlı olarak 50Hz ya da 60Hz olabilmektedir ve bu durum jeneratörün dönüş hızı ile sabitlenir.

Ancak bir hertz çok küçük bir ünite olup bu sebeple kHz , Mhz ve hatta GHz gibi yüksek frekanslarda dalga formunun büyüklüğünü göstermek adına khz , mhz , ghz gibi ekler kullanılır.

Frekans Ön Ekleri Tanımlamaları :

Kilo : Bin : kHz : 1 ms (periyot)

Mega : Milyon : Mhz : 1us (periyot)

Giga : Milyar : Ghz : 1ns (periyot)

Terra : Trilyon : Thz : 1ps (periyot)

AC Dalga Formunun Genliği :

Periyodik süreyi veya değişen miktarın sıklığını bilmenin yanısıra , AC dalga formunun bir diğer önemli parametresi Genliktir.Burada genlik daha iyi olacak şekilde Voltaj <-> Vmax veya Akım <-> Imax ile ifade edilen Maksimum ya da tepe değeri olarak bilinir.

Tepe değeri , sıfır taban çizgisinden ölçülen her yarım döngü sırasında dalga formunun ulaştığı voltaj veya akımın en büyük değeridir.Ohm kanunu kullanılarak ölçülebilen veya hesaplanabilen kararlı bir duruma sahip bir DC voltaj veya akımın tersine alternatif ölçü zaman içerisinde değerini sürekli olarak değiştirmektedir.

Saf sinüzoidal dalga formları için bu tepe değeri her iki yarım döngü için de aynı olacaktır.(+ Vm = -Vm)

Ancak burada sinüzoidal olmayan veya kompleks dalga formları için maksimum tepe değeri her yarım döngü için çok farklı olabilir.Bazense değişken dalga biçimlerinde tepe nok <-> tepe nok , Vp <->p değeri verilir ve bu sadece bir tam döngü boyunca maksimum tepe değeri , +Vmax ve minimum tepe değeri –Vmax arasındaki gerilimdeki mesafe yada toplamdır.

Bir AC Dalga Formunun Ortalama Değeri :

Sürekli bir DC voltajının ortalama değeri , bir DC voltajı sabit olduğu için daima maksimum tepe değerine eşit olacaktır.Bu ortalama değer ancak DC geriliminin görev saykılı değişirse değişecektir.Bir sinüs dalgasında , ortalama değer bir tam devir boyunca hesaplanırsa , pozitif ve negatif yarım döngüler birbirini iptal edeceğinden , ortalama bir değere yani sıfıra eşit olacaktır.

Dolayısı ile bir AC dalga formunun ortalama değeri yalnızca yarım döngü boyunca hesaplanır.

Dalga formunun ortalama değerini bulmak adına dalga ortasındaki alanı , orta ordinat kuralı , yamuk kuralı veya matematikte yaygın olarak bulunan Simpson kuralı kullanılarak hesaplamamız gerekir.

Herhangi bir düzensiz dalga formunun altındaki yaklaşık alan ,sadece ordinat kural kullanılarak kolayca bulunabilir.

AC Dalga Formunun Ortalama Değeri :

Vortalama = (V1+V2+V3+V4+…..+Vn) / n

Burada n , kullanılan orta koordinatların sayısına eşittir.

Saf bir sinüzoidal dalga formu için bu ortalama değer her zaman 0.637 * Vmax’a eşit olacaktır ve bu ilişki akımın ortalama değeri için de geçerlidir.

Bir AC dalga formunun RMS değeri :

0.637 * Vmax değeri , DC bir besleme için kullanacağımız değer değildir.Bunun sebebi ise sabir bir değerde olan DC kaynağın aksine , bir AC dalga formunun zaman içerisinde sürekli değişmesi ve sabit bir değeri olmamasıdır.

Bu nedenle , bir DC eşdeğer devresi ile bir yüke aynı miktarda elektrik gücü sağlayan alternatif bir akım sistemi için eşdeğer değere ‘etkin değer’ denir.

Sinüs dalgasının efektif değeri , aynı yükün sabit bir DC kaynağı tarafından beslenip beslenmediğini görmeyi beklediğimizden , bir yükte I^2 * R ısıtma etkisi üretir.

Sinüs dalgasının efektif değeri daha çok kök ortalama karesi ya da basitçe RMS değeri olarak bilinir.Çünkü gerilim yada akım karesinin ortalamasının karekökü olarak hesaplanır.

Vrms veya Irms sinüs dalgasının tüm kare orta ordinat değerlerinin toplamının karekökü olarak verilir.

Herhangi bir AC dalga formu için RMS değeri , şu şekilde bulunabilir.

Vrms = (√ V12 + V22 + V32 +…..+ Vn2 )/ (√n)

Burada ; n orta koordinatların sayısına eşittir.

Saf bir sinüzoidal dalga formu için RMS değer -> (1/√2) * Vmax = 0,707 * Vmax olacaktır.

Sinüzoidal bir dalga formu için RMS değeri , bir dikdörtgen dalga formu dışında her zaman ortalama değerden daha yüksektir.

Bu durumda ısıtma etkisi sabit kalır ki böylece RMS değer aynı olacaktır.

Çoğu multimetre , aksi bir durum belirtilmedikçe dijital ya da analog olabilir.Bu nedenle doğru akım sisteminde bir multimetre kullanıldığında , I = V/R’ye eşit olacaktır.Alternatif bir akım sistemi içinse okuma Irms = Vrms/R’ye eşit olacaktır.

Ayrıca ortalama güç hesapları dışında , RMS veya tepe voltaj değerlerini hesaplarken , yalnızca Irms değerlerini bulmak adına Vrms’i veya tepe akımını , Ip değerlerini , tepe voltajını bulmak için Vp’yi kullanmalıyız.

Form ve Crest Faktörü :

Bugünlerde çok az kullanılmasına rağmen , AC dalga formunun gerçek şekli hakkında bilgi vermek adına hem form faktörü hem de crest faktörü kullanılabilir.Form faktörü ortalama değer ile RMS değeri arasındaki orandır.

Form Faktörü : RMS değeri / Ortalama değer = (0,707 x Vmax) / (0,637x Vmax)

Saf bir sinüzoidal dalga formu için form faktörü her zaman 1,11’e eşit olacaktır.Crest faktörü ise RMS değer ve dalga biçiminin tepe değeri olarak verilir.

Crest Faktörü : Tepe değeri / RMS değeri = Vmax / (0,707 x Vmax)

Saf bir sinüzoidal dalga formu için crest faktörü her zaman 1,414 olmalıdır.

AC Dalga Formu Örneği 2 :

6 amperlik bir sinüzoidal alternatif akım , 40Ω’luk bir direnç boyunca akmaktadır.Kaynağın ortalama gerilimini ve tepe gerilimini hesaplayın.

RMS Değeri :

Vrms = I x R = 6 x 40 = 240 V

Ortalam değer :

Form faktör = Vrms / Vortalama

Vortalama = Vrms / Form faktör = 240 / 1,11 = 216.2 Volt

Tepe değeri = RMS x 1,414 = 240 x 1,414 = 339.4 Volt

AC DALGA FORMU VE AC DEVRE TEORİSİ NEDİR SONUÇ : 

Bugün AC Dalga Formu ve AC Devre Teorisi Nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.Elektrik – Elektronik ile ilgili derslerimize devam ediyoruz.

İyi Çalışmalar

RMS ve RMS Değeri Nedir ?

RMS & RMS DEĞERİ NEDİR ?

RMS nedir ? RMS değeri nedir ? RMS değeri nasıl bulunur ? RMS değeri nerelerde ve nasıl kullanılır ? Bugün RMS & RMS Değeri Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

RMS & RMS DEĞERİ 

RMS değeri, kare fonksiyonunun ortalama değerinin karekökü veya anlık değerlerdir. Bir RMS değerini tanımlamak için kullanılan semboller Vrms veya Irms’dir.

RMS terimi, zamanla değişen sinüzoidal voltajları, akımları veya karmaşık dalga formlarını ifade eder, zaman içindeki dalga formunun büyüklüğüdür ve DC devre analizinde kullanılmaz veya hesaplamanın büyüklüğü her zaman sabittir.

Eşdeğer bir DC devresi ile verilen bir yüke aynı elektrik gücünü sağlayan eşdeğer RMS voltaj değerini veya alternatif sinüzoidal dalga şeklini karşılaştırmak için kullanıldığında, RMS değeri “etkin değer” olarak adlandırılır ve genellikle: Veff veya Ieff’tir.

Başka bir deyişle, etkili değer, zamana göre değişen bir sinüzoidal dalga biçiminin, aynı gücü üretme kabiliyeti açısından ne kadar volt veya amper veya DC olduğunu söyleyen eşdeğer bir DC değeridir.

rms ve rms değeri nedir ?

Örneğin, İngiltere’deki yerel şebeke arzı 240Vac’dir.Bu değerin “240 Volt RMS” etkin bir değeri gösterdiği varsayılmaktadır.Bunun anlamı, bir İngiliz evinin duvar prizlerinden gelen sinüzoidal rms voltajının, aşağıda gösterildiği gibi 240 volt veya sabit DC voltajla aynı ortalama pozitif gücü üretebildiği anlamına gelir.

Öyleyse RMS Gerilimini veya sinüzoidal bir dalga biçimini nasıl hesapladık.RMS voltajı veya sinüzoidal veya kompleks dalga formu iki temel yöntemle belirlenebilir.

Grafiksel Yöntem – herhangi bir sinüzoidal olmayan değişken dalga formunun RMS değerini, dalga formunun üzerine birkaç orta koordinat çizerek bulmak için kullanılabilir.

Analitik Yöntem – etkili veya RMS değerini veya hesap kullanarak herhangi bir periyodik voltaj veya akımı bulmak için matematiksel bir prosedürdür.

RMS Gerilim Grafik Yöntemi Hesaplama metodu hem yarım hem de bir AC dalga formu için aynı olsa da, bu örnekte sadece pozitif yarı döngüyü dikkate alacağız. Bir dalga formunun etkin veya rms değeri, dalga formu boyunca eşit aralıklı anlık değerler alarak makul bir hassasiyetle bulunabilir.Dalga formunun pozitif yarısı, herhangi bir sayıda “n” eşit parçaya veya orta koordinatlara bölünür ve dalga formu boyunca ne kadar çok orta koordinat çizilirse, kesin sonuç o kadar doğru olur.

Bu nedenle, her orta ordinatın genişliği derece olmayacak ve her orta ordinatın yüksekliği o sırada x-ekseni veya dalga formu boyunca dalga formunun anlık değerine eşit olacaktır.

Bir dalga formunun her bir orta koordinat değeri (bu durumda voltaj dalga formu) kendisi ile çarpılır (kare) ve diğerine eklenir.Bu yöntem bize RMS gerilimi ifadesinin “kare” veya Kare kısmını verir.

Daha sonra bu kare değer, bize RMS gerilim ifadesinin Ortalama kısmını vermek için kullanılan orta koordinatların sayısına bölünür ve yukarıdaki basit örnekte kullanılan orta koordinatların sayısı on ikidir (12).Son olarak, önceki sonucun karekökünün bize RMS voltajının Kök kısmını verdiği bulunmuştur.

Daha sonra, bir rms gerilimini (VRMS) tanımlamak için kullanılan terimi “gerilim dalga biçiminin orta koordinatlarının karelerinin ortalamasının karekökü” olarak tanımlayabiliriz.

Alternatif bir voltajın bir tepe voltajına (Vpk) veya 20 volta sahip olduğunu varsayalım ve 10 orta koordinat değerinin alınmasının, bir yarı döngüde aşağıdaki gibi değiştiği bulunmuştur:

RMS Gerilim Analitik Yöntemi Yukarıdaki grafik yöntem, doğada simetrik veya sinüzoidal olmayan efektif veya RMS voltajını veya alternatif dalga formunu bulmak için çok iyi bir yoldur.Başka bir deyişle, dalga şekli, buna veya karmaşık bir dalga biçimine benzer. Bununla birlikte, saf sinüzoidal dalga formlarıyla uğraşırken, RMS değerini bulmak için analitik veya matematiksel bir yol kullanarak hayatı kendimiz için biraz daha kolaylaştırabiliriz.

Periyodik bir sinüzoidal voltaj sabittir ve V periyodu ile V (t) = Vmax * cos (ωt) olarak tanımlanabilir.Daha sonra sinüzoidal voltajın kök-kare-kare (rms) değerini hesaplayabiliriz (V (t)). )

eksen: kök ortalama kare gerilimi   0’dan 360o veya “T” ‘ye kadar olan limit görevleriyle entegre olarak, dönem şunları verir: rms voltaj entegrasyonu

Burada: Vm, dalga formunun tepe veya maksimum değeridir.Daha fazla ω = 2π / T olarak bölünerek, yukarıdaki karmaşık denklem nihayetinde azalır:

Daha sonra, RMS voltajı (VRMS) veya sinüzoidal bir dalga formu, tepe voltaj değeri 0,7071 ile çarpılarak belirlenir, ki bu, iki (1 /2) karekök ile bölünmüş olanla aynıdır.

Etkin değer olarak da adlandırılabilen RMS gerilimi, dalga biçiminin büyüklüğüne bağlıdır ve bir işlev değildir ya da dalga biçimi frekansını ya da faz açısını değildir.

Tepe veya maksimum değerin 0,7071 sabiti ile çarpılmasının, sadece sinüzoidal dalga formlarına uygulandığına dikkat edin.Sinüzoidal olmayan dalga formları için grafiksel yöntem kullanılmalıdır.

Ancak, sinüzoidin zirve veya maksimum değerini kullanmanın yanı sıra, gösterilen zirve-tepe (VP-P) değerini veya ortalama (Vavg) değerini, gösterilen şekilde sinüzoit eşdeğer kök ortalama kare değerini bulmak için de kullanabiliriz.

Alternatif voltajlarla (veya akımlarla) çalışırken, bir voltaj veya sinyal büyüklüğünü nasıl temsil ettiğimiz sorunu ile karşı karşıyayız.

Kolay bir yol, dalga formu için tepe değerlerini kullanmaktır.Yaygın olarak kullanılan başka bir yöntem de, ortalama Kök Kareler İfadesi veya basitçe RMS değeri ile bilinen efektif değeri kullanmaktır.Kök ortalama karesi, bir sinüzoidin RMS değeri, tüm anlık değerlerin ortalaması ile aynı değildir.

RMS gerilim değerinin maksimum gerilim değerine oranı, akımın RMS değerinin maksimum akım değerine oranıyla aynıdır.Voltmetreler veya ampermetreler gibi çoğu çoklu metre, saf bir sinüzoidal dalga biçimi varsayılarak RMS değerini ölçer.

Sinüzoidal olmayan dalga formunun RMS değerini bulmak için bir “Gerçek RMS Multimetre” gereklidir. Sinüzoidal bir dalga formunun RMS değeri, aynı değerdeki bir DC akımı ile aynı ısıtma etkisini verir.

Eğer doğru akım varsa, R ohm’luk bir dirençten geçersem, rezistör tarafından tüketilen DC gücü bu nedenle ısı I2R watt olacaktır. Ardından alternatif bir akım, i = Imax * sinθ aynı dirençten akarsa, ısıya dönüştürülen AC gücü şöyle olacaktır: I^2 rms * R watt. Ardından alternatif voltaj ve akımlarla uğraşırken, aksi belirtilmediği sürece RMS değerleri olarak değerlendirilmelidir.

Bu nedenle, 10 amperlik bir alternatif akım, 10 amperlik bir direkt akım ve maksimum 14.14 amperlik bir değerle aynı ısıtma etkisine sahip olacaktır.

RMS & RMS DEĞERİ NEDİR SONUÇ : 

Bugün RMS & RMS Değeri nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

Diyot Soru Cevap

DİYOT SORULAR VE CEVAPLARI NEDİR ? 

Diyot nedir ? Diyotlarda ileri ve geri bias nedir ? Diyot PN bağlantısı nedir ? İdeal diyot , ters doygunluk akımı nedir ?  Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Diyot Sorular ve Cevapları Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

DİYOT SORU CEVAP

Diyotlarda PN bağlantısı nedir ?

Bir p-n bağlantı oluşturacak şekilde birlikte kaplanmış p-tipi ve n-tipi yarı iletken parçaların katmanları arasındaki temas yüzeyine p-n birleşimi/bağlantısı adı verilir.

Yarı iletken cihazların üretiminde silikon neden germanyum yerine tercih edilir?

Silisyum yarı iletken cihazları, genel olarak, genel PIV ve akım derecelerine ve germanyum yarı iletken cihazlara göre daha geniş bir sıcaklık aralığına sahiptir, bu yüzden yarı iletken cihazların imalatında silikonun germanyum üzerinde tercih edilmesinin nedeni budur.

Ok yönü, bir p-n bağlantısının şematik sembolünde neyi temsil etmektedir ?

Bir p-n bağlantısının şematik sembolündeki ok başı/yönü, diyot ileri doğru bastırıldığında akım akışının yönünü belirtir.

Bir p-n birleşiminde ki mevcut iki farklı bozulma nedir ?

Çığ ve zener bozulumları.

Arıza mekanizmasını bir p-n birleşimli diyot için ters bias koşul altında nasıl adlandırırız ?

Çığ dökümü.

Arıza mekanizmasını ters eğimli koşullar altında bir p-n birleşimli diyot için nasıl adlandırırız ?

Zener dağılımı.

İdeal diyotun ne olduğunu açıklayınız ? 

İdeal bir diyot, ileriye dönük olduğunda sıfır direnci olan ve tersine dönük olduğunda sonsuz direnci olan, iki kutuplu ve  kutuplara duyarlı bir cihazdır.

Ters doygunluk akımı nedir ?

Bir diyodun ters akımı azınlık taşıyıcılarından kaynaklanır ve diyotun ters yönlü olması durumunda ortaya çıkar. Tüm azınlık taşıyıcılarını bağlantı boyunca yönlendirmek için yalnızca çok küçük bir voltaj gerekir ve tüm azınlık taşıyıcıları akarken, bias voltajındaki daha fazla artış akımda artışa neden olmaz.Bu akıma ters doygunluk akımı denir

Bir diyotun ters doygunluk akımı ters bias gerilimden bağımsız mıdır ?

Evet.

10. Germanyum neden silikondan daha fazla sıcaklığa bağımlıdır ?

 Çünkü bir germanyum diyot durumunda rezerv doygunluk akımı yaklaşık 1.000 kat daha büyüktür.

 11. Sıcaklığın, bir diyotun ters doyma akımı üzerindeki etkisinin ne olduğunu açıklayın.

 Ters doygunluk akımı, teorik olarak, silikon için oC başına% 8 ve germanyum için oC başına% 11 artar. Ancak deneysel verilerden, ters satürasyon akımının hem silikon hem de germanyum için oC başına% 7 arttığı bulundu. Bunun nedeni, ters doyma akımının yüzeysel kaçak akım bileşeninin sıcaklıktan bağımsız olmasıdır. (1.07) 10 = 2.0 (yaklaşık) olduğundan, ters doygunluk akımı sıcaklıktaki her 10oC’lik artış için yaklaşık iki katına çıkar.

 12. Diyotun statik direncinin ne olduğunu açıklayın.

 Bir diyotun statik veya dc direnci, onun tarafından doğrudan akıma sağlanan dirençtir. İlgili noktada diyot voltajı ve akım oranı olarak tanımlanır ve V-I karakteristik eğrinin şekline duyarlı değildir. Diyot akımı veya voltajındaki artışla azalır. 13. Bir p-n birleşimli diyodun ileri bias koşulunda dinamik direncini tanımlayın. Bir p-n kavşak diyodunun değişen ileri akıma direnci, dinamik direnç olarak tanımlanır. AC veya dinamik direnç, r = (İleri gerilimde küçük değişiklik) / (İleri akımda küçük değişiklik)

DİYOT SORU VE CEVAPLARI NEDİR SONUÇ : 

Bugün Diyot Soru ve Cevapları Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

Koruyucu ve Solid-State Röle Nedir ?

KORUYUCU VE SOLID-STATE RÖLE NEDİR ? 

Koruyucu röle nedir ? Solid state röle nedir ? Solid-state röleler ve koruyucu röleler nerelerde ve nasıl kullanılırlar ? Bu rölelerin kullanım amacı nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Koruyucu ve Solid-State Röle Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

KORUYUCU VE SOLID-STATE RÖLE

Koruyucu Röleler

Özel bir röle, anormal bir durumun meydana gelmesi durumunda bir devre kesicinin tetiklenmesi amacıyla bir jeneratör kaynağından veya bir yükten akım, voltaj, frekans veya diğer herhangi bir elektrik gücü ölçümünü izleyen bir röle tipidir.Bu röleler elektrik güç endüstrisinde koruyucu röleler olarak adlandırılmaktadır.

Büyük miktarda elektrik gücünü açıp kapamak için kullanılan devre kesiciler aslında kendileri de elektromekanik rölelerdir.Bu tip kırıcıların içinde iki elektromanyetik bobin vardır: biri kesici kontakları kapatmak ve bir tanesi açmak için.

“Açma” bobini, bir veya daha fazla koruyucu röleyle ve ayrıca 125 Volt DC gücü değiştirmek için bağlanan el anahtarları ile enerjilendirilebilir. DC güç kullanılır çünkü bir tam (AC) elektrik kesintisi durumunda bir batarya alanının kesici kontrol devrelerine kapatma/açma gücü sağlamasına izin verir.

Koruyucu röleler, büyük bir devre kesici, trafo, jeneratör veya diğer cihazlardan çıkan akım taşıyan iletkenleri çevreleyen akım trafoları (CT) aracılığıyla büyük AC akımlarını izleyebilir. Akım trafoları, koruma rölesine güç sağlamak için, izlenen akımı 0 ila 5 amperlik AC (ikincil) çıkışa indirir.Akım rölesi, iç mekanizmasına güç sağlamak için bu 0-5 amp sinyalini kullanır ve izlenen akım aşırı hale gelirse kesicinin açma bobinine 125 Volt DC gücü değiştirmek için bir kontağı kapatır.

Benzer şekilde, (koruyucu) voltaj röleleri, voltajı ya da izlenen voltajı tipik olarak 0 ila 120 Volt AC sekonder bir aralığa düşüren gerilim, ya da potansiyel transformatörler (PT’ler) aracılığıyla yüksek AC voltajlarını izleyebilir. Gibi (koruyucu) akım röleleri, bu voltaj sinyali rölenin iç mekanizmasını güçlendirir, kesicinin açma bobinine 125 Volt DC gücü geçmek için bir kontağı kapatır, izlenen voltaj aşırı olur.

Bazıları oldukça uzmanlaşmış fonksiyonlara sahip birçok tipte koruma rölesi vardır.Tüm monitör voltajını veya akımını izlemek mümkün olmayabilir.Bununla birlikte, bunların hepsi, bir kesici açma bobini, yakın bobin veya operatör alarm paneline giden gücü kesmek için kullanılabilen bir kontak kapatma sinyalinin çıkışının ortak özelliğini paylaşırlar.Çoğu koruyucu röle işlevleri bir ANSI standart numara koduna kategorize edilmiştir.

İşte bu kod listesinden birkaç örnek:

ANSI koruyucu röle atama numaraları

12 = Aşırı Hız

24 = Aşırı Uyarım

25 = Eşik Kontrol

27 = Yol/Hat Düşük Voltaj

32 = Ters Güç (Anti-Motor)

38 = Stator Aşırı Sıcaklık (RTD)

39 = Rulman Titreşimi

40 = Uyarma Kaybı

46 = Negatif Sıfır Akım (Faz Akım Dengesizliği)

47 = Negatif sıra düşük gerilim (faz voltajı dengesizliği)

49 = Yatak aşırı yükü (RTD)

50 = Ani aşırı akım

51 = Zaman aşırı akım

51V = Zaman aşırı akım – voltaj sınırlanmış

55 = Güç faktörü

59 = Veri yolu aşırı voltajı

60FL = Gerilim trafosu sigorta arızası

67 = Faz / Toprak yönlü akım

79 = Otomatik

81 = Bus aşırı / düşük frekans

Gözden geçirecek olursak  ;

Büyük elektrik devre kesiciler, aşırı akım koşullarında otomatik olarak açma (açma) için gerekli mekanizmaları kendi içinde bulundurmazlar. Harici cihazlarla birlikte çalışmaları gerekmektedir.

Koruyucu röleler, belirli koşullar altında büyük elektrik devre kesicilerin harekete geçirme bobinlerini otomatik olarak tetikleyecek şekilde yapılmış cihazlardır.

SSR (Solid-State Relays)

Elektromekanik röleler kadar çok yönlü olduğu için, birçok kısıtlamaya maruz kalırlar. Modern yarı iletken cihazlara göre inşa etmek, sınırlı bir kontak çevrimi ömrüne sahip olmak, çok fazla yer kaplamak ve yavaş geçiş yapmak pahalı olabilir.Bu sınırlamalar özellikle büyük güç kontaktör röleleri için geçerlidir. Bu sınırlamalara cevap vermek için, birçok röle üreticisi, kontrollü gücü değiştirmek için mekanik kontaklar yerine bir SCR, Triak veya transistör çıkışı kullanan “katı hal” röleleri sunar.

Çıkış cihazı (SCR, TRIAC veya transistör), rölenin içindeki bir LED ışık kaynağına optik olarak bağlıdır. Röle, genellikle düşük voltajlı DC gücü ile bu LED’e enerji verilir.Girişten çıkışa kadar olan bu optik izolasyon, elektromekanik rölelerin sunabileceği en iyi rakiplere rakiptir.

Katı hal aygıtları denildiğinde, yıpranacak hiçbir hareketli parça yoktur ve herhangi bir mekanik röle armatürünün hareket edebileceğinden çok daha hızlı açılıp kapanabilirler.Temaslar arasında kıvılcım oluşmaz ve temas korozyonuyla ilgili bir problem yoktur. Bununla birlikte, katı hal röleleri hala çok yüksek akım değerlerinde inşa etmek için çok pahalıdır ve bu nedenle elektromekanik kontaktörler bu sektördeki uygulamalara hâkim olmaya devam etmektedir.

Bir elektromekanik cihaz üzerindeki bir katı hal SCR veya Triak rölesinin önemli bir avantajı, AC devresini sadece sıfır yük akımı noktasında açma yönündeki doğal eğilimidir.SCR’ler ve Triak’lar tiristörler olduğundan, doğal histerezi, AC akımı bir eşik değerinin (tutma akımı) altına düşene kadar LED enerjisiz hale getirildikten sonra devre devamlılığını korur.

Pratik anlamda, bunun anlamı, devrenin sinüs dalgası zirvesinin ortasında hiçbir zaman kesintiye uğramamasıdır. Önemli endüktans içeren bir devrede bu tür zamansız kesintiler normal olarak endüktans etrafında ani manyetik alan çökmesi nedeniyle büyük voltaj dikenleri üretecektir.Bu bir SCR veya Triak tarafından kırılmış bir devrede olmayacaktır.Bu özellik sıfır geçişli geçiş olarak adlandırılır.

Katı hal rölelerinin bir dezavantajı, çıkışlarında “kısa devre” yapmama eğilimindeyken, elektromekanik röle kontakları “açık” başarısız olma eğilimindedir.Her iki durumda da, bir rölenin diğer modda başarısız olması mümkündür, ancak bunlar; en yaygın hatalardır.“Başarısız-açık” bir durum genellikle “başarısız-kapalı” durumdan daha güvenli olduğu için, birçok uygulamada katı-hal karşıtları üzerinde elektromekanik röleler tercih edilmektedir.

KORUYUCU VE SOLID-STATE RÖLE NEDİR SONUÇ : 

Bugün Koruyucu ve Solid-State Röle nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

Zaman Gecikmeli Röle Nedir ?

ZAMAN GECİKMELİ RÖLE NEDİR ?

Zaman gecikmeli röle nedir ? Zaman gecikmeli röle nerelerde kullanılır ? Zaman gecikmeli rölenin çalışma prensibi ve kullanımı nasıldır ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Zaman Gecikmeli Röle Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

ZAMAN GECİKMELİ RÖLE

Bazı röleler, bobinin enerjilenmesi veya enerjisiz hale getirilmesi durumunda ani ve tam hareketleri önleyen armatürün bir tür “amortisör” mekanizması ile inşa edilir.Bu ekleme, röleyi zaman geciktirme harekete geçirme özelliğine verir.Bobin enerjilendirmesi, enerji kesintisi veya her ikisi için armatür hareketini geciktirmek için zaman geciktirme röleleri oluşturulabilir.

Zaman gecikmeli röle kontakları sadece normalde açık veya normalde kapalı olarak değil, gecikmenin kapanma yönünde veya açılma yönünde çalışıp çalışmadığı da belirtilmelidir. Aşağıdaki dört temel zaman geciktirme röle kontak tipinin bir açıklaması yapılmaktadır.

Normalde Açık, Zamanlı Kapalı İletişim

İlk olarak, normalde açık, zamanlı kapalı (NOTC) irtibatımız var.Bu tip kontaklar, bobin güçsüz olduğunda normal olarak açıktır (enerjisiz). Kontak, röle bobinine güç uygulanmasıyla kapatılır, ancak bobin sadece belirtilen süre boyunca sürekli olarak çalıştırıldıktan sonra kapanır.Başka bir deyişle, kişinin hareketinin yönü (kapanmak veya açmak için) düzenli bir NO kontağı ile aynıdır, fakat kapanma yönünde bir gecikme vardır.Gecikme, bobin enerjilendirme yönünde gerçekleştiği için, bu temas tipi alternatif olarak normalde açık, gecikme olarak bilinir:

Normalde Açık, Zamanlı Açık İletişim

Daha sonra, normalde açık, açık-açılmış (NOTO) kontağa sahibiz.NOTC kontağı gibi, bobin güçsüz olduğunda (enerjisiz) ve röle bobinine güç uygulanmasıyla kapatıldığında bu tip kontak normal olarak açıktır. Bununla birlikte, NOTC kontağının aksine, zamanlama eylemi, enerji verilmesinden ziyade bobinin enerjisiz kalması üzerine gerçekleşir. Gecikme, bobin enerjisizleştirme yönünde gerçekleştiği için, bu temas tipi alternatif olarak normalde açık, gecikmeli olarak bilinir:

Normalde Kapalı, Zamanlı Açık İletişim

Daha sonra, normalde kapalı, açık-kapalı (NCTO) kontağa sahibiz. Bu tür temas normalde bobin güçsüz olduğunda kapatılır (enerjisiz). Kontak, röle bobinine güç uygulanmasıyla açılır, ancak bobin belirli bir süre boyunca sürekli olarak güçlendirildikten sonra açılır.Başka bir deyişle, kişinin hareketinin yönü (kapanmak veya açmak için), normal bir NC kontağı ile aynıdır, ancak açılış yönünde bir gecikme vardır. Gecikme, bobin enerjilendirme yönünde gerçekleştiği için, bu temas tipi alternatif olarak normalde kapalı, gecikmeli olarak bilinir:

Normalde Kapalı, Zamanlı Kapalı İletişim

Son olarak, normalde kapalı, zamanlı kapalı (NCTC) kontağa sahibiz. NCTO kontağı gibi, bu tür kontaklar normalde bobin güçsüz olduğunda (enerjisiz) ve röle bobinine güç uygulamasıyla açıldığında kapanır. Bununla birlikte, NCTO temasından farklı olarak, zamanlama eylemi, enerji verilmesinden ziyade bobinin enerjisiz kalması üzerine gerçekleşir.Gecikme, bobin enerjisizleştirme yönünde gerçekleştiği için, bu temas tipi alternatif olarak normalde kapalı, gecikmeli olarak bilinir:

Endüstriyel Kontrol Mantığı Devrelerinde Zaman Gecikmeli Rölelerin Kullanımları

Zaman gecikmeli röle, endüstriyel kontrol mantık devrelerinde kullanım için çok önemlidir. Kullanımlarının bazı örnekleri şunları içerir:

Yanıp sönen ışık kontrolü (zaman açık, kapalı): Bir zamanlayıcı gecikme röleleri, bir lambaya aralıklı güç göndermek için kontakların sabit frekanslı açık/kapalı bir şekilde yanmasını sağlamak üzere birbiriyle bağlantılı olarak kullanılır.

Motor otomatik başlatma kontrolü: Acil durum jeneratörlerine güç sağlamak için kullanılan motorlar, genellikle ana elektrik gücünün arızalanması durumunda otomatik başlatma sağlayan “otomatik başlatma” kontrolleri ile donatılmıştır. Büyük bir motoru düzgün bir şekilde çalıştırmak için, öncelikle bazı yardımcı cihazlar çalıştırılmalı ve motorun marş motoruna enerji verilmeden önce dengelenmesi (yakıt pompaları, ön yağlama yağı pompaları) için kısa bir süre tanınmalıdır. Zaman geciktirme röleleri, motorun düzgün çalışması için bu olayları sıralamaya yardımcı olur.

Fırın emniyeti boşaltma kontrolü: Bir yanma tipi fırının güvenli bir şekilde yakılmasından önce, hava fanı, potansiyel olarak yanıcı veya patlayıcı buharların fırın bölmesini “temizlemek” için belirli bir süre boyunca çalıştırılmalıdır. Bir zaman geciktirme rölesi, bu gerekli zaman elemanı ile fırın kontrol mantığını sağlar.

Motor yumuşak başlangıç ​​gecikme kontrolü: Büyük elektrik motorlarını, durma noktasından tam güçle değiştirerek, “daha ​​yumuşak” bir başlatma ve daha az ani akım için daha düşük voltaj değiştirilebilir.Öngörülen bir zaman gecikmesinden sonra (bir zaman geciktirme rölesi tarafından sağlanır), tam güç uygulanır.

Konveyör kayışı sekansı gecikmesi:Malzemeyi taşımak için çok sayıda konveyör bandı düzenlendiğinde, konveyör bantları ters sırayla (sonuncu ilk ve sonuncu sonuncu) başlatılmalıdır, böylece malzeme durmuş veya yavaş hareketli konveyör. Büyük bantların tam hıza ulaşabilmesi için bir süre gerekebilir (özellikle yumuşak başlangıç ​​motor kontrolleri kullanılıyorsa). Bu nedenle, genellikle, her konveyör üzerinde, bir sonraki konveyör bandı beslenmeden önce, tam kayış hızına ulaşmak için yeterli zaman vermek üzere düzenlenen bir zaman geciktirme devresi vardır.

zaman gecikmeli röle nedir

Gelişmiş Zamanlayıcı Özellikleri

Daha eski, mekanik zaman geciktirme röleleri, armatürün hareketini geciktirmek için gerekli olan “şok emiciliğini” sağlamak için pnömatik klapeler veya sıvı dolu piston / silindir düzenlemeleri kullanmıştır. Zaman geciktirme rölelerinin daha yeni tasarımları, zaman gecikmesi oluşturmak için elektronik devreleri dirençli kondansatör (RC) ağları ile kullanır, daha sonra elektronik devrenin çıkışıyla normal (anlık) bir elektromekanik röle bobinine enerji verir.Elektronik zaman röleleri, eski, mekanik modellerden daha çok yönlüdür ve arızaya daha az eğilimlidir. Birçok model, “one-shot” (girişin enerjilenmesinden enerjilenmiş girişe her geçişi için bir ölçülen çıkış darbesi), “geri dönüşüm” gibi gelişmiş zamanlayıcı özellikleri sunar (giriş bağlantısı olduğu sürece tekrarlanan açma / kapama çıkış döngüleri) Enerji verildi) ve “watchdog” (giriş sinyali tekrar tekrar devreye girip gitmediğinde değişir).

“Watchdog” Zaman Rölesi

“Watchdog” zamanlayıcısı özellikle bilgisayar sistemlerinin izlenmesi için kullanışlıdır. Bir bilgisayar kritik bir işlemi kontrol etmek için kullanılıyorsa, genellikle bilgisayarın “kilitlenmesini” (herhangi bir sebepten dolayı program yürütmesinin anormal şekilde durdurulması) algılamak için otomatik bir alarm olması önerilir. Böyle bir izleme sistemi kurmanın kolay bir yolu, bilgisayarın bir zamanlayıcı zaman rölesi bobini (“geri dönüşüm” zamanlayıcısının çıkışına benzer şekilde) düzenli olarak enerjilendirilmesini ve enerjisiz hale getirilmesini sağlamaktır.Bilgisayarın çalışması herhangi bir nedenden dolayı durursa, watchdog röle bobinine gönderdiği sinyal saykılı çalışmayı durdurur ve bir veya diğer durumda donar. Bundan kısa bir süre sonra, bekçi rölesi “zaman aşımına uğrayacaktır” ve bir problemi işaret edecektir.

Gözden Geçirelim ;

Zaman gecikme röleleri, bu dört temel iletişim modunda oluşturulmuştur:

1: Normalde açık, zaman ayarlı kapalı. Kısaltılmış “NOTC”, bu röleler bobin enerjisizleşmesi üzerine hemen açılır ve sadece bobin sürekli olarak zaman süresi boyunca enerjilendiğinde kapanır. Normalde açık, gecikmeli röleler de denir.

2: Normalde açık, zaman açık. Kısaltılmış “NOTO”, bu röleler bobin enerjilendirmesi üzerine hemen kapanır ve bobin zaman periyodu boyunca enerjisiz kaldıktan sonra açılır. Normalde açık, kapalı gecikme röleleri de denir.

3: Normalde kapalı, zaman açık. Kısaltılmış “NCTO”, bu röleler bobin enerjisizleşmesi üzerine hemen kapanır ve sadece bobin sürekli olarak zaman süresi boyunca enerjilendiğinde açılır. Normalde kapalı, gecikmeli röleler de denir.

4: Normalde kapalı, zaman ayarlı kapalı. Kısaltılmış “NCTC”, bu röleler bobin enerjilendirmesi üzerine hemen açılır ve bobin zaman periyodu boyunca enerjisiz kaldıktan sonra kapanır. Normalde kapalı, kapalı gecikme röleleri de denir.

Tek adımlı zamanlayıcılar, her bir bobin enerjilendirmesi için belirli bir süreliğine tek bir temas darbesi sağlar (bobinin bobinden bobine geçişi).

Geri dönüşüm zamanlayıcıları, bobin enerjili bir durumda tutulduğu sürece tekrarlanan kontak darbeleri dizisini sağlar.

Watchdog zamanlayıcıları, kontaklarını ancak bobin minimum frekansta sürekli olarak dizilip devre dışı bırakıldığında (enerjili ve enerjisiz) başarısız olursa kontaklarını harekete geçirir.

ZAMAN GECİKMELİ RÖLE NEDİR SONUÇ :

Bugün Zaman Gecikmeli Röle Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Kontaktör Nedir ?

KONTAKTÖR NEDİR ?

Kontaktör nedir ve nasıl çalışır ? Bir önceki yazıda da belirtildiği üzere röle ile farkı nedir ve çalışma prensibi nedir ? Endüstriyel ortamda nerelerde kullanılır ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Kontaktör Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

KONTAKTÖR

Bir röle , kontakları üzerinden büyük miktarda elektrik gücü geçmek için kullanıldığında, özel bir isimle belirlenir ; Kontaktör. Kontaktörler tipik olarak birden fazla kontağa sahiptir ve bu kontaklar genellikle (ancak her zaman değil) normalde açıktır, böylece bobinin enerjisi kesildiğinde yükün gücü kesilir. Muhtemelen kontaktörler için en yaygın endüstriyel kullanım elektrik motorlarının kontrolüdür.

İlk üç kontak, gelen 3 fazlı AC gücünün ilgili fazlarını, tipik olarak motorlar 1 beygir gücü veya daha fazlası için en az 480 Volt değiştirir.En düşük kontak, büyük motor gücü kontaklarından çok daha düşük bir akım değerine sahip olan ancak güç kontakları ile aynı armatürle çalıştırılan bir “yardımcı” kontaktır.Yardımcı kontak genellikle bir röle mantık devresinde veya motor kontrol şemasının başka bir kısmı için, tipik olarak motor voltajı yerine 120 Volt AC gücünde anahtarlamada kullanılır. Bir kontaktör, gerektiğinde normalde açık veya normalde kapalı olan birkaç yardımcı kontağa sahip olabilir.

Motora giden her faza ait serideki üç “karşıt-soru işareti” şekilli cihazlara aşırı yük ısıtıcıları denir.Her “ısıtıcı” elemanı, motor akım çekerken ısınması amaçlanan düşük dirençli bir metal şerittir.Bu ısıtıcı elemanların herhangi birinin sıcaklığı kritik bir noktaya ulaşırsa (motorun orta derecede aşırı yüklenmesine eşdeğerdir), normalde kapalı bir anahtar kontağı (şemada gösterilmemiştir) açılacaktır. Bu normalde kapalı kontak genellikle röle bobini ile seri olarak bağlanır, böylece röle açıldığında rölenin otomatik olarak enerjisi kesilir, böylece motora giden güç kapatılır.Bir sonraki bölümde bu aşırı yük koruma kablolarının daha fazlasını göreceğiz.Aşırı yük ısıtıcılar, güç iletkenleri için aşırı akım koruması sağlama amacına hizmet eden devre kesicilerden ve sigortalardan farklı olarak büyük elektrik motorları için aşırı akım koruması sağlamaya yöneliktir.

Aşırı ısınma fonksiyonu genellikle yanlış anlaşılır.Onlar sigorta değildir; Yani, bir sigortanın yapmak için tasarlandığı şekilde, devreyi açmak ve doğrudan devre kırmak onların işlevi değildir.Aksine, aşırı yük ısıtıcıları, korunacak olan belirli elektrik motorunun ısınma karakteristiğini termal olarak taklit edecek şekilde tasarlanmıştır.Tüm motorlar, rezistif yayılma (I2R) tarafından üretilen ısı enerjisi miktarı, motorun metal çerçevesi aracılığıyla soğutma ortamına “iletilen” ısının termal transfer özellikleri, fiziksel kütle ve malzemelerin özgül ısısı gibi termal özelliklere sahiptir.Motor, vs.’yi oluşturan bu özellikler, aşırı yük ısıtıcı tarafından minyatür bir skalada taklit edilir ;  motor kritik sıcaklığa doğru ısındığında, ısıtıcı aynı sıcaklıkta ve ideal olarak aynı hızda ve yaklaşma eğrisine doğru ısınır.

Bu nedenle, termomekanik bir mekanizma ile ısıtıcı sıcaklığının algılanmasında aşırı yük teması, gerçek motorun bir benzerini algılayacaktır.Aşırı ısınma sıcaklığı nedeniyle aşırı yük teması kesilirse, gerçek motorun kritik sıcaklığa ulaştığının bir göstergesi olacaktır (ya da kısa bir süre içerisinde yapmış olacaktır). Açıldıktan sonra, ısıtıcılar, motorun termal durumunun doğru bir oranını göstermeleri için motor ile aynı hızda ve yaklaşma eğrisinde soğuması beklenir ve motor gerçekten tekrar başlamak için hazır doğru olana kadar gücün yeniden uygulanmasına izin vermez.

kontaktör nedir

Üç Fazlı Elektrik Motoru Kontaktörü

Resimde gösterilen, bir belediye su arıtma tesisinde bir elektrik kontrol sisteminin bir parçası olarak bir panele monte edilen üç fazlı bir elektrik motoru için bir kontaktördür:

“L1”, “L2” ve “L3” etiketli vida terminalleri üzerinden kontaktörün üst kısmındaki normalde açık üç kontağa üç fazlı, 480 volt AC güç gelir (“L2” terminali bir kare arkasına gizlenir.Kontaktörün bobin terminalleri boyunca bağlı “snubber” devresi).Motorun gücü, bu cihazın altındaki aşırı yük ısıtıcı tertibatından “T1”, “T2” ve “T3” etiketli vida terminalleri ile çıkar.

Aşırı ısınma ünitelerinin kendileri, “W34” etiketli, kare şeklindeki siyah bloklardır ve belirli bir beygir gücü ve elektrik motorunun sıcaklık derecesi için belirli bir termal yanıtı gösterir. Farklı güç ve/veya sıcaklık değerlerine sahip bir elektrik motoru, hizmette olandan biri için ikame edilecekse, aşırı yük ısıtıcı ünitelerinin, yeni motor için uygun bir termal yanıtı olan ünitelerle değiştirilmesi gerekecektir. Motor üreticisi, kullanılacak uygun ısıtıcı üniteleri hakkında bilgi sağlayabilir.

T1” ve “T2” hat ısıtıcıları arasına yerleştirilmiş beyaz bir basma düğmesi, normalde kapalı anahtar kontağını aşırı ısınma sıcaklığına bağlı olarak tekrar normal durumuna döndürmek için bir yol görevi görür. Fotoğrafın sağ alt köşesinde “NC” (normalde kapalı) yazan bir etiketin yanında “aşırı yük” anahtar kontağına kablo bağlantıları görülebilir. Bu özel aşırı yük ünitesinde, “Tripped” etiketli küçük bir “window”, renkli bir bayrak aracılığıyla tetiklenen bir durumu gösterir.

Bir dipnot olarak, ısıtıcı elemanlar, kontaktör kapalıyken bir motorun akım çekip çekmediğini belirlemek için bir ham akım şönt direnci olarak kullanılabilir. Kontaktörün motordan çok uzakta olduğu bir motor kontrol devresinde çalışırken zaman olabilir.Kontaktör bobini enerjilendiğinde ve armatür çekildiğinde motorun güç tüketip tüketmediğini nasıl anlarsınız? Motorun sarımları yanarsa, kontaktör kontakları üzerinden motora voltaj gönderebilir, ancak yine de sıfır akımı vardır ve bu nedenle motor milinden hareket olmaz.Hat akımını ölçmek için bir sabitleme ampermetresi mevcut değilse, multimetrenizi alabilir ve her bir ısıtıcı elemanında milivolteni ölçebilirsiniz: akım sıfır ise, ısıtıcıdaki voltaj sıfır olacaktır (ısıtıcı elemanın kendisi açık değilse) Bu durumda, içindeki voltaj büyük olacaktır); Kontaktörün bu fazı boyunca motora giden akım varsa, o ısıtıcıda kesin bir milli voltajı okuyacaksınız:

Bu, tek faz sargısının açık ya da bağlantısız olup olmadığını görmek için 3 fazlı AC motorların sorunlarının giderilmesi için özellikle kullanışlı bir numaradır. Bu, “tek fazlı” olarak bilinen hızlı tahribatlı bir durumla sonuçlanacaktır.Motora giden güç açıktır, diğer akımlar (ilgili ısıtıcılar boyunca düşen voltajın küçük miktarlarda belirtildiği gibi) olmasına rağmen, içinden herhangi bir akım geçirmeyecektir (ısıtıcısında 0,00 mV okuma ile belirtildiği gibi).

Gözden Geçirelim ;

Bir kontaktör, genellikle akımı bir elektrik motoruna veya başka bir yüksek güçlü yüke geçirmek için kullanılan büyük bir röledir.

Büyük elektrik motorları, aşırı yük ısıtıcıları ve aşırı yük kontakları kullanılarak aşırı akım hasarından korunabilir. Seri bağlı ısıtıcılar aşırı akımdan çok ısınırsa, normalde kapalı aşırı yük teması açılarak, motora güç gönderen kontaktörün enerjisi kesilir.

KONTAKTÖR NEDİR SONUÇ :

Bugün Kontaktör Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı olmuştur.

İyi Çalışmalar

 

Röle Yapısı Nedir ?

RÖLE YAPISI NEDİR ?

Röle yapısı nedir ? Elektromanyetik röle nasıl çalışır ? Röle içerisinde neler barındırır ve nerelerde kullanılır ? Selenoidten farkı nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Röle Yapısı Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

RÖLE YAPISI

Bir iletken aracılığıyla bir elektrik akımı, elektron akışı yönüne dik açılarda bir manyetik alan üretecektir. Bu iletken bobin şeklinde sarılırsa, üretilen manyetik alan bobinin uzunluğu boyunca yönlendirilir.Akım ne kadar büyük olursa, manyetik alanın gücü o kadar büyük olur, tüm diğer faktörler eşittir.

İndüktörler, bu manyetik alanda depolanan enerji nedeniyle akımdaki değişikliklere karşı tepki gösterir.Ortak bir demir çekirdeğin etrafındaki iki indüktör bobininden bir transformatör oluşturduğumuzda, bu alanı bir bobin diğerinden diğerine aktarmak için kullanırız.Bununla birlikte, elektromanyetik alanlar için, indüktörler ve transformatörler ile gördüğümüz uygulamalardan daha basit ve daha doğrudan kullanımlar vardır.Akım taşıyan teli bir bobin tarafından üretilen manyetik alan, manyetik nesnelerin çekilmesi için sürekli bir mıknatıs kullanabileceğimiz gibi, herhangi bir manyetik nesne üzerinde mekanik bir kuvvet uygulamak için kullanılabilir, ancak bu mıknatıs (bobin tarafından oluşturulmuş) bobin üzerinden akımı açıp kapatarak açık veya kapalı  olabilir.

Bobini elektrik akımı ile enerjilendirdiğimizde bu nesneyi hareket ettirmek amacıyla böyle bir bobine yakın bir manyetik nesne yerleştirirsek, solenoid denir. Hareketli manyetik cisme bir armatür denir ve çoğu armatür, ya doğru akım (DC) ya da bobine enerji veren alternatif akım (AC) ile hareket ettirilebilir.Manyetik alanın polaritesi bir demir armatürün çekilmesi amacıyla ilgisizdir.Solenoidler kapı mandallarını elektrikle açmak, vanaları açmak veya kapatmak, robot kollarını hareket ettirmek ve hatta elektrikli anahtar mekanizmalarını harekete geçirmek için kullanılabilir.Bununla birlikte, bir anahtar kontaktını harekete geçirmek için bir solenoid kullanılıyorsa, çok kullanışlı bir cihazımız vardır ; röleler.

Röleler, küçük bir elektrik sinyali ile büyük miktarda akımı ve/veya voltajı kontrol etme ihtiyacımız olduğunda son derece kullanışlıdır.Manyetik alanı üreten röle bobini, sadece bir watt’lık fraksiyonları tüketebilirken, bu manyetik alan tarafından kapatılan veya açılan kontaklar, bir yüke karşı bu miktardaki gücü yüzlerce kez yapabilir.Gerçekte, bir röle bir ikili (açık veya kapalı) amplifikatör olarak davranır.

Tıpkı transistörlerde olduğu gibi, rölenin mantıksal fonksiyonların yapımında başka bir buluntu uygulaması ile bir elektrik sinyalini kontrol etme yeteneğidir.

Resimdeki şemada, rölenin bobini düşük voltajlı (12 VDC) kaynağa enerji verilirken, tek kutuplu, tek atımlı (SPST) kontak, yüksek voltajlı (480 VAC) devreyi keser.Röle bobinine enerji vermek için gerekli olan akımın, temasın mevcut oranından yüzlerce kat daha az olması muhtemeldir.Tipik röle bobin akımları 1 amper altındadır, endüstriyel röleler için tipik kontak değerleri ise en az 10 amperdir.

Röle yapısı nedir

Bir röle bobini veya armatür tertibatı, birden fazla temas setini harekete geçirmek için kullanılabilir. Bu kontaklar normalde açık, normalde kapalı veya ikisinin herhangi bir kombinasyonu olabilir. Anahtarlarda olduğu gibi, rölenin kontaklarının “normal” durumu, bobin enerjisiz olduğu zaman, herhangi bir devreye bağlı olmayan bir raf üzerinde oturan röleyi bulmuş olduğunuz gibi durumdur.

Röle kontakları, tıpkı diğer anahtar tiplerinde olduğu gibi metal alaşımı, cıva tüpleri veya hatta manyetik sazların açık hava yastıkları olabilir.Bir rölenin kontaklarının seçimi, diğer anahtar tiplerinde kontak seçimini belirleyen faktörlere bağlıdır.Açık hava kontakları yüksek akımlı uygulamalar için en iyisidir, ancak paslanma ve kıvılcım eğilimleri, bazı endüstriyel ortamlarda sorunlara neden olabilir. Merkür ve kamış temasları kıvılcımsızdır ve paslanmayacaktır, ancak akım taşıma kapasitesinde sınırlı olma eğilimindedirler.

Burada bir belediye su arıtma tesisinde bir elektrik kontrol sisteminin bir parçası olarak bir panele monte edilen üç küçük röleler (her biri yaklaşık iki inç yüksekliğinde) gösterilmektedir.

Burada gösterilen röle üniteleri “sekizlik taban” olarak adlandırılır, çünkü bunlar eşleşen soketlere takılır, elektrik bağlantıları röle tabanındaki sekiz metal pim ile sabitlenir. Tellerin rölelere bağlandığı fotoğrafta gördüğünüz vida terminali bağlantıları, aslında her bir rölenin takılı olduğu soket aksamının bir parçasıdır. Bu tip bir yapı, arıza durumunda rölenin (rölelerin) kolayca çıkarılmasını ve değiştirilmesini kolaylaştırır.

Göreceli olarak küçük bir elektrik sinyalinin nispeten büyük bir elektrik sinyalini değiştirmesine izin verme yeteneğinin yanı sıra, röleler de bobin ve kontak devreleri arasında elektriksel yalıtım sağlar. Bu, bobin devresinin ve kontak devresinin / devrelerinin birbirinden elektriksel olarak yalıtıldığı anlamına gelir. Bir devre DC ve diğer AC (daha önce gösterilen örnek devrede olduğu gibi) olabilir ve / veya bağlantılar boyunca veya zemine bağlantılardan tamamen farklı voltaj seviyelerinde olabilirler.

Röleler aslında tamamen ya da tamamen kapalı olan ikili cihazlar olsa da, yarıiletken mantık kapılarında olduğu gibi durumlarının belirsiz olduğu çalışma koşulları vardır. Bir rölenin kontakları harekete geçirmek için armatürü pozitif olarak “çekmesi” için, bobin boyunca belli bir minimum miktarda akım olmalıdır.Bu minimum miktar çekme akımı olarak adlandırılır ve bir mantık geçidinin “yüksek” durumu (genellikle TTL için 2 Volt, CMOS için 3,5 Volt) garanti etmesi gereken minimum giriş voltajına benzerdir. Armatür, bobinin merkezine yaklaştıkça, orada tutmak için daha az manyetik alan akısı (daha az bobin akımı) gerektirir. Bu nedenle, bobin akımı yay yüklü konuma “arızalı” hale gelmeden ve kontaklar normal durumlarına devam etmeden önce çekme akımından önemli ölçüde daha düşük bir değerin altına düşmelidir.Bu akım seviyesi, çıkış akımı olarak adlandırılır ve bir mantık geçidi girişinin “düşük” bir durumu (genellikle TTL için 0.8 Volt, CMOS için 1.5 Volt) garanti etmesine izin vereceği maksimum giriş voltajına benzerdir.

Tıkanma ve dışarıya açılan akımlar arasındaki histerez veya fark, Schmitt tetikleyici mantık geçidine benzer bir işlemle sonuçlanır. Çekme ve bırakma akımları (ve gerilimler) röleden röleye büyük ölçüde değişir ve üretici tarafından belirtilir.

Gözden geçirelim ;

Bir solenoid, bir elektromıknatıs bobininin enerjilendirilmesinden mekanik hareket üreten bir cihazdır. Bir solenoidin hareketli kısmı bir armatürdür.

Bir röle, bobinine enerji verildiğinde kontak kontaklarını harekete geçirmek için kurulmuş bir solenoiddir.

Çekme akımı, bir solenoidi veya röleyi “normal” (enerjisiz) konumundan çalıştırmak için gereken minimum bobin akımıdır.

Bırakma akımı, enerjili bir rölenin “normal” durumuna geri döneceği maksimum bobin akımıdır.

RÖLE YAPISI NEDİR SONUÇ :

Bugün Röle Yapısı Nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Transistör Nedir ? | Transistör Çeşitleri

TRANSİSTÖR & TRANSİSTÖR ÇEŞİTLERİ NEDİR ?

Transistör nedir ? Transistör çeşitleri nedir ? Transistörler nerelerde kullanılır ? Transistörler hangi amaçla kullanılırlar ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Transistör & Transistör Çeşitleri Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

TRANSİSTÖR & TRANSİSTÖR ÇEŞİTLERİ

Yapılarına Göre Sınıflandırma

Nokta İletişim Transistörleri

Bunlar, çok sık başarısızlığa neden olan, zor ve güvenilmez bir elektriksel şekillendirme sürecine dayanan ilk Alman transistörleriydi.Ayrıca, 1’den büyük ortak bir baz akım kazancı ‘a’ ve negatif direnç sergilemişlerdir.

Bipolar Birleşim Transistörü (BJT)

BJT’ler üç terminalli (Emitter, Base ve Collector) transistörlerdir ve bu nedenle iki bağlantıya sahiptirler(Base-Emitter birleşimli ve Collector-Base bağlantısı.) Bunlar, iletim akımı, hem çoğunluk hem de azınlık yük taşıyıcılarına (bipolar) dayanan akım kontrollü cihazlardır.

Ayrıca bunlar  elektron olarak çoğunluk yük taşıyıcıları ile npn veya doğasına bağlı olarak ,boşluk olarak çoğunluk yük taşıyıcıları ile pnp olabilir.Bunların dışında, diğer birçok BJT türü bulunur.

Heterojunction Bipolar Transistör:Bunlar yüksek frekans uygulamaları için uygundur ve farklı yarı iletken malzemelerden yapılmış emiter ve base bölgelerine sahiptir.

Schottky Transistor veya Schottky-Sıkıştırılmış Transistörler: Bu cihazlarda, transistörün doymasını önlemek için Schottky bariyeri kullanır.

Çığ(Avalanche) Transistörleri: Bunlar, çığ kırılma bölgesinde çalışan özel olarak tasarlanmış transistörlerdir (çalışma voltajı, aşağı gerilimden daha büyük olacaktır) ve çok yüksek anahtarlama hızlarına sahiptir.

Darlington Transistörler: Bunlar, iki bireysel transistörün, sonuçta ortaya çıkan cihazın çok yüksek bir akım kazancına sahip olacak şekilde kaskadlandığı transistörlerdir.

Çoklu Emiter (Multiple Emitter) Transistörü: Bu tip transistör, NAND mantıksal çalışmasını gerçekleştirmek için özel olarak tasarlanmıştır.

Çoklu Base Transistör:Gürültülü ortamlarda bulunan çok düşük seviyeli sinyalleri sinyal yapıcı olarak ekleyerek, ancak rastgele gürültüyü stokastik olarak arttırmak için kullanılır.

Difüzyon Transistörü: Bunlar, yarı iletken malzemenin gerekli katkı maddeleri ile dağıtılmasıyla oluşturulur.

transistör ve transistör çeşitleri nedir

Alan Etkili Transistör (FET)

Bunlar, terminalin Source ve Drain terminalleri arasındaki akım akışını kontrol ettiği, üç terminali olan voltaj kontrollü transistörlerdir.İletim akımı sadece n-kanalı (çoğunluk yük taşıyıcıları elektron) olan çoğunluk yük taşıyıcıları nedeniyle olduğu için tek kutuplu cihazlar olarak da adlandırılır.FET’ler veya p-kanalı (çoğunluk yük taşıyıcıları deliklerdir) FET’lerdir .Ayrıca, FET’ler şu şekilde sınıflandırılabilir:

Junction FETs (JFETs): JFET’ler ya pn ya da Schottky bariyer birleşimine sahip olmalarına bağlı olarak ya PF JFET’ler ya da Metal Yarıiletken FET’leri (MESFET’ler) olabilirler.

Metal Oksit Yarıiletken FET’leri (MOSFET’ler) veya İzoleli Kapı FET’leri (IGFET’ler):Bu aygıtlar, Gate terminallerinin altında çok yüksek giriş empedansı ile sonuçlanan bir yalıtım katmanına sahiptir. Bunlar, önceden var olan bir kanala sahip olup olmadıklarına bağlı olarak doğada tükenme ya da iyileştirme kipi olabilir ya da kapı geriliminin varlığında ve yokluğunda davranışlarını etkilemez.

Çift Gate(Dual Gate) MOSFET (DGMOSFET): Bunlar RF uygulamalarında özellikle yararlıdır ve iki seri kapı kontrolüne sahiptir.

Yüksek Elektron Hareketlilik Transistörü (HEMT) veya Heterostructure FET (HFET): Bunlar, birleşim noktasının her iki tarafında farklı malzemelerden oluşan ve çok yüksek mikrodalga frekans uygulamalarında kullanılan bir hetero-bağlantı varlığı ile karakterize edilir.Bu cihazların diğer varyasyonları arasında Metamorfik HEMT, Psödomorfik HEMT (PHEMT), İndüklenmiş HEMT, Heterostructure İzoleli Gate FET (HIGFET) ve Modülasyon Katkılı FET (MODFET) bulunmaktadır.

FinFET’ler: Bunlar etkili kanal genişliği, cihazın gövdesini oluşturan ince silikon ‘fin’ tarafından kararlaştırılan çift geçitli transistörlerdir.

Dikey MOS (VMOS):Bu cihaz MOS aygıtına yapısal olarak benzemektedir, ancak bunların içinde V-oluğuna sahip olmaları, karmaşıklıklarını ve maliyetlerini arttırmaktadır.

UMOS FET: Bunlar, V-şekilli oluk yerine ‘U’-şekilli bir oluğa sahip olmaları dışında, VMOS’a neredeyse benzer olan siper yapı tabanlı FET’lerdir.

TrenchMOS: Bu teknolojiye dayanan FET’ler, sırasıyla üstü ve altındaki Source ve Drain terminalleri ile dikey bir yapıya sahiptir.

Metal Nitrür Oksit Yarıiletken (MNOS): Bu tür bir transistör, MOS teknolojisine bir eklentidir ve yalıtım katmanı olarak nitrür oksit kullanır.

Fast Reverse veya Fast Recovery Epitaksiyel Diyot FET’leri (FREDFET’ler):Bunlar, gövde diyodu için hızlı kapatma özelliğine sahip ultra hızlı FET’lerdir.

Depletion (Tüketim) FET’leri (DEPFET’ler): Bu FET’ler tamamen boşaltılan alt tabakalarda oluşur.

Tunnel FET (TFET): Bunlar kuantum tünelleme prensibi üzerine çalışır ve dijital devreler dahil olmak üzere düşük enerji elektroniğinde yaygın olarak kullanılır.

İyon Duyarlı FET (ISFET): Bu FET, içinden geçen akım miktarını düzenlemek için solüsyondaki iyon konsantrasyonunu kullanır.Bu cihazlar biyomedikal ve çevresel izleme alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Biyolojik Duyarlı FET (BioFET): Bu FET’lerde, kapı terminaline bağlanan biyolojik moleküller, yük dağılımını değiştirir ve kanal iletkenliğini değiştirir. EnFET’ler, ImmunoFET’ler, GenFET’ler, DNAFET’ler, CPFET’ler, BeetleFET’ler, vb. Gibi cihazlar arasında birçok varyasyon vardır.

Nanoparçacık (Nanoparticle) Organik Bellek FET (NOMFET):Bu FET, nöron sinyal iletiminin davranışını taklit eder ve yapay zeka alanında kullanılır.

Organik FET’ler (OFET’ler): Bu FET’ler ince film transistörleri kavramına dayanan bir yapıya sahiptir ve kanalları için organik yarı iletkenler kullanırlar.Bunlar biyo-bozunabilir elektronik alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.

HEXFET’leri: Bunlar, kanal yoğunluğunu arttırırken kalıp boyutunu küçülten altıgen şekilli temel hücrelerden oluşan kalıp alanları ile birlikte FET’lerdir.

Karbon Nanotüp FET (CNTFET):Bu FET, dökme silikon yerine karbon nanotüplerinden (tek veya bir dizi) oluşan bir kanal içerir.

Grafen Nanoribbon FET (GNRFET): Bu FET’ler, grafen nanoribbonlarını kanallarının bir malzemesi olarak kullanırlar.

Dikey Yarık(Vertical Slit) FET (VeSFET): Bunlar, iki büyük silisyum bölgesi arasındaki silikonun dar bir geçitinden başka bir şey olmayan, dikey bir silikon yarığına sahip iki kapılı FET’lerdir.

Quantum FETs (QFETs): Bu transistörler, çok yüksek bir çalışma hızı ile karakterize edilir ve kuantum tünelleme prensibine göre çalışır.

Ters-T FET (ITFET): Bunlar, yatay düzlemden dikey olarak uzanan düzeneğin bir parçasıdır.

İnce Film Transdüseri (TFT): Aktif yarı iletken, izolatör ve cam gibi iletken olmayan bir alt tabaka üzerinde biriken ince film filmlerine sahiptir.

Balistik Transistörler: Bunlar yüksek hızlı entegre devrelerde kullanılır ve elektromanyetik kuvvetler kullanılarak çalışır.

Elektrolit Oksit Yarıiletken FET (EOSFET):Bunlar, elektrolit çözeltisi ile değiştirilen standart MOSFET’lerin metal kısmına sahiptir ve nöronal aktiviteyi tespit etmek için kullanılır.

Fonksiyonlarına Göre Sınıflandırma

Küçük Sinyal Transistörleri:Bu tip transistörler özellikle düşük seviyeli sinyalleri (anahtarlama için nadiren) yükseltmek için kullanılır ve doğada npn veya pnp olabilir.

Küçük Geçişli Transistörler:Bunlar, amplifikasyon işlemi için kullanılabilmelerine rağmen, anahtarlama amaçları için yaygın olarak kullanılmaktadır.Bu transistörler, hem npn hem de pnp formlarında mevcuttur.

Güç Transistörleri:Bunlar yüksek güç uygulamalarında güç amplifikatörleri olarak kullanılır ve npn veya pnp veya Darlington transistörleri olabilir.

Yüksek Frekanslı Transistörler:Bunlar ayrıca RF Transistörler olarak bilinir ve küçük sinyallerin yüksek frekanslarda çalıştığı yüksek hızlı anahtarlama cihazlarında kullanılır.

Foto-Transistör:Bunlar, iki uçlu ışığa duyarlı cihazlardır, taban bölgesi yerine bir fotosensitif bölgeye sahip olan standart transistörlerdir.

Unijunction Transistörler:Bu transistörler sadece switch olarak kullanılır ve amplifikasyon için uygun değildir.

Biyomedikal ve Çevresel Transistörler:Bunlar biyomedikal ve çevresel algılama alanında kullanılır.

Bunlara ek olarak, hem BJT’lerin hem de FET’lerin özelliklerini birleştiren bir Insulated-Gate Bipolar Transistör (IGBT) vardır, çünkü bir anahtar görevi gören bir iki kutuplu güç transistörünü kontrol etmek için yalıtımlı bir kapı kullanır.Ayrıca, Tek Elektron Transistörler (SET) denilen kapı kontrollü bir adayı çevreleyen iki tünel kavşağından oluşan cihazlar da vardır.Kavşaktan daha az Nano telli Transistör (JNT) gibi bazı transistörler, daha yoğun ve daha ucuz mikroçiplere yol açan kapı bağlantısının varlığından bile yoksundur.

Son olarak, bunların sadece piyasada mevcut olan geniş çeşitlilikler arasında sayılabilir bir transistör tipi olduğunu belirtmek gerekir.

TRANSİSTÖR & TRANSİSTÖR ÇEŞİTLERİ NEDİR  SONUÇ :

Bugün Transistör & Transistör Çeşitleri Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

İletkenler , İzolatörler ve Elektron Akışı Nedir ?

İLETKENLER – İZOLATÖRLER ve ELEKTRON AKIŞI NEDİR ?

İletkenler , İzolatörler ve Elektron akışı nedir ? İletkenler ve İzolatörler nasıl ve nerelerde kullanılırlar ? Elektron akışını nasıl düşünmeli ve anlamalıyız ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız İletkenler – İzolatörler ve Elektron Akışı Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

İLETKENLER – İZOLATÖRLER ve ELEKTRON AKIŞI 

Farklı atom türlerinin elektronları hareket etmek için farklı serbestlik derecelerine sahiptir.Metaller gibi bazı malzeme türlerinde, atomlardaki en dıştaki elektronlar, o malzemenin atomları arasındaki boşluğa, oda sıcaklığındaki ısı enerjisinin etkisinden başka bir şeyle düzensiz bir şekilde hareket ettikleri kadar gevşek bir şekilde bağlıdırlar.Neredeyse bağlanmamış olan bu elektronlar, kendi atomlarını terk etmekte ve bitişik atomlar arasındaki boşlukta yüzmekte olduklarından, genellikle serbest elektronlar olarak adlandırılmaktadır.

İzolatörler ve İletkenler

Cam gibi diğer malzeme türlerinde, atomların elektronlarının hareket etme konusunda çok az özgürlüğü vardır.Fiziksel sürtünme gibi dış kuvvetler bu elektronların bazılarını kendi atomlarından ayırmaya ve başka bir maddenin atomlarına aktarmaya zorlayabilirken, bu materyal içindeki atomlar arasında kolaylıkla hareket etmemektedir.

Bir malzeme içindeki elektronların bu göreceli hareketliliği, elektriksel iletkenlik olarak bilinir. İletkenlik, bir malzemedeki atomların türleri (her atomun çekirdeğindeki protonların sayısı, kimyasal kimliğini belirleme) ve atomların birbirine nasıl bağlandığı ile belirlenir.Yüksek elektron hareketliliğine sahip malzemeler (birçok serbest elektron) iletken olarak adlandırılırken, düşük elektron hareketliliğine sahip materyaller (serbest elektronların az veya hiç olmaması) izolatörler olarak adlandırılır.

İletken ve izolatörlerin birkaç örneği:

İletkenler

gümüş

bakır

altın

alüminyum

Demir

çelik

pirinç

bronz

Cıva

grafit

kirli su

beton

İzolatörler

bardak

Kauçuk

sıvı yağ

asfalt

fiberglas

porselen

seramik

kuvars

(kuru) pamuk

(kuru) kağıt

(Kuru ahşap

plastik

hava

elmas

saf su

Tüm iletken malzemelerin aynı iletkenliğe sahip olmadığı ve tüm yalıtkanların elektron hareketine eşit derecede dirençli olmadığı anlaşılmalıdır.Elektriksel iletkenlik, bazı malzemelerin ışığa şeffaflığı ile benzerdir: ışığı “ileten” ışığı “şeffaf” olarak adlandırılan malzemeler “opak” olarak adlandırılırken, tüm şeffaf malzemeler ışığa eşit derecede iletken değildir.Pencere camı çoğu plastikten daha iyidir ve kesinlikle “temiz” cam elyafından daha iyidir.Yani elektrik iletkenleri olarak bazı iletkenler diğerlerinden daha iyidir diyebiliriz.

Örneğin, gümüş “iletkenler” listesindeki en iyi iletkendir ve elektronlar için belirtilen diğer materyallerden daha kolay geçiş sağlar.Kirli su ve beton da iletken olarak listelenir, ancak bu malzemeler herhangi bir metalden daha az iletkendir.

Bazı materyallerin farklı özelliklerde elektrik özelliklerinde değişiklik yaşadığı anlaşılmalıdır.Örneğin cam, oda sıcaklığında çok iyi bir yalıtkandır, ancak çok yüksek bir sıcaklığa ısıtıldığında bir iletken haline gelir.Hava, normalde yalıtım malzemeleri gibi gazlar da çok yüksek sıcaklıklara ısıtıldığında iletken olurlar.Çoğu metal ısındığında daha zayıf iletkenler ve soğutulduğunda daha iyi iletkenler haline gelir.Birçok iletken malzeme son derece düşük sıcaklıklarda mükemmel iletkenliğe (süper iletkenlik olarak adlandırılır) dönüşür.

Elektron Akışı / Elektrik Akımı

Bir iletken içindeki “serbest” elektronların normal hareketi, belirli bir yöne veya hıza sahip olmaksızın rastgele iken, elektronlar iletken bir materyal aracılığıyla koordineli bir şekilde hareket etmekten etkilenebilir.Elektronların bu homojen hareketi, elektrik veya elektrik akımı olarak adlandırdığımız şeydir.Daha kesin olmak gerekirse, elektrik yüklü olmayan bir birikim olan statik elektriğin aksine dinamik elektrik olarak adlandırılabilir.Tıpkı bir borunun boşluğundan akan su gibi, elektronlar da bir iletkenin atomları içindeki ve içindeki boş alan içinde hareket edebilirler.İletken gözümüze katı gibi görünebilir, ancak atomlardan oluşan herhangi bir malzeme çoğunlukla boş alandan oluşur.Sıvı-akış benzetmesi, bir iletken yoluyla elektronların hareketinin genellikle “akış” olarak adlandırıldığına çok uymaktadır.

Burada kayda değer bir gözlem yapılabilir.Her elektron bir iletken aracılığıyla düzgün bir şekilde hareket ettiğinden, bir elektronun bir grup halinde hareket etmesi gibi, bir öncekini iter.İletken yolun uzunluğu boyunca elektron akışının başlatılması ve durdurulması, her elektronun hareketi çok yavaş olsa da, bir iletkenin bir ucundan diğerine neredeyse anlıkdır.

Tüp, mermerler ile doludur, tıpkı bir iletken dış etkenlerden etkilenmeye hazır olan serbest elektronlarla dolu olduğu gibi.Sol taraftaki bu dolu tüpe aniden tek bir mermi takılırsa, bir başka mermer hemen sağdaki tüpten çıkmaya çalışacaktır.Her bir mermer sadece kısa bir mesafe kat etmiş olsa da, boru ne kadar uzun olursa olsun, borudan hareketin aktarımı hemen hemen sol uçtan sağ uca doğrudur.Elektrikle, bir iletkenin bir ucundan diğerine olan genel etki, ışık hızında olur ve saniyede 186.000 mil hıza sahiptir.Her bir elektron, yine de, iletkenden çok daha yavaş bir hızda ilerler.

iletkenler , izolatörler ve elektron akışı nedir

Tel ile Elektron Akışı

Elektronların belirli bir yöne belirli bir yönde akmasını istiyorsak, bir tesisatçı su akışını istediği yere akması için boru tesisatı kurması gerektiği gibi, onların hareket etmeleri için doğru yolu sağlamalıyız. Bunu kolaylaştırmak için, teller çok çeşitli boyutlarda bakır veya alüminyum gibi yüksek iletkenlikli metallerden yapılır.

Elektronların yalnızca bir maddenin atomları arasındaki boşlukta hareket etme fırsatına sahip olduklarında akabileceğini unutmayın. Bu, elektronların içinden geçmesi için bir kanal sağlayan sürekli bir iletken malzeme yolu mevcut olduğunda elektrik akımı olabileceği anlamına gelir.Mermer benzetmesinde mermerler tüpün sol tarafına (ve sonuç olarak tüpün içinden) akabilir ve eğer tüpler sağ taraftaki mermilerin dışarı akması için açılırsa.Tüp sağ tarafta bloke edilirse, mermerler tüpün içinde “yığılır” ve mermer “akışı” oluşmaz.Aynı şey elektrik akımı için de geçerlidir ki sürekli elektron akışı, bu akışa izin vermesi için kırılmamış bir yol olmasını gerektirir.Bunun nasıl çalıştığını göstermek için bir resimdeki şemaya  bakabilirsiniz.

İnce, sağlam bir çizgi (resimde gösterildiği gibi) sürekli bir tel parçası için geleneksel semboldür.Tel, bakır gibi iletken bir malzemeden yapıldığı için, kurucu atomları, tel üzerinden kolaylıkla hareket edebilen birçok serbest elektrona sahiptir.Ancak, gelmesi gereken bir yer ve gidecek bir yer olmadığı sürece, bu tel içinde sürekli veya tekdüze bir elektron akışı olmayacaktır.

Şimdi, Elektron Kaynağı ile sol taraftaki tele yeni elektronları itmek suretiyle, telden elektron akışı meydana gelebilir (soldan sağa doğru oklarla gösterildiği gibi).Bununla birlikte, telin oluşturduğu iletken yolun kırılması halinde akış kesintiye uğrayacaktır.

Elektriksel süreklilik

Hava bir yalıtım malzemesi olduğu ve bir hava boşluğu iki tel parçasını ayırdığı için, bir kere sürekli olan yol şimdi kırılmıştır ve elektronlar kaynaktan hedefe akamayacaktır.Bu, bir su borusunu ikiye kesmek ve borunun kırık uçlarını kapatmak gibidir  , borudan çıkış yoksa su akmaz.Elektriksel olarak, tel tek parça halinde olduğunda elektriksel devamlılık durumu vardı.

Eğer Hedefe giden bir başka tel parçası alırsak ve sadece Kaynak’a giden telle fiziksel temas kurarsak, elektronların akması için sürekli bir yol izlerdik.Diyagramdaki iki nokta tel parçaları arasındaki fiziksel (metalden metale) teması göstermektedir:

Şimdi, Kaynak’tan sürdürülebilirliğe, aşağıya, sağa ve Hedefe kadar olan yeni bağlantıya sahibiz.Bu, kapaklı borulardan birinde “T” rekor/dirsek takılması ve suyun hedefine yeni bir boru segmenti üzerinden yönlendirilmesi ile benzerdir.Lütfen sağ taraftaki telin kırık parçasının içinden akan elektronun olmadığını unutmayın, çünkü artık Kaynağından Hedefe tam bir yolun parçası değildir.

Uzun süren akışlarla aşınmış ve aşınmış olan su taşıma borularının aksine, bu elektrik akımı nedeniyle tellerde “aşınma” oluşmadığını belirtmek ilginçtir.Ancak elektronlar hareket ettikçe bir dereceye kadar sürtünme ile karşılaşırlar ve bu sürtünme bir iletkende ısı üretebilir.

Gözden Geçirelim ;

İletken malzemelerde, her bir atomdaki dış elektronlar kolayca gelir veya gider ve serbest elektronlar olarak adlandırılır.

Yalıtım malzemelerinde, dış elektronlar hareket etmek için o kadar özgür değildir.

Tüm metaller elektriksel olarak iletkendir.

Dinamik elektrik veya elektrik akımı, bir iletken yoluyla elektronların tekdüze hareketidir.

Statik elektrik hareketsizdir (bir izolatörde), biriken yük bir nesnede fazlalık veya elektron eksikliği ile oluşur.Tipik olarak birbirinden farklı malzemelerin teması ve ayrılmasıyla yük ayırma ile oluşturulur.

Elektronların bir iletken aracılığıyla sürekli olarak (sonsuza kadar) akması için, bu iletkenin içine ve dışına doğru hareket etmeleri için tam, kırılmamış bir yol olmalıdır.

İLETKENLER – İZOLATÖRLER ve ELEKTRON AKIŞI NEDİR SONUÇ : 

Bugün İletkenler – İzolatörler ve Elektron Akışı nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Statik Elektrik Nedir ?

STATİK ELEKTRİK NEDİR ? 

Statik elektrik nedir ? Statik elektrik nasıl bulunmuştur ? Statik elektriği nasıl anlamalıyız ? Statik elektrik nelere sebep olur ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Statik Elektrik Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

STATİK ELEKTRİK

Yüzyıllar önce, belirli tipteki malzemelerin birbirine sürtünerek birbirlerini gizlice çektikleri keşfedildi. Örneğin, bir parça yünü bir parça cama sürttükten sonra, ipek ve cam birbirine yapışmaya eğilimli hale gelmektedir. Gerçekten de, iki materyal ayrıldığında bile ortaya çıkabilen çekici bir güç vardır.

Cam ve ipek, böyle davranıldığı bilinen tek materyal değildir. Parafin mumu ve yün bezi, bir araya geldikten sonra çekici kuvvetleri ortaya çıkaran ilk örneklerdendir.

Benzer materyallerin, kendi üzerlerine sürüldükten sonra, her zaman birbirlerini ittikleri keşfedildiğinde, bu durum daha da ilginç hale geldi.

Sürtünmeyi yapmak için kullanılan kumaş parçalarına daha fazla dikkat çekildi. İki parça camın iki adet ipek kumaşla sürtünmesinden sonra, cam parçalarının sadece birbirini itmediği, bezleri de ittiği keşfedildi.

Üstelik sürtünme veya çekilme özelliklerinin herhangi bir malzemenin sürtüldükten sonra, iki ayrı kategoriden biri olarak sınıflandırılabileceği bulunmuştur: camdan çekilir ve mumla itilir veya cam tarafından itilir ve balmumuna çekilir. Ya biri ya da diğeriydi: hem cam hem de balmumu çekecek ya

Bazı denemeler, görünmez “akışın” sürtünme işlemi sırasında bir nesneden diğerine aktarıldığını ve bu “akış” ın bir mesafe üzerinde fiziksel bir güç oluşturabildiğini öne sürmüşlerdir. Charles Dufay, belirli çift nesneleri bir arada sürdürebilen, iki farklı türde değişimin olduğunu gösteren ilk deneycilerden biriydi. Bu malzemelerde ortaya çıkan birden fazla türden bir değişim olduğu gerçeği, iki tür kuvvetin ortaya çıkmasıyla ortaya çıkmıştır; çekme ve itme.

Elektrik yükünün hassas ölçümleri, 1780’lerde Fransız elektrikçi Charles Coulomb tarafından, iki elektrik yüklü nesne arasında üretilen kuvveti ölçen burulma dengesi adı verilen bir cihaz kullanılarak gerçekleştirildi.Coulomb’un çalışmalarının sonuçları onuruna, coulomb adlı bir elektrik şarj ünitesinin geliştirilmesine yol açtı.Eğer iki “nokta” nesnesi (kayda değer yüzey alanına sahip olmayan varsayımsal nesneler) 1 coulomb ölçüsüne eşit olarak yüklendiyse ve 1 metre (yaklaşık 1 yarda) uzakta yerleştirildiyse, yaklaşık 9 milyar Newtonluk bir kuvvet üreteceklerdir (yaklaşık 2 milyar pound).

Bir coulomb’un elektrik yükü birimi olarak operasyonel tanımı (nokta yükleri arasında üretilen kuvvet anlamında), yaklaşık 6.250.000.000.000.000.000 elektronun fazlalığına veya eksikliğine eşit bulunmuştur.Ya da, tersi olarak ifade edilen, bir elektronun yaklaşık 0.00000000000000000016 coulombs’luk bir yükü vardır.Bu elektronun bilinen en küçük elektrik yükü taşıyıcısı olmasıdır, elektronun son yüküdür ve temel yük olarak tanımlanır.

Daha sonra, bu “akış”ın aslında, elektron adı verilen çok küçük madde parçalarından oluştuğu keşfedildi ki bu nedenle, eski Yunanca kehribar kelimesinden adlandırıldı.Deneyler, tüm nesnelerin atom olarak bilinen son derece küçük “yapı-blokları” ndan oluştuğunu ve bu atomların, parçacıklar olarak bilinen daha küçük bileşenlerden oluştuğunu ortaya çıkarmıştır.

Çoğu atomu içeren üç temel parçacık proton, nötron ve elektron olarak adlandırılır.Atomların çoğunluğu proton, nötron ve elektronların bir kombinasyonuna sahipken, tüm atomların nötronları yoktur; bir örnek, sadece bir proton ve bir elektrona sahip olan en hafif ve en hidrojeni olan hidrojen (Hidrojen-1) protium izotopu (1H1) ‘dir. Atomlar görülmek için çok küçük, ama eğer bir tanesine  bakacak olursak , resim üzerindeki ki gibi görüneceklerdir.

Bir malzeme parçasındaki her bir atomun bir birim olarak bir araya gelme eğiliminde olmasına rağmen, aslında elektronlar ile ortada bulunan proton ve nötron kümeleri arasında çok fazla boş alan vardır.

Bu temel model, altı proton, altı nötron ve altı elektron ile karbon elementidir.Herhangi bir atomda, protonlar ve nötronlar birbirine sıkı sıkıya bağlıdır, ki bu önemli bir durumdur.Atomun merkezinde bulunan proton ve nötronların sıkı sıkıya bağlı kümesine çekirdek denir ve bir atom çekirdeğindeki proton sayısı element özdeşliğini belirler; bir atom çekirdeğindeki proton sayısını değiştirmek o atom tipini değiştirmektir.

Gerçekte, bir provin atomunun çekirdeğinden üç protonu kaldırabilirseniz, eski simyacıların bir altın atomu üretme hayali elde etmiş olacaksınız.

Nötronlar, bir atomun kimyasal karakterleri ve özdeşlikleri üzerinde protonlardan çok daha az etkilidirler, ancak çekirdeğe eklenmesi veya çıkarılması çok sıkı olmakla birlikte, bunlar sıkı bir şekilde bağlıdır.Nötronlar eklenir veya kazanılırsa, atom yine aynı kimyasal kimliği koruyacaktır, fakat kütlesi biraz değişecektir ve radyoaktivite gibi garip nükleer özellikler kazanabilir.

Bununla birlikte, elektronlar, bir atomda, protonlardan veya nötronlardan daha fazla hareket etme özgürlüğüne sahiptir.Aslında, kendi konumlarından (atomu tamamen terkeden bile) çekirdeğindeki partiküllerin yerinden çıkarılmasından çok daha az enerji ile  uzaklaştırılabilirler.Bu olursa, atom hala kimyasal kimliğini korur, ancak önemli bir dengesizlik oluşur.Elektronlar ve protonlar birbirleri ile uzak mesafelere çekildikleri için eşsizdir.Bu, elektronların orijinal atomlarından uzaklaşarak başka bir nesnenin atomlarının etrafında yer aldıkları, birbirine sürtülmüş nesneler arasındaki çekiciliğe neden olan mesafenin üzerindeki bu çekimdir.

statik elektrik nedir

Elektronlar, diğer protonlarla proton gibi, diğer elektronları bir mesafeye itme eğilimindedir.Bir atomun çekirdeğinde protonların bir araya gelmesinin tek nedeni, çok kısa mesafeler altında etkili olan güçlü nükleer kuvvet olarak adlandırılan daha güçlü bir güçtür.Tek tek parçacıklar arasındaki bu çekme/itme davranışı nedeniyle, elektronlar ve protonların zıt elektrik yüklerine sahip oldukları söylenir.Yani, her elektronun negatif bir yükü vardır ve her bir proton pozitif bir yüktür.Bir atom içinde eşit sayılarda, birbirlerinin varlığına karşı koyarlar, böylece atom içindeki net yük sıfırdır.

Bu yüzden bir karbon atomu altı elektrona sahiptir ki çekirdekte altı protonun elektrik yükünü dengelemek için. elektronlar ya da fazladan elektronlar gelirse, atomun net elektrik yükü dengesiz hale gelir ve atomu bir bütün olarak “yüklü” olarak bırakarak, yüklü parçacıklar ve yakındaki diğer yüklü atomlarla etkileşime girmesine neden olur.Nötronlar elektronlar, protonlar ve hatta diğer nötronlar tarafından çekilmez veya itilmez ve sonuç olarak hiç bir şekilde nötr olarak sınıflandırılır.

Gelen veya çıkan elektronların süreci, belirli materyal kombinasyonları birlikte sürüldüğünde tam olarak ne olacağıdır.Bir malzemenin atomlarından gelen elektronlar, kendi atomlarını terk etmek ve diğer malzemenin atomlarına aktarılmak için sürtünme ile zorlanır.Başka bir deyişle, elektronlar Benjamin Franklin’in varsaydığı “akış“ı içerir.

Nesneler arasındaki bu “akış” (elektron) dengesizliğinin sonucu statik elektrik olarak adlandırılır. “Statik” denir çünkü yer değiştiren elektronlar, bir yalıtım malzemesinden diğerine taşındıktan sonra sabit kalmaktadır.Balmumu ve yünü durumunda, daha sonraki deneyler sonucunda, yünün içindeki elektronların aslında mumun içindeki atomlara aktarıldığı ve bu da Franklin’in varsayımının tam tersi olduğu belirlenmiştir.

Böylece, atomları fazla elektron almış olan bir nesnenin negatif yüklü olduğu söylenirken, atomları elektronları eksik olan bir nesnenin, bu işaretler göründüğü kadar kafa karıştırıcı olarak pozitif yüklü olduğu söylenir.Elektriksel “akış” ın gerçek doğası keşfedildiğinde, Franklin’in elektrik yükünün isimlendirilmesi, kolayca değiştirilebilmesi için çok iyi kurulmuştu ve bu nedenle bu günde devam etmektedir.

Michael Faraday, (1832) statik elektriğin bir batarya veya jeneratör tarafından üretilen ile aynı olduğunu kanıtladı.Statik elektrik, çoğunlukla bir sıkıntıdır. Siyah toz ve dumansız toz statik elektrik nedeniyle tutuşmayı önlemek için grafit eklenmiştir.Hassas yarı iletken devrelere zarar verir.Yüksek gerilimli ve düşük akımlı statik elektrik özelliklerine sahip motorlar üretmek mümkün olsa da, bu ekonomik değildir.Statik elektriğin birkaç pratik uygulaması, kserografik baskı, elektrostatik hava filtresi ve yüksek voltaj Van de Graaff jeneratörünü içerir.

Gözden geçirmek gerekirse ;

Tüm materyaller, atom olarak bilinen küçük “yapı taşlarından” oluşur.

Tüm doğal olarak bulunan atomlar, protium izotopu (1H1) hidrojen hariç, elektronlar, protonlar ve nötronlar olarak adlandırılan parçacıklar içerir.

Elektronlar negatif (-) elektrik yüküne sahiptir.

Protonlar pozitif (+) elektrik yüküne sahiptir.

Nötronların elektrik yükü yoktur.

Elektronlar, protonlardan veya nötronlardan çok daha kolay atomlardan ayrılabilirler.

Bir atom çekirdeğindeki proton sayısı, kimliğini benzersiz bir unsur olarak belirler.

STATİK ELEKTRİK NEDİR SONUÇ : 

Bugün Statik Elektrik Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Temel elektronik serisine kaldığımız yerden devam ediyoruz.

İyi Çalışmalar

DC Servo Motor | DC Servo Motor Teorisi

DC SERVO MOTOR NEDİR ?

DC Servo Motor nedir ? DC Servo motor nerelerde kullanılır ? DC servo motor nasıl kullanılır ? DC servo motor temel prensipleri nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız DC Servo Motor Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

DC SERVO MOTOR

Bildiğimiz gibi, herhangi bir elektrik motoru servomekanizma tarafından kontrol ediliyorsa servo motor olarak kullanılabilir.Aynı şekilde, bir DC motoru servo mekanizma ile kontrol edersek, DC servo motor olarak adlandırılacaktır.DC motor çeşitleri, DC motor,Ayrı uyarılmış DC motor, sabit mıknatıslı DC motor, Fırçasız DC motor vb.Tüm bunların arasında başlıca sabit mıknatıslı DC motor ve fırçasız DC motor gibi farklı DC motor türleri servo olara kullanılırlar.

Ayrı Ayrı Uyarılmış DC Servo Motor

DC servo motor olarak kullanılan motorlar, genellikle alan sargısı ve armatür sarımı için ayrı DC kaynağına sahiptir.Kontrol, alan akımını veya armatür akımını kontrol ederek sağlanabilir.Alan kontrolü, armatür kontrolüne göre bazı özel avantajlara sahiptir ve diğer yandan, armatür kontrolünün saha kontrolüne göre bazı özel avantajları vardır.DC servo motoruna hangi tip kontrol uygulanması gerektiği, özel uygulamalara bağlı olarak karar verilmektedir.

Saha kontrol ve armatür kontrolü için DC servo motor çalışma prensibini tek tek inceleyelim.

Alan Kontrollü DC Servo Motor Teorisi

Resimdeki şekil, alan kontrollü bir DC servo motorun şematik diyagramını göstermektedir.Bu düzenlemede, DC motor alanı, yükseltilmiş hata sinyali olarak uyarılır ve armatür sarımı, sabit bir akım kaynağı tarafından enerjilenir.

Alan mıknatıslama doyma eğrisinin diz noktasının altında kontrol edilir.Eğrinin bu kısmında mmf doğrusal olarak uyarım akımına göre değişir.DC motorda geliştirilen tork, mıknatıslama doyma eğrisinin diz noktasının altındaki alan akımıyla doğru orantılıdır.

DC motorun genel tork denkleminden, tork T ∝ (φ Ia)’dır. Burada φ alan akısı ve Ia armatür akımıdır. Ancak sahada kontrol edilen DC servo motorda, armatür sabit akım kaynağı tarafından uyarılır, dolayısıyla burada Ia sabittir. Bu yüzden, T ∝ φ’dır.

Bir DC servo motorun alanı, amplifiye edilmiş hata sinyaliyle uyarıldığı için, motorun torku, yani motorun dönüşü, yükseltilmiş hata sinyali ile kontrol edilebilir.Sabit armatür akımı yeterince büyükse, saha akımındaki her küçük değişiklik, motor şaftındaki torkta karşılık gelen değişime neden olur.

Dönüş yönü, alanın polaritesini değiştirerek değiştirilebilir.Döndürme yönü, alan sargısının iki parçaya bölünmüş olduğu bölünmüş alan DC motoru kullanılarak da değiştirilebilir; sargının bir yarısı saat yönünde ve diğer yarısı saat yönünün tersi yönde sarılır.Amplifiye edilmiş hata sinyali, aşağıda gösterildiği gibi alanın bu iki yarısının birleşme noktasına beslenir.Saha sargısının her iki yarısının manyetik alanı birbirine karşıttır.Motorun çalışması sırasında, bu yarıklar arasında beslenen yükseltilmiş hata sinyalinin değerine bağlı olarak, bir yarının manyetik alan kuvveti diğerine hakimdir.

Bu nedenle, DC servo motor, yükseltilmiş hata sinyali voltajına göre belirli bir yönde döner.Alan kontrol DC servo motorlarının ana dezavantajı, endüktif alan devresinin daha uzun zaman sabiti nedeniyle hatanın dinamik cevabının daha yavaş olmasıdır.Alan bir elektromıknatıstır, bu nedenle temel olarak yüksek bir endüktif devre olup, hata sinyali voltajındaki ani değişiklik nedeniyle, alandaki akım, alan devresinin zaman sabitine bağlı olarak belirli bir süre sonra sabit durum değerine ulaşır.

Bu nedenle saha kontrolü DC servo motor düzeneği çoğunlukla küçük servo motor uygulamalarında kullanılmaktadır.

Saha kontrol şemasının kullanılmasının temel avantajı, motorun alan tarafından kontrol edildiği şekilde – kontrol gücü gereksiniminin, motorun nominal gücünden çok daha düşük olmasıdır.

dc motor nedir

Armatür Kontrollü DC Servo Motor Teorisi

Resimdeki şekil, armatür kontrollü bir DC servo motorun şematik diyagramını göstermektedir. Burada armatür güçlendirilmiş hata sinyali ile enerjilendirilir ve alan sabit bir akım kaynağı tarafından uyarılır.

Alan, mıknatıslama doygunluğu eğrisinin diz noktasının ötesinde çalışır.Eğrinin bu kısmında, mıknatıslama akımındaki büyük değişim için, motor alanında mmf’de çok küçük bir değişiklik vardır. Bu, servo motorun alan akımındaki değişime daha az duyarlı olmasını sağlar

Aslında armatür kontrollü DC servo motor için bunu istemiyoruz, motor herhangi bir alan akım değişikliğine cevap vermelidir.

Yine, doygunlukta, alan akısı maksimumdur.Daha önce de söylediğimiz gibi, DC motorun genel tork denklemi, T ∝ (φIa) torkudur. Şimdi eğer φ yeterince büyükse, armatür akımı Ia’daki her küçük değişim için motor torkunda belirgin bir değişim olacaktır.Bu, servo motorun armatür akımına çok duyarlı olduğu anlamına gelir.

DC motor armatürü daha az endüktif ve daha dirençli olduğundan, armatür sargısının zaman sabiti yeterince küçüktür. Bu, armatür voltajındaki ani değişiklik nedeniyle armatür akımının hızlı bir şekilde değişmesine neden olur. Bu nedenle, armatür kontrollü DC servo motorun dinamik yanıtı, alan kontrollü DC servo motordan daha hızlıdır. Motorun dönüş yönü, hata sinyalinin polaritesini ters çevirerek kolaylıkla değiştirilebilir.

Kalıcı Mıknatıslı DC Servo Motor

Sabit mıknatıslı DC motor durumunda alan kontrolü mümkün değildir, çünkü alan sürekli bir mıknatısdır.Bu durumda DC servo motor çalışma prensibi, armatür kontrollü motorunkine benzer.

DC SERVO MOTOR NEDİR SONUÇ : 

Bugün DC Servo Motor Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Temel elektronik kategorisi adına yine güzel bir yazı olduğu kanaatindeyim.Umarım faydalı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Servo Motor ve Servomekanizma Nedir ?

SERVO MOTOR – SERVOMEKANİZMA NEDİR ? 

Servo motor nedir ? Servomekanizma nedir ? Servo motor ile servomekanizma arasında nasıl bir ilişki vardır ? Servo motor nerelerde kullanılır ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Servo Motor – Servomekanizma Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

SERVO MOTOR – SERVOMEKANİZMA

Servo motorlar , servomekanizmanın yardımıyla kontrol edilen basit bir elektrik motorundan başka bir şey değildir. Eğer motor, kontrollü bir cihaz olarak, servomekanizma ile ilişkili ise DC motor ise, o zaman bilinen DC Servo Motordur.AC, kontrollü motoru çalıştırırsa AC Servo Motor olarak adlandırılır.

Servo Motor Teorisi

Motorun belirli bir açı için gerekli olduğu bazı özel elektrik motoru uygulamaları vardır.Bu uygulamalar için, belirli bir elektrik girişi (sinyal) için motorun belirli bir açıyı döndürmesini sağlayan özel bir düzenleme ile bazı özel motor tiplerine gereksinim duyuyoruz.Bu amaçla servo motor resmi haline bürünür.

Servo motor, genellikle ek servomekanizma (tipik bir kapalı devre geri besleme kontrol sistemi) yardımıyla belirli açısal dönüş için kontrol edilen basit bir DC motordur.Artık günümüzün servo sistemi büyük endüstriyel uygulamalara sahiptir.Servo motor uygulamaları, hareket yönünü kontrol etmek için uzaktan kumandalı oyuncak arabalarda dahi yaygın olarak görülür ve aynı zamanda bir CD veya DVD oynatıcının tepsisini hareket ettiren motor olarak da çok yaygın olarak kullanılır.Bunların yanı sıra, günlük yaşamımızda gördüğümüz yüzlerce servo motor uygulaması da var.

Bir servo kullanmanın arkasındaki ana sebep, açısal kesinlik sağlamasıdır, yani sadece istediğimiz kadar dönecek ve daha sonra durmak ve bir sonraki sinyalin daha fazla harekete geçmesini bekleyecektir.Servo motor, ona güç uygularken dönmeye başlayan standart bir elektrik motorundan farklıdır ve güç kapatılıncaya kadar rotasyon devam eder.Elektrik motorunun dönme hareketini kontrol edemeyiz, ancak sadece dönme hızını kontrol edebilir ve AÇIK ve KAPALI hale getirebiliriz. Şimdi “servo motor nedir?” Sorusunun cevabına geldik.

Servo motor, performansı düzeltmek için hata algılayan geri besleme yardımıyla belirli bir komut için belirli bir sınıra kadar otomatik olarak çalıştırılan özel bir motor türüdür.

Servomekanizma Nedir ?

Servo motorun çalışma prensibini anlamadan önce, ilk önce servomekanizmanın temelini anlamalıyız.

Servomekanizma

Bir servo sistemi temel olarak üç temel bileşenden oluşur – kontrollü bir cihaz, bir çıkış sensörü, bir geri bildirim sistemi.

Bu otomatik bir kapalı çevrim kontrol sistemidir. Burada, değişken giriş sinyalini uygulayarak bir cihazı kontrol etmek yerine, cihaz, çıkış sinyali ve referans giriş sinyalini karşılaştırarak oluşturulan bir geri besleme sinyali ile kontrol edilir.

Referans giriş sinyali veya komut sinyali sisteme uygulandığında, çıkış sensörü tarafından üretilen sistemin çıkış referans sinyali ve bir geri bildirim sistemi tarafından üretilen üçüncü bir sinyal ile karşılaştırılır. Bu üçüncü sinyal, kontrollü cihazın bir giriş sinyali olarak görev yapar.

Bu giriş sinyali, referans giriş sinyali ile sistemin çıkış sinyali arasında mantıksal bir fark olduğu sürece sunulur. Cihaz istenen çıkışını elde ettikten sonra, referans giriş sinyali ve sistemin referans çıkış sinyali arasında mantıksal bir fark olmayacaktır. Daha sonra, söz konusu sinyallerin yukarısındaki tezler karşılaştırılarak üretilen üçüncü sinyal, cihazı daha fazla çalıştırmak ve sisteme bir sonraki referans giriş sinyali veya komut sinyali uygulanana kadar sistemin bir başka çıkışını üretmek için yeterli olmayacaktır. Bu nedenle, bir servomekanizmanın temel görevi, bir sistemin çıkışının, rahatsızlıkların varlığında istenen değerde tutulmasıdır.

servo motor ve servomekanizma nedir

Servo Motorun Çalışma Prensibi

Bir servo motor temel olarak bir DC motorudur (bazı özel durumlarda AC motordur) ve DC motoru  servo üreten diğer bazı özel amaçlı bileşenlerle birlikte kullanılır.Bir servo ünitesinde küçük bir DC motor, bir potansiyometre, dişli düzeni ve akıllı bir devre bulacaksınız.Potansiyometre ile birlikte akıllı devre, servo’yu isteklerimize göre döndürür.Bildiğimiz gibi, küçük bir DC motor yüksek hızda dönecektir, ancak dönüşü ile üretilen tork, hafif bir yükü bile taşımak için yeterli olmayacaktır.

Bu, servomekanizmin içindeki dişli sisteminin resmin içine girdiği yerdir.Dişli mekanizması motorun yüksek giriş hızını (hızlı) alacaktır ve çıkışta, orijinal giriş hızından daha yavaş fakat daha pratik ve yaygın uygulanabilir bir çıkış hızı elde edeceğiz.Servo motor milinin başlangıç ​​pozisyonunda söyleyin, potansiyometre düğmesinin pozisyonu, potansiyometrenin çıkış portunda herhangi bir elektrik sinyali oluşmayacak şekildedir.Potansiyometrenin bu çıkış portu, hata dedektörü amplifikatörünün giriş terminallerinden biriyle bağlanır.Şimdi, hata dedektörü amplifikatörünün başka bir giriş terminaline bir elektrik sinyali verilir.Şimdi bu iki sinyal arasındaki fark, biri potansiyometreden diğeri harici kaynaktan geliyor, hata dedektör amplifikatöründe yükseltilecek ve DC motor beslenecektir.

Bu yükseltilmiş hata sinyali, DC motorun giriş gücü gibi davranır ve motor istenen yönde dönmeye başlar.Motor şaftı ilerledikçe, potansiyometre düğmesi de dişli düzeneğinin yardımıyla motor şaftına bağlı olarak döner.Potansiyometre düğmesinin konumu değiştikçe, potansiyometre portunda üretilen bir elektrik sinyali olacaktır Potansiyometre düğmesinin açısal pozisyonu ilerledikçe veya geri besleme sinyali arttıkça bu işlemde devam edecektir.Motor milinin istenen açısal pozisyonundan sonra potansiyometre düğmesi bu pozisyona ulaşır, potansiyometrede üretilen elektriksel sinyal amplifikatöre verilen harici elektrik sinyali ile aynı olur.Bu durumda, harici uygulanan sinyal ile potansiyometrede üretilen sinyal arasında fark olmadığı için amplifikatörden motor girişine çıkış sinyali olmayacaktır.Motorun giriş sinyali bu konumda sıfır olduğunda, motor dönmeyi durdurur. Basit bir kavramsal servo motor bu şekilde çalışmaktadır.

SERVO MOTOR – SERVOMEKANİZMA NEDİR SONUÇ :

Bugün Servo Motor – Servomekanizma Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Temel elektronik serisine kaldığımız yerden devam ediyoruz.Umuyorum faydalı olmaktadır.

İyi Çalışmalar

VFD (Variable Frequency Drive) Nedir ?

VFD – VARIABLE FREQUENCY DRIVE NEDİR ? 

VFD nedir ? Değişken frekanslı sürücü nerelerde kullanılır ? VFD nasıl çalışır ? VFD’nin temelleri nedir ? VFD’leri nasıl anlamalıyız ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız VFD – Variable Frequency Drive Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

VFD NEDİR ?

Tiratron doğrudan frekans çevirici ile beslenen WRIM’e dayanan ilk A.C. sürücünün (400 HP), 1932’de General Electric’in F.E Alexanderson tarafından, Pacific Gas ve Electric Company’nin Logan Güç İstasyonunda kurulduğunu bilmek ilginçtir.O zamandan bu yana, endüstriyel sürücüler, tüm dünyada birçok bilim insanı ve mühendisinin özel çabalarıyla hızla gelişti ve Değişken Frekans Sürücüsü (VFD) gibi gelişmiş sürücü teknolojisinin gelişmesiyle sonuçlandı.

VFD, temel sabit frekans, sabit voltaj sinüs dalgası gücünü (hat gücü), değişken bir frekansa, indüksiyon motorlarının hızını kontrol etmek için kullanılan değişken çıkış voltajına dönüştüren bir güç elektroniği tabanlı cihazdır.Motora beslenen gücün frekansını ve voltajını kontrol ederek üç fazlı bir asenkron motorun hızını düzenler.

Formül = Ns = (120 x f) /p

Kutup sayısı sabit olduğundan, hız değişkeni sürekli değişen frekans ile değiştirilebilir.

Değişken Frekans Sürücüsünün Çalışması

Herhangi bir Değişken Frekans Sürücüsü veya VFD, üç fazlı bir asenkron motorun kontrol edilmesi için aşağıdaki üç aşamayı içerir.

Doğrultucu Aşaması

Tam dalgalı güç diyot bazlı katı hal redresörü, standart 220, 440 veya daha yüksek şebeke beslemesinden üç fazlı 50 Hz gücü, sabit veya ayarlanabilir DC gerilime dönüştürür.Sistem, yüksek voltaj sistemi için transformatörler içerebilir.

Inverter Aşaması

IGBT, GTO veya SCR gibi güç elektroniği şalterleri, gerekli yeni frekansta bir akım veya voltaj dalga formu oluşturmak için doğrultucudaki DC gücü açıp kapatır.Halihazırda, voltaj kaynağı invertörlerinin çoğu (VSI), darbe şiddeti modülasyonunu (PWM) kullanır, çünkü bu şemadaki çıkıştaki akım ve voltaj dalga formu yaklaşık olarak bir sinüs dalgasıdır.IGBT gibi Güç Elektroniği anahtarları; GTO, DC gerilimini yüksek hızda değiştirerek, kısa genlikli sabit genlikli puls üretmektedir.Çıkış voltajı, inverterin kazancını değiştirerek değişir.Çıkış frekansı, yarım döngü başına atım sayısı değiştirilerek veya her bir zaman dilimi için periyodun değiştirilmesiyle ayarlanır.

Bir asenkron motorda ortaya çıkan akım, istenen çıkış frekansının sinüs dalgasını simüle eder.Bir PWM invertörün yüksek hızlı anahtarlama etkisi daha az dalga şekli bozulmasına yol açar ve dolayısıyla harmonik kayıpları azaltır.

Kontrol sistemi

Fonksiyonu, çıkış voltajını, yani invertörün voltaj vektörünün motora beslenmesini ve voltajın frekansa (V/Hz) sabit bir oranını kontrol etmektir.Çalışan bir motordan geri bildirim bilgisi alan ve çıkış voltajını veya frekansını istenen değerlere ayarlayan bir elektronik devreden oluşur. Kontrol sistemi SPWM (Sinüs Dalga PWM), SVPWM (Uzay Vektörü modülasyonlu PWM) veya bazı bilgisayar tabanlı bir algoritmaya dayanabilir.

Değişken Frekans Sürücüsü Altında Asenkron Motor Karakteristiği

Statorda indüklenen bir asenkron motorunda, E kayma frekansı ve hava boşluğu akısının sonucu ile orantılıdır.Stator düşmesi ihmal edilirse, terminal voltajı kayma frekansı ve akı ürünüyle orantılı olarak düşünülebilir.Besleme frekansında, terminal voltajında ​​bir değişiklik olmaksızın herhangi bir azalma, motorun manyetik doygunluğuna neden olacak şekilde hava boşluğu akışında bir artışa neden olur.Ayrıca motorun tork kapasitesi azalır.Bu nedenle, VFD veya Değişken Frekans Sürücüsü yardımıyla bir motoru kontrol ederken, V/f oranını daima sabit tutuyoruz.

Şimdi ‘K’ değişkenini tanımlayın,

Formül = K = f / frated

K <1 i.e. altındaki frekansın altında çalışma için sabit akı çalışmasına sahibiz.Bunun için tüm çalışma noktaları için sabit mıknatıslama akımı Im’i koruyoruz.

K> 1 i için, yukarıda belirtilen frekansta, terminal voltajı Vnominal sabitini koruruz.Bu alanda, birim frekansı ‘K’ başına ters oranında zayıflar.

K = 1 değerleri için sabit tork işletimine sahibiz ve bunun üzerinde sabit güç uygulamasına sahibiz.

VFD Variable frequency drive nedir

Değişken Frekanslı Sürücüleri Kullanmanın Yararları

Enerji tasarrufu

Sektörde VFD’nin birincil işlevi, enerji tasarrufu ile birlikte düzgün kontrol sağlamaktır.Değişken hızlı motor tahriki sistemi, valfler, türbinler, hidrolik transmisyonlar, damperler, vb. dahil olmak üzere diğer tüm akış kontrol yöntemlerinden daha verimlidir.Yükün, tork ve gücün olduğu değişken torklu fan ve pompa uygulamalarında vb. enerji maliyeti tasarrufu daha belirgin hale gelir.

Artan Güvenilirlik

Ayarlanabilir hız motor tahrik sistemleri, hız ve akış kontrol etmek için vanalar, dişliler, panjurlar veya türbinler kullanmak gibi geleneksel mekanik yaklaşımlardan daha güvenilirdir.Mekanik kontrol sisteminden farklı olarak, herhangi bir hareketli parçaya sahip olmadıkları için yüksek oranda güvenilirdirler.

Hız Değişimleri

Enerji tasarrufunun ötesinde, kırıcılar, konveyörler ve öğütücüler gibi uygulamalar, motor ve VFD paketlerini kullanarak en uygun hız değişimlerini sağlayabilir.Bazı önemli uygulamalarda, çalışma hızı aralığı, sabit bir frekans, güç kaynağıyla beslenen bir motorun sağlayamadığı ölçüde geniş olabilir. Konveyörler ve değirmenler söz konusu olduğunda, bir VFD ve motor sistemi, ek sürücülere olan ihtiyacı ortadan kaldıran bir  hızlandırma sağlayabilir.

Yumuşak başlangıç

Değişken Frekans Sürücüleri büyük motorları çalıştırdığında, büyük ani akım ile ilişkili dezavantajlar, yani başlangıç ​​akımı (sarım gerilimi, sargı aşırı ısınma ve bağlı bara üzerindeki voltaj düşüşü) ile ilgili dezavantajlar ortadan kaldırılır.Bu, yalıtım veya sargı hasar riskini azaltır ve daha uzun motor ömrü sağlar.

Uzatılmış Makine Ömrü ve Daha Az Bakım

VFD, motorun aşınmasını büyük ölçüde azaltır, ekipman ömrünü uzatır ve bakım maliyetlerini azaltır. Biz VFD yardımıyla (yük) bir motor başlattığınızda optimum voltaj ve frekans kontrolünde ,aşırı gerilim ,elektro termal aşırı yük, faz arızaları gibi sorunlar karşısında motora daha iyi koruma sağlar ve “ani şok”a motor maruz kalmaz ki dolayısıyla kayış, dişli ve makara sisteminin daha az aşınma ve yıpranmasını sağlayabiliriz.

Yüksek Güç Faktörü

Rotasyon, ısı, ses, vs.’ye dönüştürülen güç aktif güç olarak adlandırılır ve kilowatt’larda (kW) ölçülür. Yüklenen güç, manyetik alanlar veya kapasitörleri şarj eder, reaktif güç olarak adlandırılır ve kVAR olarak ölçülür.KW ve kVAR’ın vektörel toplamı görünür güçtür ve KVA’da ölçülür. Güç faktörü kW/ KVA’nın oranıdır. Tipik AC motorlar, 0,7 ila 0,8 arasında değişen tam yük güç faktörüne sahip olabilir. Motor yükü azaldıkça, güç faktörü azalır.VFD’leri kullanmanın avantajı, DC Bara’da, Değişken Frekans Sürücüsünün hat tarafında yüksek gç faktörünü koruyan kondansatörler içermesidir.Bu, ek olarak  pahalı kondansatörlerin ihtiyacını ortadan kaldırır.

Kayma Gücü Kurtarma

Stator tarafından rotora verilen temel güç, hava boşluğu gücü Pg olarak adlandırılır. Geliştirilen mekanik güç,

Formül = Pm = Pg – sxPg

‘SP’ terimi kayma gücü olarak adlandırılır.

Kayma çok büyükse, yani hız düşükse o zaman bol miktarda güç kaybı olur, yaygın bir örnek ise çimento endüstrisinin fırın tahrikidir.Bu güç, kayma kurtarma şeması ile kurtarılabilir.Resimdeki şemada, kayma gücü ilk olarak WRIM fırçalarıyla toplanır.Geri kazanılan bu kayma gücü daha sonra düzeltilmekte ve hat frekansına geri çevrilmekte ve bağlantı transformatöründen beslemeye enjekte edilmektedir.

Değişken Frekans Sürücüsü Uygulamaları

Birkaç örnek vermek gerekirse ;

Bunlar çoğunlukla güç indüksiyonu birkaç kW’dan az ve birkaç MW’ye kadar değişen büyük asenkron motorları (değişken yük ile uğraşmak) için kullanılmaktadır.

Çekiş sisteminde Değişken Frekans Sürücüsü kullanılır.Hindistan’da Delhi Metro Rail Corporation tarafından kullanılmaktadır.

Modern asansörlerde, yürüyen merdivenlerde ve pompalama sistemlerinde de kullanılırlar.

Günümüzde enerji verimli buzdolaplarında, AC ve Dış hava ekonomizerlerinde kullanılmaktadırlar.

VFD – VARIABLE FREQUENCY DRIVE NEDİR SONUÇ : 

Bugün VFD – Variable Frequency Drive Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Histerezis Motoru Nedir ve Nasıl Çalışır ?

HİSTEREZİS MOTORU NEDİR ve NASIL ÇALIŞIR ? 

Histerezis motoru nedir ? Histerezis motoru nasıl çalışır ? Histerezis motorunun yapısı nasıldır ? Histerezis motorunun avantajları ve dezavantajları nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Histerezis Motoru Nedir ve Nasıl Çalışır adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

HİSTEREZİS MOTORU 

Histerezis motoru, silindirik rotorlu bir senkron motor olarak tanımlanır ve yüksek tutuculuğa sahip sertleştirilmiş çeliğin rotorunda indüklenen histerezis kayıpları üzerinde çalışır.Tek fazlı bir motordur ve rotoru, mil üzerinde manyetik olmayan destekli ferromanyetik malzemeden yapılmıştır.

Histerezis Motorunun Yapısal Özelliği Nedir?

Aşağıdakilerden oluşmaktadır

Stator

Tek fazlı stator sargısı

Rotor

Şaft

Gölgelendirme bobini

Stator: Histeresiz motorun statoru, tek fazlı beslemeden senkron dönme alanı üretmek için özel olarak tasarlanmıştır.Stator iki sarımı taşır, (a) ana sarım (b) yardımcı sarım.Bir başka tipte histerezis motorunda stator, gölgeli tipte kutupları tutar.

Rotor: Histerezis motorunun rotoru yüksek histerezis kaybı özelliğine sahip manyetik malzemeden yapılmıştır.Bu tip malzemelerin örneği krom, kobalt çeliği veya alnico veya alaşımıdır.Histerezis kaybı büyük histerezis döngü alanı nedeniyle yüksek olur.

Rotor sargı veya diş taşımamaktadır.Rotorun manyetik silindirik kısmı, pirinç gibi manyetik olmayan malzemeden mil boyunca monte edilir.

Rotor, girdap akımı kaybını azaltmak için yüksek dirençlidir.

Histerezis Motorunun Çalışma Prensibi nedir?

Bir histerezis motorunun başlangıç ​​davranışı, tek fazlı bir asenkron motor gibidir ve çalışma davranışı, senkronize bir motor ile aynıdır.Adım adım davranış, aşağıda verilen çalışma prensibinde gerçekleştirilebilir.

Başlangıç ​​Koşulu ;

Stator, tek fazlı AC besleme ile enerjilendiğinde, statorda dönen manyetik alan üretilir.

Dönen manyetik alanı korumak için ana ve yardımcı sargılar, çalışma koşullarında olduğu kadar başlangıçta da sürekli olarak sağlanmalıdır.

Başlangıçta, indüksiyon fenomeni ile, sekonder voltaj, statorun dönen manyetik alanı tarafından rotorda indüklenir. Bu nedenle endüktif akım rotorda akacak şekilde üretilir ve rotor geliştirir.

Böylece endüktif akım torku, rotordaki histerez torku ile birlikte geliştirilmiştir. Rotordaki histerezis torku, rotor manyetik materyali yüksek histerezis kaybı özelliği ve yüksek kalıcılık ile gelişir.

Rotor, sabit durum çalışma koşuluna gitmeden önce kayma frekansının altına girer.

Bu nedenle, rotor, indüksiyon fenomeni nedeniyle bu girdap akım torkunun yardımıyla dönmeye başladığında, tek fazlı bir asenkron motor gibi davranır.

Sabit Durumda Çalışma Koşulu

Rotorun hızı eşzamanlı hızın yakınına geldiğinde, stator rotoru senkronizasyona çeker.

Senkronizasyon durumunda, stator alanı ve rotor alanı arasındaki göreli hareket kaybolur.Yani devam etmek için başka bir indüksiyon olayı yoktur.Bu nedenle rotorda üretilecek herhangi bir indüksiyon akımı yoktur.Böylece girdap akımlarına bağlı tork kaybolur.

Rotorun eşzamanlı hızdaki dönüşü sırasında, statordaki dönen manyetik alan akısı, indüksiyon ile rotor üzerinde kutup üretir; kuzey (N) ve güney (S) direkleri olarak adlandırılır.Böylece rotor, indüklenen manyetik eksen olarak rotor eksenine sahip kalıcı bir mıknatıs gibi davranır.

Yüksek  manyetizma veya kalıcılık için rotor kutup dayanımı sürdürülebilir veya değişmeden kalır. Yine, daha yüksek tutuculuk, daha yüksek histerezis torkudur ve histerezis torku her zaman rotor hızından bağımsızdır.Yüksek tutuculuk, stator ve rotor arasındaki sürekli manyetik kilitlemeyi mümkün kılar ve böylece motor senkron hızda döner.

Rotordaki manyetizasyon döngüsü altındaki histerezis kayıplarını oluşturmak için yapılan maksimum çalışma, B-H histerezis eğrisinin içindeki yüzey alanına eşittir.

Düşük yük torkunda, rotoru döndürmek için gerekli olan çalışma, rotorda halihazırda mevcut olan histerezis fenomeninin maksimum mıknatıslama çalışmasına eşittir. Bu nedenle, manyetik kutup ekseni her zaman gecikme olmadan statorun dönen manyetik alan eksenini takip eder.

Ancak, yük torku yeterince yüksek olduğunda, rotorda meydana gelen maksimum manyetizma çalışması, histerezisi fenomeni tarafından rotoru döndürmek için gerekli olan işi yerine getiremez.

Böylece, indüklenen manyetik alan ekseni veya rotor kutup ekseni, statorun döner manyetik alan eksenini angleh bir açıyla geciktirir. Bu nedenle, rotor kutup ekseni stator manyetik alan eksenini yakalamaya çalışır.

Yük momenti artırılırsa, bu gecikme açısı senkronize koşulun altına düşmeden önce δmax değerine kadar artırılacaktır.

Rotor kutupları hareketli stator kutuplarına doğru çekilir ve senkron hızda çalışır.

Sabit durum çalışma koşulunda kayma olmadığı için, rotorun senkron hızda çalışmasını sağlamak için sadece histeresiz torku mevcuttur ve senkron motor gibi davranır.

 

histerezis motoru nedir

Histerezis Motorunda Histeresiz Güç Kaybı, Ph Nedir?

Histerezis motorunun rotorundaki histerezis güç kaybı ;

Formül = Ph = kh x fr Xbnmax ‘tır.

Burada;

fr, rotordaki akım dönüş frekansıdır (Hz)

Bmax hava boşluğunda maksimum akı yoğunluğu değeridir (T)

Ph, histerezise bağlı ısı-güç kaybıdır (W)

kh histerezis sabiti

Histeresiz Motorda Histeresiz Tork Denklemi Nedir?

Formül = nr = ns (1-s) , fr = s x fs

Th= (5252kh x f x Bnmax)/ns -> ns  = (120x fs)/P , Th = (5252kh x Bnmax )/(120/P)’dir.

Histerezis torkunun denkleminden histerezis torkunun frekans ve hızdan bağımsız olduğu açıktır.

Histerezis Motorun Tork Hız Karakteristiği Nedir?

Histerezis motorun tork-hız özellikleri aşağıda verilmiştir.

Histerezis motorunda sabit Histerezis Torkunun oluştuğunu biliyoruz. Bu sabit değerli tork, motorun hızlandırabileceği herhangi bir yükü senkronize etmesini sağlar.

Normal çalışma aralığı karanlık dikey çizgi ile belirtilmiştir.

Hız-Tork Özellikleri Nedir?

Bir histerezis motorunun hız-tork özellikleri aşağıda gösterilmiştir.

Tork, çalışmaya başlama koşulundan neredeyse sabittir. Başlangıç ​​koşulunda, başlangıç ​​torku, histerezis torku ile birlikte girdap akımı torkudur. Ancak çalışma koşulu net çalışma torku sadece histerezis torku anlamına gelir.

Histerezis Motorunun Başlangıç ​​Torku nedir?

ΦS’nin senkron hızdaki stator akısı olduğunu varsayalım.

Φr, rotor akısıdır.Histerezis etkisi nedeniyle, Φr bir  α kadar açıda, ΦS gecikme yaşar.

Sonra üretilen başlangıç ​​torku tarafından verilir

Formül = Ts= K x Φs x Φr x sinα

K orantılı sabittir.

Histerezis Motorlarının Çeşitleri Nelerdir?

Yapım yoluyla çeşitli histerezis motorları vardır. Bunlar ;

Silindirik histerezis motorları: Silindirik rotorludur.

Disk histerezis motorları: Halka şeklindeki halka şeklindeki rotor vardır.

Çevresel Alanlı histerezis motoru: Sıfır manyetik geçirgenliğe sahip manyetik olmayan bir malzeme halkası tarafından desteklenen rotor vardır.

Axial-Field histerezis motoru: Sonsuz manyetik geçirgenliğe sahip manyetik malzemeden bir halka tarafından desteklenen rotor vardır.

Histerezis Motorunun Kullanımının Avantajları Nelerdir?

Histerezis motorunun başlıca avantajları aşağıda verilmiştir.

Dişsiz ve rotorda sarım olmadığından, çalışması sırasında mekanik titreşimler meydana gelmez.

Titreşim olmadığı için çalışması sessiz ve sessizdir.

Atalet yüklerini hızlandırmak için uygundur.

Çok hızlı çalışma, dişli çarkı kullanılarak sağlanabilir.

Histerezis Motor kullanımının dezavantajları nelerdir?

Histerezis motorunun dezavantajları aşağıda verilmiştir.

Histereziz motor, aynı boyuta sahip bir endüksiyon motorunun çıktısının dörtte biri kadar zayıf çıktısına sahiptir.

Düşük verimlilik

Düşük tork.

Düşük güç faktörü

Bu tip motor sadece çok küçük boyutlarda mevcuttur.

Histerezis Motorları Uygulamaları nelerdir?

Histerezis motorları yaygın olarak şu alanlar da kullanılmaktadır ;

Ses üretme ekipmanları

Ses kayıt cihazları

Yüksek kaliteli plak çalarlar,

Zamanlama cihazları

Elektrikli saatler,

Teleyazıcılar.

HİSTEREZİS MOTORU NEDİR VE NASIL ÇALIŞIR SONUÇ : 

Bugün Histerezis Motoru Nedir ve Nasıl Çalışır adlı yazıyı sizlerle paylaştık.Elektrik sürücüleri ile ilgili bir hayli yol aldığımızı düşünmekteyim.Umuyorum faydalı olmaktadır.

İyi Çalışmalar

Sürücü Kontrolü ve Senkron Motor Sürücüleri

SÜRÜCÜ KONTROLLERİ ve SENKRON MOTOR SÜRÜCÜLERİ NEDİR ?

Sürücü kontrolü nedir ? Elektrik sürücüleri nedir ? Senkron motor sürücüleri nedir ? Senkron motor sürücüleri nasıl kullanılır ve nerelerde kullanılır ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Sürücü Kontrolleri ve Senkron Motor Sürücüleri Nedir adlı yazımıızla karşınızdayız.

Başlayalım.

SÜRÜCÜ KONTROLLERİ ve SENKRON MOTOR SÜRÜCÜLERİ

Elektrik sürücüleri, günümüzde elektrikli motorlarda ve diğer döner makinelerde en önemli ekipman haline gelmiştir.Elektrik sürücülerinin ağırlıklı olarak üç çeşit işi gerçekleştirdiğini biliyoruz.

Çalıştırma

Hız kontrolü

Frenleme

Elektrik sürücülerinin motoru her yönden kontrol etmemizi sağladığını söyleyebiliriz.Ancak, elektrikli sürücülerin kontrolü de gereklidir çünkü sürücüler tarafından sağlanan tüm fonksiyonlar esas olarak geçici operasyonlardır, yani terminal voltajındaki, akımdaki vb. büyük değişiklikler, motora geçici veya kalıcı olarak zarar verebilir.

Bu nedenle, sürücülerin kontrol edilmesi ihtiyacı artar ve daha sonra üzerinde durulacak olan sürücülerin farklı parametrelerini kontrol etmek için çeşitli yöntemler ve araçlar vardır.

Sürücülerin Kapalı Çevrim Kontrolü

Bir kontrol sisteminde, iki tip sistem vardır, biri açık döngüdür ve diğeri kapalı döngü kontrol sistemidir.Açık çevrim kontrol sisteminde, çıkışın giriş üzerinde bir etkisi yoktur, yani kontrol olgusu çıkıştan bağımsızdır, diğer taraftan kapalı çevrim kontrol sistemi çok daha gelişmiş ve bilimseldir, burada çıkış giriş terminaline geri beslenir.Sistemin giriş miktarını belirler, örneğin eğer çıkış önceden belirlenen değerden fazlaysa giriş azalır veya tersi durum gerçekleşir.Elektrik sürücülerde geri besleme döngüleri veya kapalı döngü kontrolü aşağıdaki gereksinimleri karşılar.

Koruma

Tepki hızının arttırılması

Kararlı durum doğruluğunu geliştirmek

Aşağıdaki incelemelerde de, besledikleri besleme türünden (DC veya AC) bağımsız olarak, elektrikli sürücülerde kullanılan farklı kapalı çevrim konfigürasyonlarını göreceğiz.

Akım Limiti Kontrolü

Başlangıç ​​sırasında, ihtiyati tedbirlerin alınmadığı takdirde, motor devresinde çok büyük bir akım akışı olduğunu biliyoruz.Akımı sınırlamak ve motora beslenen akımı algılamak için akım sınırlama kontrolörü kurulur.Geri besleme döngüsü, sürücünün normal çalışmasını etkilemez, ancak akım önceden belirlenen güvenli limiti aşarsa, geri besleme döngüsü aktifleşir ve akım güvenli sınırın altına indirilir.Akım emniyet limitinin altına indirildikten sonra geri besleme döngüsü tekrar devre dışı bırakılır ve bu şekilde akım kontrolü gerçekleşir.

Kapalı Döngü Tork Kontrolü

Bu tip bir tork kontrol cihazı, otomobiller, trenler vb. gibi bataryalarla çalışan araçlarda görülür. Araçlarda bulunan hızlandırıcı, referans torku T’yi ayarlamak için sürücü tarafından bastırılır. Gerçek tork T,sürücü tarafından kontrol edilen T * ‘yi takip eder.

Kapalı Çevrim Hız Kontrolü

Hız kontrol döngüleri, sürücüler için belki de en yaygın kullanılan geri bildirim döngüleridir. Bu döngünün blok diyagramını ilk gördüğümüzde, bizim anlayabilmemiz çok daha kolay olacaktır.

Diyagramdan, iç döngü ve dış döngü olarak söylenebilen iki kontrol döngüsünün olduğunu görebiliriz. İç akım kontrol döngüsü, dönüştürücüyü ve motor akımını veya motor torkunu güvenli sınırın altında sınırlar.Şimdi kontrol döngüsünün işlevini anlayabilir ve pratik örneklerle hareket edebiliriz. Wm * referans hızının arttığını ve hızın artırılması gerektiğini gösteren pozitif bir ΔWm hatası olduğunu varsayalım.

Şimdi iç döngü akımı izin verilen maksimum akım altında tutmaktadır.Ve sürücü hızlanırsa, hız istenen hıza ulaştığında, motor torku yük torkuna eşittir ve daha fazla hızlanmaya gerek olmadığını, ancak yavaşlama olması gerektiğini belirten referans hızındaki Wm’de bir azalma olur.Vee frenleme hız kontrol cihazı tarafından izin verilen maksimum akımda yapılır.Bu nedenle, motorun düzgün çalışması ve çalışması için, motorlu araçtan frenlemeye ve frenlemeden motora sürekli olarak fonksiyon transferlerini hızlandırabileceğini söyleyebiliriz.

senkron motor sürücü nedir

SENKRON MOTOR SÜRÜCÜLERİ

Adından da anlaşılacağı gibi senkron motorlar senkron hızda döner.Senkron motorların ana avantajı 3 AC beslemede çalışabilmesi ve senkronize hızda çalıştıklarında rotora DC beslemenin verilmesidir, kayıp çok azdır.Senkron motorların sadece senkron hızlarında çalışacak şekilde tasarlandığını söyleyebiliriz, o zaman sürücülere bunların kullanım amacı  nedir? Cevap oldukça basittir, senkronize motor sürücüleri başlatma, çekme ve frenleme sürecini sorunsuz bir hale getirir.

Senkron Motorları Başlatma

Senkron motorlarla ilgili problem, kendiliğinden başlamadıklarıdır.Bu motorun başlangıç ​​yöntemini konuşmadan önce, motorun türünürotorunu ve motorun statorunu kısaca bilmeliyiz.

Senkron motorların statoru bir endüksiyon motorununkine benzer, ancak tek fark rotorda yer alır, senkron motorların rotoru DC kaynağıdır.

Şimdi, başlamadan önce, senkron motorların nasıl başladığı, neden kendi başlarına olmadıklarını bilmeliyiz? Cevap, statora 3 faz beslemesi verildiğinde, senkron hızda dönen dönen bir manyetik akı meydana gelir ve rotora da DC beslemesi verilirse, rotor eşzamanlı hızda dönen bir manyetik akı gibi davranır.Ve eğer rotora da DC beslemesi verilirse, rotor, iki adet belirgin kutuplu bir mıknatıs görevi görür.

Rotor durma konumundayken, senkron hızda dönen manyetik alanı takip edemez. Rotor kendi pozisyonunda istiflenir, çünkü zıt kutuplar rotorun kilitlediği kadar hızlı hareket eder, bu da senkron motorların kendiliğinden başlamamasının sebebidir.Şimdi senkron motorların nasıl başlatıldığına geliyoruz.İlk olarak senkron motorlar normal bir asenkron motor olarak çalıştırılır, motorun rotoru, motor rotora ulaştığında ve daha sonra konuşacağımız şekilde çekildiğinde DC beslemesi verilmez

Senkron motor sürücülerini başlatmak için başka bir yöntem harici motordur.Bu yöntemde senkron motorun rotoru bir harici motor tarafından döndürülür ve rotorun hızı eşzamanlı hıza ulaştığında, DC alanı açılır ve çeker gerçekleşir.Bu yöntemde, başlangıç ​​torku çok düşüktür ve aynı zamanda çok popüler bir yöntem değildir.

Senkron Motorların Çekilmesi

Senkron motorların rotoru eşzamanlı hıza ulaştığında, DC alan beslemesi açılır ve çekme işlemi başlar. DC beslemenin faz açısı ve tork açısı nedeniyle açılmasında olduğu gibi, motorda görülen çeşitli rahatsızlıklar vardır ve hava boşluklu akı kutuplarının bir kaç tane kayması da görülmektedir.Çekme işlemi tamamlandığında, rotor senkron hız kazanır. DC beslemenin mümkün olduğunca hızlı bir şekilde çekilmesi en uygun açı ile açılmalıdır.Senkron motorun endüksiyon motoru olarak çalıştığı durumlarda olduğu gibi, indüksiyon motoru en yüksek hızda olduğunda DC beslemesi beslenmelidir, bu en iyi an olacaktır, çünkü hız farkı bu zaman noktasında en az olacaktır.

Senkron Motorların Frenlenmesi

Bildiğimiz gibi, üç tür frenleme, yani rejeneratif, dinamik ve tıkanma tipi frenleme vardır. Ancak senkron motor sürücüler için sadece dinamik frenleme uygulanabilir, fakat takma teorik olarak uygulanabilir.Rejeneratif frenleme, senkron hızdan daha yüksek hıza ihtiyaç duyduklarından bunlara uygulanamaz.Dinamik frenleme, motorun şebekeden ayrılması ve üç fazlı bir rezistansa bağlanmasıyla yapılır. O zaman motor senkron bir jeneratör olarak çalışır ve dirençlerden enerji dağıtılır.Takma yüksek akımlı akımın ciddi problemlere ve hatta hasara neden olabileceğinden, takma senkron motorlar için kullanılmaz.

SÜRÜCÜ KONTROLLERİ ve SENKRON MOTOR SÜRÜCÜLERİ NEDİR SONUÇ:

Bugün Sürücü Kontrolleri ve Senkron Motor Sürücüleri Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur.Temel elektronik serisine devam ediyoruz.

İyi Çalışmalar

Step Motor İnceleme

STEP MOTOR İNCELEME YAZISI

Step motor nedir ? Step motor nasıl çalışır ? Step motorun özellikleri nedir ? Step motorun servo motordan farkı nedir ? Step motor nerelerde kullanılır ? Bugün Step Motor İnceleme adlı yazımızı sizlerle paylaşıyoruz.

Başlayalım.

STEP MOTOR İNCELEME

Step motoru, adım adım dönen bir DC motor türüdür.Elektrik sinyali step motora uygulandığında, motor kademeli olarak dönmektedir  ve dönme hızı, elektrik sinyallerinin uygulandığı hıza ve dönme yönünde palsların çeşidine bağlıdır.

Bir step motor, normal olarak kalıcı bir mıknatıs olan bir rotordan oluşur.İfade edecek olarak ismine ise , motorun dönen bileşeni diyebiliriz.Bir stator, sarım şeklinde olan başka bir bölümdür.Resim üzerindeki şemada, merkez stator sargısı ile çevrelenen rotordur.Bu dört fazlı sarım olarak adlandırılır.

Step Motorun Çalışması

Stator sargısındaki orta tapa, bobin topraklandığında sargıda akımın yön değiştirmesine izin verir. Statorun manyetik özelliği değişir ve rotoru seçici olarak çeker veya iter ki böylece motor için bir adım hareketi meydana gelir.

Adım Sırası

Motorun doğru hareketini sağlamak için bir adım dizisi takip edilmelidir.Bu kademeli sıra, stator fazına uygulanması gereken voltajı verir.Normalde 4 adımlı bir dizi takip edilir.

Sıra 1’den 4’e kadar olan aşamada izlendiğinde, saat yönünde dönme dönüşü elde edilir ve 4. adımdan 1’e kadar izlendiğinde, saat yönünün tersine dönüş olur.

Adım NoAA’BB’
11001
21100
30110
40011

 

Arayüz Şeması

Resim üzerindeki şema, adım motorunun bir mikro denetleyici ile arayüzünü göstermektedir.Bu genel bir diyagramdır ve PIC mikro denetleyici, AVR veya 8051 mikro denetleyici gibi herhangi bir mikro denetleyici ailesine uygulanabilir.

Mikro denetleyici motoru çalıştırmak için yeterli akım sağlayamadığından, motoru sürmek için ULN2003 gibi bir sürücü kullanılır.Benzer şekilde, motoru çalıştırmak için bireysel transistörler veya herhangi bir başka sürücü IC(Integrated Circuit) de kullanılabilir.Gerekirse, harici çekmeli dirençleri kullandığınız mikro denetleyiciye bağlı olarak pimlere bağlandığını görebilirsiniz.Motor asla denetleyici pimlerine doğrudan bağlanmamalıdır.Motor voltajı motorun boyutuna bağlıdır.

Tipik bir 4 fazlı uni-polar step motorun 5 terminali vardır. 4 fazlı terminaller ve toprağa bağlı merkez tapanın ortak bir terminalidir.

Saat yönünde modda sürekli rotasyon için programlama algoritması aşağıda verilmiştir.

Başlayalım ,

Motor için kullanılan port pinlerini çıkış olarak başlatın.

500 ms olduğunu varsaydığımız bir gecikme programı yazın

Pinler üzerinde ki ilk sıralı çıktılar  -0 × 09

Gecikme fonksiyonunu çağırın

Pinler üzerinde ki ikinci sıralı çıktılar  -0 × 0 c

Gecikme fonksiyonunu çağırın

Pinler üzerinde ki üçüncü sıralı çıktılar  -0 × 06

Gecikme fonksiyonunu çağırın

Pinler üzerinde ki ilk sıralı çıktılar  -0 × 03

Gecikme fonksiyonunu çağırın

3. adıma geçin

step motor inceleme yazısı

Adım açısı

Tam bir dönüşü tamamlamak için gereken adım sayısı, adım motorunun adım açısına bağlıdır.Adım açısı, adım başına 0,72 dereceden 15 dereceye kadar değişebilir.Bir dönüşü tamamlamak için bu 500 ila 24 adım arasında gerekli olabilir.Pozisyon kontrol uygulamalarında motor seçimi, adım başına gerekli olan minimum dönüş derecesine dayanmalıdır.

Yarım adım

Step motorlar, gerçek adım açısının yarısında kullanılabilir.Buna yarım adım denir.Bir motorun adım başına 15 derece olduğunu varsayalım, o zaman adım başına 7.5 derece dönecek şekilde programlanabilir, bu sayede özel bir yarım adımlama sırası uygulayabilirsiniz.

Adım NoAA’BB’
11001
21000
31100
40100
50110
60010
70011
80001

 

8051 Mikrokontrolör için C Kodu

#include

#define out P1 //Motor düşük Port1 üzerine bağlandı

#define step 50 //motorun bir dönüşü 1.8 derece

Unsigned char i;

Void delay (unsigned char k);

Void main()

{

For (i=0 ; i>0 ; k–)

{

For (j=0; j<<40000; j++);

}

}

Step Motor vs. Servo Motor

Hem step motor hem de servo motor öncelikli olarak pozisyon kontrol uygulamalarında kullanılır. Fakat servo ve step motorların çalışma ve yapımında bir fark vardır.Step motor, rotorları üzerinde çok sayıda kutup veya dişe sahiptir ve bu dişler, statorun elektriksel olarak mıknatıslanmış bobininin çekildiği veya itildiği manyetik kuzey ve güney kutupları gibi hareket eder.Bu, bir stepperın oluşturduğu adım hareketine yardımcı olur.

Diğer yandan, bir servo motorda, konum, motor şaftını hareket ettirmek için bir hata sinyali oluşturan özel devre ve geri besleme mekanizması tarafından kontrol edilir.

STEP MOTOR İNCELEME YAZISI SONUÇ :

Bugün Step Motor İnceleme adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Step motorlara dair daha önce de kılavuz niteliğinde yazılar paylaşmıştık.Umuyorum konunun anlaşılması açısından faydalı olmaktadır.Diğer bir temel elektronik yazısında görüşmek üzere.

İyi Çalışmalar

DC Motor Sürücüleri ve Frenlenmesi

DC MOTOR SÜRÜCÜLERİ ve FRENLENMESİ NEDİR ? 

DC Motor sürücüleri nedir ? DC Motor sürücüleri nasıl frenlenir ? DC motor sürücülerinde frenleme ne işe yarar ? DC motorlarda frenlemenin önemi nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız DC Motor Sürücüleri ve Frenlenmesi Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Asenkron motorlar ile ilgili yazımızın ardından DC motorlara da bir bakalım.

Başlayalım.

DC MOTOR SÜRÜCÜLERİ & FRENLENMESİ

Her yerde DC motorlar büyük uygulamalarda kullanılır, bu motorların düzgün çalışması ve çalışması için sürücülerin kullanılması çok gereklidir. DC motor sürücüleri, genellikle iyi hız regülasyonu, sık çalışma, fren ve ters/geri yönde çalışmak için kullanılır.DC motorlar için kullanılan sürücülerin pratik uygulamalarını ayarlamadan önce, farklı amaçlar için kullanıılan elektrikli sürücülerin farklı çalışma alanlarını inceleyelim.

Biliyoruz ki, normalde bir DC motorun rotoru, fırçalar yoluyla komütasyon işlemi ile enerjilendirilir.Bu nedenle izin verilen maksimum başlangıç ​​akımı, kıvılcım çıkarmadan fırçalar tarafından güvenle yapılabilen akım tarafından belirlenir.Genel olarak, motorlar, başlangıç ​​koşulu sırasında anma akımının neredeyse iki katını taşıyabilmeleri için tasarlanmıştır.Ancak, özel olarak tasarlanmış bazı motorlar için bu, nominal akımın yaklaşık 3-5 katı olabilir.Fakat başlangıç ​​koşulu sırasında neden DC motor devresinden çok fazla akım akar?

Bunun nedeni, motorun hareketsiz durumda olması durumunda, devrede sadece küçük bir direnç bulunmaktadır ki böylece geri emf üretilmemektedir.Bu nedenle motor, terminali boyunca tam besleme gerilimi ile çalıştırıldığında, motor boyunca devasa bir akım akışı meydana gelir ve bu da, komütatörlerde ağır kıvılcımlar nedeniyle motora zarar verebilir ve büyük miktarda ısı üretilir.DC motorların çalıştırılması sırasında bazı önlemlerin alınmasının nedeni budur.Bir DC motor sürücüsünün hızı, genellikle resim üzerindeki şekilde gösterildiği gibi başlangıç ​​akımını sınırlamak için de kullanılabilen değişken direnç metodu ile kontrol edilir.

Motor hızlanır ve arka emf arttığında, dirençler devre tarafından birer birer kesilir ve bu nedenle akım izin verilen sınırlar içinde tutulur.

DC Motorların Frenlenmesi

Frenleme, DC motor sürücüler için çok önemli bir işlemdir.Bir motorun hızını azaltma veya tamamen durdurma ihtiyacı, herhangi bir anda, yani frenleme uygulandığında ortaya çıkabilir.DC motorların frenlenmesi temel olarak motor bir jeneratör olarak çalışırken negatif motor torkuna neden olur ve bunun sonucunda motorun hareketi tersine döner.

DC motorların başlıca üç tip frenlemesi vardır:

Rejeneratif frenleme

Dinamik veya reostat frenleme

Tıkaçla veya geri voltaj frenleme.

Üretilen enerji kaynağa verildiğinde rejeneratif frenleme gerçekleşir veya bunu şu denklemle gösterebiliriz:

E > V ve  (-Ia)

Alan akısı nominal değerin üzerine çıkılamayacağından, rejeneratif frenleme sadece motorun hızı nominal değerden yüksek olduğunda mümkündür.Hız tork karakteristikleri resim üzerindeki grafikte gösterilmiştir. Rejeneratif frenleme meydana geldiğinde, terminal voltajı yükselir ve sonuç olarak, bu güç miktarı beslemesinden kurtulur.Yüklerin devrede birbirine bağlı olmasının nedeni budur. Dolayısıyla, rejeneratif frenlemenin sadece rejeneratif gücü absorbe edecek kadar yeterli yük olduğunda kullanılması gerektiği açıktır.

Dinamik Frenleme, armatürün dönüşünün kendisinin frenlemeye neden olduğu DC motor sürücülerinin bir başka frenleme türüdür.Bu yöntem aynı zamanda yaygın olarak kullanılan bir DC motor sürücü sistemidir.Frenleme istendiğinde, motorun armatürü kaynağından ayrılır ve armatür boyunca bir dizi direnç verilir.Daha sonra motor bir jeneratör görevi görür ve akım ters yönde akar ve bu da alan bağlantısının tersine çevrildiğini gösterir.Ayrı ayrı uyarılmış ve seri DC motorun şeması her ikisi de resim üzerinde şekilde gösterilmiştir.

Frenleme hızlı bir şekilde gerçekleşmesi gerektiğinde, direnç (RB) bazı bölümler olarak kabul edilir. Fren meydana geldiğinde ve motorun hızı düştüğünde, ışık ortalama torkunu korumak için direnç birer birer kesilir.

Tıkaçla frenleme ihtiyacı olduğunda besleme voltajının ayrıldığı bir frenleme türüdür.Frenleme sırasında devreye bir direnç de getirilir.Besleme voltajının yönü rezerve edildiğinde armatür akımı ayrıca arka emfyi çok yüksek bir değere zorlar ve dolayısıyla motoru frenler.Seri motor için, tıkaç kullanmak için sadece armatür tersine çevrilir. Ayrı ayrı uyarılmış ve seri uyarılmış motorların şeması resimde gösterilmiştir.

dc motor sürücüleri ve frenlenmesi

DC Motor Sürücülerin Hız Kontrolü

Elektrikli sürücülerin ana uygulaması, DC motorların frenlenmesi gereği olarak söylenebilir.Dönen DC motor sürücülerinin hızını açıklayan denklem;

Formül = wm = (V/Ke x α) + (Ra / Ke x α)2 x T

Şimdi, bu denkleme göre, bir motorun hızı aşağıdaki yöntemlerle kontrol edilebilir.

Armatür voltaj kontrolü

Alan akı kontrolü

Armatür direnci kontrolü

Bunların hepsinde, yüksek verim ve iyi hız regülasyonu ve iyi geçiş cevabı nedeniyle armatür voltaj kontrolü tercih edilir.Ancak bu yöntemin tek dezavantajı, sadece nominal hızın altında çalışabilmesidir, çünkü armatür voltajının nominal değeri aşmasına izin verilmez.Armatür voltajı kontrolü için hız tork eğrisi resimde gösterilmiştir.

Nominal hızın üzerinde hız kontrolü gerektiğinde, alan akı kontrolü kullanılır.Normalde sıradan makinelerde, maksimum hızın nominal hızın iki katına kadar çıkmasına izin verilir ve özel olarak tasarlanmış makineler için bu, nominal hızın altı katına kadar çıkarılabilir.Saha akı kontrolü için tork hızı özellikleri resimde ki şekilde gösterilmiştir.

Armatür voltajı kontrolü ve alan akı kontrolü, nominal hızın altında ve üstünde çalışmak için nasıl yapılır? Resim üzerinde ki şekilde gösterilmiştir.

Şimdi, sonunda direnç kontrol yöntemine geliyor. Burada hız, armatürle seri bağlı harici bir dirençte güç harcayarak değişir. Bu yöntem çok fazla kullanılmaz çünkü hızın kontrol edilmesinde etkisiz bir yöntemdir ve sadece hız kontrol süresinin çekiş gibi toplam çalışma süresinin sadece bir kısmını oluşturduğu yerlerde kullanılır.DC motor sürücülerinin hız tork eğrisi resimde  verilmiştir.

DC MOTOR SÜRÜCÜLERİ ve FRENLENMESİ NEDİR  SONUÇ :

Bugün DC Motor Sürücüleri ve Frenlenmesi Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Frenleneme ve genel olarak sürücülerle alakalı bilgi vermeye devam ediyoruz.

Umuyorum faydalı olmaktadır.

İyi Çalışmalar

Asenkron Motor Frenleme Nedir ?

ASENKRON MOTOR FRENLEME NEDİR ?

Asenkron motor frenleme nedir ? Frenleme nedir ? Frenlemenin çeşitleri nedir ? Frenleme nasıl kullanılır ve çeşitleri nedir ? Bugün Asenkron Motor Frenleme Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaşıyoruz.

Frenleme ve asenkron motorlarda frenleme hakkında birtakım bilgileri beraber inceleyelim.

Başlayalım.

ASENKRON MOTORLARDA FRENLEME

Asenkron motorlar çeşitli yerlerde kullanılır.Asenkron motorların hız kontrolü oldukça zordur ve bu yüzden kullanımları kısıtlanmıştır.Hız regülasyonu mümkün olduğu için DC motorlar kullanılması mantıklı görünmektedir. Ancak, asenkron motor sürücüleri icat edildiğinde ve uygulandığında, DC motorlara göre birçok avantajdan dolayı tercih edilmiştir.Motorların kontrolü her ne zaman yapılırsa, asenkron motorlarda olduğu gibi frenleme en önemli terimdir.

Asenkron motor frenleme, farklı yöntemler ile yapılabilir.

Asenkron motorun rejeneratif frenlemesi

Asenkron motorun tıkamalı frenlenmesi

Asenkron motorun dinamik frenlemesi  ;  (daha fazla kategorize edilebilir)

AC dinamik kırılma

Kondansatörler kullanarak kendinden tahrikli frenleme

DC dinamik frenleme

Sıfır Sıralı frenleme

Asenkron Motorunun Rejeneratif Frenlemesi

Bir asenkron motorunun gücünün (girişi) Pin , formül olarak gösterimi;

Pin = 3VIscosφs

Burada, φs stator faz voltajı V ile stator faz akımı arasındaki faz açısıdır.Şimdi, motorun çalışması için φs <90o ve frenleme işlemi için φs >90o olmalıdır.Motorun hızı eşzamanlı hızdan daha fazla olduğunda, motor iletkenleri ile hava boşluğu döner alanı arasındaki göreceli hız tersine döner, bunun sonucunda 90o‘den daha büyük ve güç akışı tersine ve dolayısıyla rejeneratif frenleme faz açısı oluşur. Hız tork eğrilerinin yapısı, resimdeki şekilde gösterilmiştir.Kaynak frekansı sabitlendikten sonra, asenkron motorunun rejeneratif frenlemesi ancak motorun hızı senkron hızdan daha büyük olduğunda gerçekleşebilir, ancak değişken frekans kaynağı ile senkronize hızdan daha düşük hızlarda endüksiyon motorunun rejeneratif frenlemesi gerçekleşebilir.Bu tür bir frenlemenin ana avantajı üretilen gücün tam olarak kullanıldığı ve bu tip frenlemenin ana dezavantajının sabit frekans kaynakları için frenlemenin senkron hızların altında olamayacağı olduğu söylenebilir.

Asenkron Motorun Tıkamalı Frenlenmesi

Takma endüksiyon motor frenlemesi, motorun faz sırasını ters çevirerek yapılır.Endüksiyon motorunun takma freni, herhangi bir iki faz statorunun besleme terminalleri ile olan bağlantılarının değiştirilmesiyle yapılır.Ve bununla birlikte motorun çalışması, frenlemeyi tıkayabilir.Tıkama takarken (2 – s), motorun orijinal kayması s ise, aşağıdaki şekilde gösterilebilir.

Formül = Sn = -wms – wm / -wms = 2 – s

Resimdeki şekilde, torkun, sıfır hızda sıfır olmadığını görebiliriz.Bu nedenle motorun durdurulması gerektiğinde, beslemeden sıfıra yakın bir hızda kesilmelidir.Motor ters yönde dönecek şekilde bağlanmıştır ve tork sıfırda veya başka herhangi bir hızda sıfır değildir ve sonuç olarak motor ilk önce sıfıra iner ve ardından zıt yönde yumuşak bir şekilde hızlanır.

Asenkron Motorun Dinamik Frenlemesi

Endüksiyon motorunun dört tipi dinamik frenleme veya reostatik frenlemesi vardır.

AC Dinamik Frenleme

Bu tür bir asenkron motor freni, motorun, üç fazdan herhangi birinin kaynağından ayrılmasıyla tek fazlı bir besleme üzerinde çalışacak şekilde yapıldığı ve açık bırakıldığı veya başka bir faza bağlandığı zaman elde edilir.Bağlantısı kesilen faz açık bırakıldığında, iki uçlu bağlantı olarak adlandırılır ve bağlantısız faz başka bir makine fazına bağlandığında, üç yük bağlantısı olarak bilinir.Frenleme işlemi kolayca anlaşılabilir.Motor 1-faz besleme ile çalışırken, motor pozitif ve negatif sırayla beslenir, bu zamanda , makine tarafından üretilen net tork, pozitif ve negatif sıra voltajından kaynaklanan torkların toplamıdır.Yüksek dirençte net tork negatif bulunur ve frenleme oluşur.Resimdeki şekilden iki ve üç yük bağlantısı anlaşılabilir.

Kondansatör kullanarak kendinden tahrikli frenleme

Resimdeki şekiller devre şemasını ve kapasitörleri kullanan kendinden tahrikli frenlemenin çeşitli özelliklerini göstermektedir.Şekilde görebileceğimiz gibi, bu yöntemde, kapasitörler, motorun kaynak terminalleri boyunca sürekli olarak bağlı tutulur.Kondansatörlerin değeri, motoru uyarmak ve bir jeneratör olarak çalışmasını sağlamak için yeterli reaktif akım sağlama yeteneklerine bağlı olarak seçilir.Böylece, motor terminalleri kaynaktan ayrıldığında, motor kendinden tahrikli bir jeneratör olarak çalışır ve üretilen tork ve alan zıt yönündedir ve asenkron motor frenleme işlemi gerçekleşir. Şekildeki, A eğrisi, yük mıknatıslanma eğrisini temsil etmez ve B hattı, kondansatörler tarafından verilen akımdır.

Burada E, faz başına stator tarafından indüklenen voltajdır.

Frenleme torkunu arttırmak ve üretilen enerjiyi kullanmak için bazen dış elektrik direnci stator terminallerine bağlanır.

asenkron motor frenleme nedir

DC Dinamik Frenleme

Bu tür bir frenlemeyi elde etmek için, çalışan bir asenkron motorun statoru bir DC kaynağına bağlanır. İki ve üç yük bağlantısı, yıldız ve delta bağlantılı statorlar için iki yaygın bağlantı türüdür.

Diyot köprüsüyle iki yük bağlantısının bir devre içinde nasıl elde edilebileceğini göstermek için resimde bir başka diyagram gösterilmektedir.

İki Yüklü DC Dinamik Frenleme Çalışması

Şimdi çalışma yöntemine gelince, AC beslemesinin kesildiği an ve asenkron motorunun terminalleri boyunca DC beslemesi verildiğinde, DC akım akışı ve motorun rotoru nedeniyle oluşan bir manyetik alanı var.Bu alan, rotor sargısında bir alan yaratır ve sonuç olarak makine bir jeneratör olarak çalışır ve üretilen enerji rotor devre direncinde dağılır ve asenkron motorunun dinamik frenlemesi gerçekleşir.

Sıfır Sıralı Frenleme

Bu tip frenlemede, üç stator fazı seri olarak bağlanır ve tek fazlı AC veya DC bunların karşısındadır (resimde gösterildiği gibi).Bu tip bağlantıya sıfır dizi bağlantısı denir, çünkü tüm stator sargılarındaki akım ko-fazsaldır.Bağlı besleme AC olduğunda, elde edilen alan boşlukta iken  beslemesi DC olduğunda, besleme sabit büyüklükte olduğunda besleme frekansında titreşir.Bu endüksiyon motor frenlemenin ana avantajı, tüm stator fazlarının eşit şekilde yüklü olmasıdır.AC dinamik frenleme gibi büyük rotor direnci gerektirmez, büyük rotor direnci gerektirmez. Devre şeması ve hız tork özellikleri resimde gösterilmiştir.

ASENKRON MOTOR FRENLEME NEDİR SONUÇ :

Bugün Asenkron Motor Frenleme Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Asenkron motorlarda frenleme hakkında birtakım bilgileri beraber inceleme fırsatı bulduk.Umuyorum faydalı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Motor Güçleri ve Sınıflandırılması Nedir ?

ELEKTRİK MOTOR GÜÇLERİ VE SINIFLANDIRILMASI NEDİR ? 

Elektrik motor güçleri nedir ? Motor gücü neye göre belirlenir ? Motor güçleri nasıl sınıflandırılırlar ? Motor güçlerini nasıl anlamalıyız ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Motor Güçleri ve Sınıflandırılması Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

ELEKTRİK MOTOR GÜÇLERİ VE SINIFLANDIRILMASI

Elektrikli makineler için güç sınıflandırması, bu makinenin düzgün çalışması için gereken besleme voltajını gösterir, aynı zamanda makineden kolaylıkla akabilen izin verilen maksimum akım miktarını gösterir ve eğer bu parametreler bunun üzerine çıkarsa, makinede problem çıkma ihtimali artacaktır.

Benzer şekilde, motor gücü sınıflandırması hakkında konuştuğumuzda, elektrik motorundan maksimum verimin elde edildiği uygun koşulları aramaktayız.Motor yetersiz olduğunda, aşırı yüklenme nedeniyle sık sık hasar ve kapanmalar olacaktır ve bu hiçbir zaman istenmez.

Öte yandan, bir motorun güç derecesi dikkatsizce kararlaştırılırsa, başlangıçtaki maliyet ve daha sonra nominal güç altındaki çalışma nedeniyle enerji kaybı, bu seçimi tamamen ekonomik olmayan hale getirir.

Elektrik motor gücü sınıflandırmasının diğer bir önemli kriteri, motorun çalışması sırasında ısı üretilmesi ve motordaki devre ve sürtünmede I2R kaybına bağlı olarak kaçınılmaz olmasıdır.Bu nedenle, motorun havalandırma sistemi, üretilen ısının mümkün olduğunca çabuk yayılması için çok dikkatli bir şekilde tasarlanmalıdır.Motorun çıkış gücü doğrudan sıcaklık yükselmesiyle ilişkilidir, bu nedenle termal yükleme olarak da adlandırılır.

Havalandırma sistemi, işletim sırasında üretilen ısı, motor tarafından çevreye yayılan ısıya eşit veya daha az olacak şekilde tasarlandığında, termal dağılım ideal olacaktır.Şimdi, motorların tasarımı nedeniyle, motorun her yerinde sıcaklık aynı değildir.Sarımlarda yüksek miktarda ısı üretilmektedir çünkü sarımlar daha yüksek ısı oluşumuna neden olmaktadır.Sarımda kullanılan yalıtım malzemeleri, çalışma sırasında motorun içinde üretilen ısı miktarına bağlı olarak da seçilmektedir.Sonuç olarak, motor gücü oranının seçilmesi;

Uygun termik motor modelini elde etmek ve makineyi düzgün bir şekilde tasarlamak.

Motor çalışma sınıfını bulmak.

Çeşitli çalışma sınıfları için motor derecelerinin hesaplanması adına faydalı olacaktır.

Motor Çalışma Sınıfı ve Sınıflandırılması

Şimdi, hemen hemen her uygulamada, elektrik motorları kullanılıyor ve bunları kontrol etmek için elektrikli sürücüler kullanılıyor.Ancak tüm motorların çalışma süresi aynı değildir.Bazı motorlar her zaman çalışır ve bazı motorların da çalışma süresi ,  bekleme süresinden daha kısadır.Buna bağlı olarak, motor çalışma sınıfı kavramı tanıtılmakta ve motorun bu çalışma döngülerine göre sekiz kategoriye ayrılmaktadır.

Sürekli çalışma

Kısa zamanlı çalışma

Aralıklı periyodik çalışma

Hareket ile aralıklı periyodik çalışma

Hareket ve frenleme ile aralıklı periyodik çalışma

Aralıklı periyodik yük ile sürekli çalışma

Hareket ve frenleme ile sürekli çalışma

Periyodik hız değişiklikleri ile sürekli çalışma

Sürekli çalışma

Bu çalışma, motorun yeterince süre çalıştığını ve elektrik motoru sıcaklığının sabit durum değerine ulaştığını gösterir.Bu motorlar kağıt fabrikası sürücülerinde, kompresörlerde, konveyörlerde vs. kullanılır.

Kısa zamanlı çalışma

Bu motorlarda, çalışma süresi çok düşüktür ve ısıtma süresi soğutma süresinden çok daha düşüktür. Böylece, motor tekrar çalıştırılmadan önce ortam sıcaklığına ulaşır.Bu motorlar vinç sürücülerinde, ev tipi cihazlar için tahrikler, valf sürücülerinde kullanılır.

motor güçleri ve sınıflandırılması nedir

Aralıklı periyodik çalışma

Burada motor bir süre çalışır ve daha sonra dinlenme süresi vardır.Her iki durumda da, sıcaklığın sabit durum değerine yükseltilmesi veya oda sıcaklığına soğutulması için zaman yetersizdir.Bu pres ve sondaj makinesi sürücülerinde görülür.

Hareket ​​ile aralıklı çalışma

Bu tür çalışmalarda, göz ardı edilemeyen ve o sırada bir ısı kaybı olan bir başlangıç ​​dönemi vardır. Bundan sonra, sabit durum sıcaklıklarına ulaşmak için yeterli olmayan çalışma periyodu ve dinlenme periyodu vardır.Bu motor çalışma sınıfı yaygın metal kesme ve sondaj aracı sürücüler, vinç vb. kullanılır.

Hareket ​​ve Frenleme ile Aralıklı Periyodik Çalışma

Bu tip sürücülerde, çalıştırma ve frenleme sırasında ısı kaybı göz ardı edilemez.Dolayısıyla, ilgili dönemler başlangıç ​​periyodu, çalışma periyodu, fren periyodu ve dinlenme periyodudur, ancak tüm periyotlar ilgili sabit durum sıcaklıklarına ulaşmak için çok kısadır.

Aralıklı Periyodik Yük ile Sürekli Çalışma

Bu tür motorlu görevlerde, her şey periyodik çalışma ile aynıdır, ancak burada dinlenme periyodunun yerine bir yük çalışma periyodu meydana gelmez.Presleme, kesim bu sistemin örnekleridir.

Hareket ve Frenleme ile Sürekli Çalıştırma

Aynı zamanda bir başlangıç, hareket ve frenleme periyodudur ve dinlenme periyodu yoktur.Yel değirmeni ana sürücüsü bir örnektir.

Periyodik Hız Değişiklikleri ile Sürekli Çalışma

Bu tür bir motor görevinde, farklı yüklerde ve hızlarda farklı çalışma süreleri vardır.Ancak dinlenme süresi yoktur ve tüm periyotlar sabit durum sıcaklıklarına ulaşmak için çok kısadır.

ELEKTRİK MOTOR GÜÇLERİ VE SINIFLANDIRILMASI SONUÇ : 

Bugün Elektrik Motor Güçleri ve Sınıflandırılması adlı yazıyı sizlerle paylaştık.Sürücü ve motorlarla ilgili yazılarımıza devam ediyoruz.Umarım faydalı oluyordur.

İyi Çalışmalar

Sürücü ve Sürücü Çeşitleri Nedir ?

SÜRÜCÜ VE SÜRÜCÜ ÇEŞİTLERİ NEDİR ? 

Sürücü nedir ? Sürücüler nasıl kullanılır ? Sürücüler nasıl sınıflandırılırlar ? Sürücüler nasıl çalışır ? Sürücülerin temel yapısı nasıldır ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Sürücü ve Sürücü Çeşitleri Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

SÜRÜCÜ VE SÜRÜCÜ ÇEŞİTLERİ

Elektrik motoru veya elektrik jeneratörü kullanıldığında, bu makinelerin dönme hızının, sadece uygulanan akım ve kaynak akımının frekansı ile tamamen kontrol edildiğini düşünürüz.Ancak bir elektrikli makinenin dönüş hızı, sürücü kavramının uygulanmasıyla da tam olarak kontrol edilebilir.Bu konseptin avantajı, hareket kontrolünün , sürücü yardımı ile kolayca optimize edilebilmesidir.Çok basit bir ifadeyle, elektrikli makinelerin hareketini kontrol eden sistemler, sürücüler olarak bilinir.Tipik bir sürücü sistemi, bir elektrik motoru (birkaç olabilir) ve motor milinin dönüşünü kontrol eden gelişmiş bir kontrol sistemi ile entegre edilir.Ardından , yazılımlar yardımıyla  kontrol etme kolayca yapılabilir.Böylece, kontrol daha da doğru hale gelir ve sürücülerde de bizlere tam anlamıyla burada kullanım kolaylığı sağlar.

Bu sürücü sistemi, fabrikalar, ulaşım sistemleri, tekstil fabrikaları, fanlar, pompalar, motorlar, robotlar vb. gibi çok sayıda endüstriyel ve ev içi uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır.Dizel veya benzinli motorlar, gaz veya buhar türbinleri, motorlar ve elektrik motorları hidrolik için ana taşıyıcı olarak sürücüler kullanılır.Şimdi elektrik sürücülerin tarihine bakacak olursak, ilk olarak 1838 yılında Rusya’da B.S.Iakobi ,aküden beslemesi sağlanan bir DC elektrik motorunu test ederken ve  bununla bir tekneyi kontrol etmeye çalışırken tasarlandı.Endüstriyel adaptasyon, uzun yıllar sonra ,1870 civarında gerçekleşmiş olsa da , bugün neredeyse her yerde elektrik sürücülerin uygulanması görülmektedir.

Çok temel olan blok şeması, resimde gösterilmiştir.

Sürücülerin Sınıflandırılması veya Sürücü Türleri

Elektrik sürücülerin sınıflandırması, sürücü sisteminin çeşitli bileşenlerine bağlı olarak yapılabilir. Şimdi tasarıma göre, sürücüler tek motorlu sürücü, grup motor sürücü ve çoklu motor sürücü gibi üç tipte sınıflandırılabilir.Tek motorlu tipler temel olarak basit metal işleme, ev tipi cihazlar vb. kullanılan çok temel tipte sürücülerdir.Grup sürücüler, modern endüstrilerde çeşitli karmaşık problemler için kullanılmaktadır.Çok motorlu sürücüler ağır endüstrilerde veya demiryolu taşımacılığı gibi birden fazla motor ünitesinin gerektiği yerlerde kullanılır.Başka bir bakış açısından yaklaşırsak, bu sürücüler iki tiptir:

Geri dönüşümlü tip sürücüler

Geri dönüşümsüz tip sürücüler.

Bu, esas olarak sürücü sisteminin üretilen akı yönünü değiştirmesine bağlıdır.

Sürücünün Parçaları

Bir sürücünün temel devre tasarımını ve bileşenlerini gösteren şema, sürücülerin yük, motor, güç modülatörü, kontrol ünitesi ve kaynak gibi bazı sabit parçalara sahip olduğunu da gösterir.Bu ekipmanlar, sürücü sisteminin parçaları olarak adlandırılmaktadır.Şimdi, yükler çeşitli tiplerde olabilir, yani daha sonra tartışılacak olan özel gereksinimlere ve çoklu koşullara sahip olabilirler, öncelikle motorun, güç modülatörünün, kaynak ve kontrol ünitesinin diğer dört parçasını konuşalım.

Elektrik motorları çeşitli tiplerde olabilir.DC motorlar dört tipte gruplandırılabilirler

Şant sargılı DC motor, seri sargılı DC motor, bileşik wound DC motor ve sabit mıknatıslı DC motor.

AC motorlar iki tiptir – indüksiyon motorları ve senkron motorlardır.

Senkron motorlar da iki tiptir – yuvarlak alan ve kalıcı mıknatıs.

İndüksiyon motorları da iki tiptir – sincap kafes ve wound motoru.

Bunların yanı sıra, step motorlar ve anahtarlamalı relüktans motorlar da sürücü sisteminin parçaları olarak kabul edilir.

Bu nedenle, çeşitli elektrik motorları vardır ve bunların özelliklerine ve kullanımlarına göre kullanılırlar.Sürücüler bu kadar popüler olmadığında, indüksiyon ve senkron motorlar genellikle sadece sabit veya sabit hızın tek gereklilik olduğu durumlarda uygulandı.Değişken hızlı sürücü uygulamaları için DC motorlar kullanıldı.Ancak bildiğimiz gibi, DC motorlarla aynı dereceye sahip indüksiyon motorları, daha hafif, daha düşük maliyetli, daha düşük hacimli ve maksimum voltaj, hız ve güç değerlerinde daha az kısıtlama gibi çeşitli avantajlara sahiptir.Bu nedenlerden dolayı, indüksiyon motorları hızla DC motorların yerini almıştır.

Ayrıca, indüksiyon motorları mekanik olarak daha güçlüdür ve daha az bakım gerektirmektedir. Senkron motorlar dikkate alındığında, wound alanı ve sabit mıknatıslı senkron motorlar, indüksiyon motorlarından daha yüksek tam yük verimliliği ve güç faktörüne sahiptir, ancak senkronize motorların boyutu ve maliyeti, aynı derecelendirme için asenkron motorlardan daha yüksektir.

Daha az fırçalı DC motorlar, sabit mıknatıslı senkron motorlara benzer.Servo uygulamaları için kullanılırlar ve şimdi DC servo motorlara karşı etkili bir alternatif olarak kullanılırlar, çünkü yorumlama problemi gibi dezavantajlara sahip değildirler.Bunların yanında, pozisyon kontrolü için step motorlar ve hız kontrolü için anahtarlamalı relüktans motorları kullanılmaktadır.

sürücü ve sürücü çeşitleri nedir

Güç Modülatörleri – yapıyı veya frekansı değiştiren ve aynı zamanda sürücüleri kontrol etmek için güç yoğunluğunu değiştiren cihazlardır.Kabaca, güç modülatörleri üç tipte sınıflandırılabilir,

Dönüştürücüler,

Değişken empedans devreleri,

Anahtarlama devreleri.

Adından da anlaşılacağı gibi, dönüştürücüler akımları bir türden başka bir türe dönüştürmek için kullanılır.İşlevin türüne bağlı olarak, dönüştürücüler 5 türe ayrılabilir 

AC dönüştürücüler

AC regülatörleri

Kıyıcılar veya DC – DC dönüştürücüler

İnvertörler

Doğrudan Frekans Çevirici

AC-DC dönüştürücüler, sabit voltajın AC beslemesinden sabit DC kaynağı elde etmek için kullanılır.

AC regülatörler, regülatörlü AC gerilimi elde etmek için kullanılır, bu regülatörlerde çoğunlukla oto transformatörleri veya kademe değiştirici transformatörler kullanılır.

Değişken bir DC gerilimi elde etmek için kıyıcılar veya DC – DC dönüştürücüler kullanılır.Güç transistörleri, IGBT’ler, GPO’lar, güç MOSFET’leri esas olarak bu amaçla kullanılmaktadır.

İnvertörler DC’den AC almak için kullanılır, işlem AC’den DC dönüştürücülere göre tam tersidir.PWM yarı iletkenleri , akımı tersine çevirmek için kullanılır.

Doğrudan frekans çevirici dönüştürücüler, sabit frekans ve sabit voltaj AC’yi değişken frekans ve değişken voltaj AC’ye dönüştürmek için kullanılır.Ateşleme sinyallerini kontrol etmek için bu dönüştürücülerde tristörler kullanılmaktadır.

Değişken Empedans devreleri, devrenin direncini veya empedansını değiştirerek hızı kontrol etmek için kullanılır.Ancak bu kontrol yöntemleri düşük maliyetli DC ve AC sürücülerinde kullanılır. Kontaktörler yardımıyla manuel veya otomatik olarak kontrol edilebilen iki veya daha fazla adım olabilir.AC motorlarda başlangıç ​​akımı endüktörlerini sınırlamak için kullanılır.

Motor ve elektrik sürücülerindeki anahtarlama devreleri, motorun düzgün çalışması için kullanılır ve ayrıca hataları sırasında makineyi korur.Bu devreler, bir motorun çalışma koşulu sırasında kadranı değiştirmek için kullanılır.Ve bu devreler, herhangi bir anormal durum veya arıza sırasında motorun ana devre bağlantısını kesmek için kenetlenmeyi sağlamak amacıyla, motoru ve sürücüleri önceden belirlenmiş diziye göre çalıştırmak için uygulanır.

Kaynaklar 1 faz ve 3 faz olabilir.50 Hz AC besleme, hem yerel hem de ticari amaçlarla dünya genelinde tedarik edilen en yaygın elektrik türüdür.50 Hz besleme ile beslenen senkron motorlar, 3000 d/d’ye kadar maksimum hıza sahiptir ve daha yüksek hız elde etmek için daha yüksek frekans beslemesi gerekir.Düşük ve orta güçteki motorlar 400 V beslemeden beslenir ve 3,3 kv, 6,6 kv, 11 kv gibi daha yüksek değerler de sağlanır.

Kontrol ünitesi

Kontrol ünitesinin seçimi, kullanılan güç modülatörüne bağlıdır.Bunlar, yarı iletken dönüştürücüler kullanıldığında olduğu gibi, birçok türde olup, kontrol birimi, lineer aygıtları ve mikroişlemcileri kullanan ateşleme devrelerinden oluşur.

Sürücünün Avantajları

Sürücüler, bu günlerde amaca yönelik olarak kolayca kullanılabilir, ancak bu, sürücülerin tek avantajı değildir.Aşağıda listelenen birkaç başka avantaj var.

Sürücüler geniş kapsamlı tork, hız ve güçte kullanılabilirler.

Sürücüler kontrol özellikleri esnektir.Yük gerekliliklerine göre bunlar, kararlı duruma ve dinamik özelliklere göre şekillendirilebilir.Hız kontrolünün yanı sıra elektrikli frenleme, dişli çark, birçok özellikleri kullanılabilir.

Ne kadar güç veya problem olursa olsun, her türlü çalışma koşullarına uyarlanabilir.

Çevreyi kirletmezler.

Yakıt ikmali veya ön ısıtmaya ihtiyaç duymazlar, anında çalıştırılabilirler ve hemen yüklenebilirler.

Atmosfer dostu ve ucuz bir güç kaynağı olan elektrik enerjisi ile çalışırlar.

SÜRÜCÜ VE SÜRÜCÜ ÇEŞİTLERİ NEDİR SONUÇ :

Bugün Sürücü ve Sürücü Çeşitleri Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Burada sürücülerin temel kavramları ve genel yapısı üzerinde durduk.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur.

İyi Çalışmalar

 

Schottky Diyot Nedir ?

SCHOTTKY DİYOT NEDİR ?

Schottky diyot nedir ? Schottky diyot nasıl çalışır ? Schottky diyot nerelerde kullanılır ? Schottky diyot karakteristikleri nedir ?  Schottky diyot yapısı nasıldır ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Schottky Diyot Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

SCHOTTKY DİYOT

Bu diyotun adı Alman fizikçi Walter.H.Schottky’den gelmektedir.Schottky diyot adı dışında Schottky bariyer diyotu veya sıcak taşıyıcı diyot olarak da anılır.Schottky diyotu, yarı iletken-metal bağlantıya sahip bir diyottur.

Bu diyot, 300 MHz’den daha büyük frekansları basitçe düzeltebilir.İleri voltaj düşüşü de çok düşüktür (0,15 ila 0,45 V).Bu, daha yüksek anahtarlama hızı ve geliştirilmiş sistem verimliliği ile sonuçlanır. Diyottaki birleşme, metal (altın, tungsten, krom, platin, molibden veya belirli silisitler gibi) ve N-tipi katkılı silikon yarı iletken tarafından oluşturulur.Burada anot metaldir ve katot yarı iletken taraftır.

Schottky diyotunun sembolünü resim üzerinde görebilirsiniz.

Schottky Diyot Yapısı

Bir uçta, metal ve hafif katkılı n-tipi yarı iletken arasında bir bağlantı oluşur.Bu tek taraflı birleşimdir. Diğer uçta, metal ve ağır katkılı yarı iletken kontak mevcuttur.Omik ikili temas olarak adlandırılır.Bu temasta potansiyel yoktur ve düzeltici değildir.

Yarı iletkenin katkısı artarsa, tükenme tabakası genişliği azalır.Genişlik belirli bir seviyeye düştüğünde, yük taşıyıcıları tükenme bölgesi boyunca kolayca tünel açabilecektir yani boşluklar oluşturabileceklerdir.Doping çok yüksek olduğunda, birleşme hiçbir zaman bir doğrultucu olarak hareket edemez ve omik bir temas haline gelecektir.Bu diyot, bir diyot ve aynı anda bir omik kontak olabilir.

Schottky diyotu unbiased bir durumda olduğunda, yarı iletken tarafında bulunan elektronlar, metalde bulunan elektronlara kıyasla çok düşük bir enerji seviyesine sahiptir.Böylece, elektronlar Schottky bariyeri olarak adlandırılan birleşme bariyerinden geçemezler.Diyot ileriye dönükse, N-tarafındaki elektronlar birleşme bariyerini geçmek ve metale girmek için yeterli enerjiye sahip olurlar.Bu elektronlar metale muazzam bir enerji ile girerler.Sonuç olarak, bu elektronlar sıcak taşıyıcı olarak bilinir.Böylece diyot, sıcak taşıyıcı diyot olarak adlandırılır.

Cihazın tipik değerleri ile eşdeğer devresi (Schottky diyot) resimde gösterilmiştir.

Schottky diyotun normal P-N eklemli diyotla karşılaştırıldığında bazı benzersiz özellikleri vardır.

Tek kutuplu bir cihazdır.Bunun nedeni, metalden N-tipi yarı iletkene (ters yönde azınlık taşıyıcıları mevcut değildir) doğru akım akımının olmamasıdır.Fakat P-N eklemi diyotu iki kutuplu bir cihazdır.

Metaldeki boşlukların olmaması nedeniyle depolanan şarj yoktur.Sonuç olarak, schottky diyot diğer diyotlardan hızlı bir şekilde geçiş yapabilir ve gürültü de nispeten düşüktür.

P-N diyotuna (0.7 V) kıyasla daha düşük bariyer potansiyeli (0,2 – 0,25 V)

Schottky Diyotun V-I özelliklerinin karşılaştırılması

Bu diyottaki mevcut durum, N-tipi yarıiletkende elektronlar (çoğunluk taşıyıcılar) yoluyla gerçekleşir.

Formül = IT = IDiffusion+ITunneling + IThermonic emission

IDiffusion → Difüzyon akımı (elektronların konsantrasyon gradiyenti (dn/dx )ve difüzyon akım yoğunluğu (Dn x q x dn/dx))

Dn → Elektronların difüzyon sabiti.

q → Elektronik şarj = 1.6 × 1019 C

ITunneling → Tünel akımı

IThermonic Emission → Termal enerjiye bağlı elektron ejeksiyonundan dolayı (termiyonik emisyon), bu akım elektrotlar boyunca üretilecektir.

V-I Karakteristikleri

Schottky bariyerli diyotun ileri voltaj düşüşü, normal bir PN eklemi diyotuna kıyasla çok düşüktür.

İleri voltaj düşüşü 0,3 volt ile 0,5 volt arasında değişir.

Schottky bariyerinin ileri voltaj düşüşü silikondan yapılmıştır.

İleri voltaj düşüşü, aynı zamanda, N tipi yarı iletkenlerin doping konsantrasyonunu arttırır.

Bir Schottky bariyer diyotunun V-I karakteristikleri, yüksek yoğunluktaki akım taşıyıcıları nedeniyle normal PN eklemi diyotunun V-I karakteristiklerine göre çok daha diktir.

schottky diyot nedir

Schottky Diyot’un Avantajları

Schottky diyotun avantajlarına göz atalım ;

Çok az miktarda depolanmış şarj nedeniyle hızlı iyileşme süresi vardır. Böylece bu diyot, yüksek hızlı anahtarlama uygulaması için kullanılır.

Voltajı düşüktür.

Düşük bağlantı kapasitesine sahiptir.

Voltaj düşüşü düşük.

Schottky Diyotun Dezavantajları

Schottky diyotun dezavantajları aşağıdadır.

Ters kaçak akım.

Düşük ters voltaj derecesi.

Schottky Diyot Uygulaması

Anahtarlamalı güç kaynaklarında kullanılır.

Ters akım korumada kullanılır.

Deşarj koruması kullanılır.

Gerilim kelepçesi uygulamasında kullanılır.

RF mikser ve Dedektör diyotunda kullanılır.

Güneş pili uygulamasında kullanılır

SCHOTTKY DİYOT NEDİR SONUÇ : 

Bugün Schottky Diyot Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Schottky diyot ile diyotlar serisinin son birkaç yazısına yaklaşmış bulunmaktayız.Umarım faydalı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Varaktör Diyot Nedir ?

VARAKTÖR DİYOT NEDİR ? 

Varaktör diyot nedir ? Varaktör diyot nasıl çalışır ? Varaktör diyot nerelerde kullanılır ? Varaktör diyot çalışma prensibi nedir ? Varaktör diyot karakteristikleri nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Varaktör Diyot Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

VARAKTÖR DİYOT 

Varaktör Diyot, kapasitansı elektriksel olarak değiştirilebilen, ters yönlü bir p-n bağlantı diyodudur. Sonuç olarak, bu diyotlar ayrıca varikap olarakta ifade edilir, ayarlama diyotları, voltaj değişkenli kapasitör diyotları, parametrik diyotlar ve değişken kapasitör diyotları olarak adlandırılır.P-n bağlantı çalışmasının, karakteristik olarak ileri veya geri olarak uygulanan bias’a bağlı olduğu iyi bilinmektedir.Ayrıca p-n bağlantısındaki tükenme bölgesinin yayılma noktasının, ileri bias durumunda gerilim arttıkça azaldığı da gözlenmektedir.Öte yandan, tükenme bölgesinin genişliğinin, ters yönlü bias için uygulanan voltajda bir artışla arttığını göstermektedir.

Böyle bir durumda, p-n bileşkesinin, bir kapasitöre  benzer olduğu düşünülebilir; burada p ve n tabakaları, kapasitörün iki plakasını temsil ederken, tükenme bölgesi bunları ayıran bir dielektrik görevi görür.

Böylece, bir paralel plakalı kapasitörün kapasitansı ile varaktör diyotu bile hesaplamak için kullanılan formül uygulanabilir.

Bu nedenle, varaktör diyotunun kapasitansı için matematiksel ifade,

Formül = Cj =  ԑxA /d

Burada,

Cj, Birleşimin toplam kapasitansıdır.

ԑ , yarı iletken malzemenin geçirgenliği.

A,  Birleşimin kesit alanıdır.

d, tükenme bölgesinin genişliğidir.

Dahası, kapasitans ve ters bias voltajı arasındaki ilişki;

Formül = Cj = (C x K ) / (Vb – Vr)m

Burada,

Cj, varaktör diyotunun kapasitansıdır.

C unbiased olduğunda varaktör diyotunun kapasitansıdır.

K, genellikle 1 olarak kabul edilen sabittir.

Vb, bariyer potansiyelidir.

Vr, uygulanan ters voltajdır.

m ,malzemeye bağlı sabittir.

Buna ek olarak, bir varaktör diyotunun elektrik devresi eşdeğeri ve onun sembolü, resim üzerinde gösterilmiştir.Bu, devrenin maksimum çalışma frekansının, seri direnç (Rs) ve matematiksel olarak verilebilen diyot kapasitansına bağlı olduğunu gösterir.

Formül = F = 1 / (2πxRs x Cj)

Ek olarak, varaktör diyotunun kalite faktörü denklem tarafından verilir.

Formül = Q = F/f

F ve f, sırasıyla kesme frekansını ve çalışma frekansını temsil eder.

Sonuç olarak, varaktör diyotunun kapasitansının, tükenme bölgesinin genişliğini d , değiştirdiğinden, ters sapma voltajının büyüklüğünü değiştirerek değiştirilebileceği sonucuna varılabilir. Ayrıca, d’nin ters olarak C ile orantılı olduğu kapasitans denkleminden de anlaşılmaktadır.Bu, varaktör diyotun bağlantı kapasitansının, ters bias voltajındaki (Vr) bir artışa bağlı olarak tükenme bölgesi genişliğinde bir artışla azaldığı anlamına gelir ki resim üzerindeki grafikte gösterildiği gibi, tüm diyotların benzer özellik göstermesine rağmen, hedefe ulaşmak için özel olarak varaktör diyotlarının üretildiğini belirtmek önemlidir.Başka bir deyişle, varaktör diyotları, imalat işlemi sırasında doping seviyesinin kontrol edilmesiyle gerçekleştirilebilen belirli bir C-V eğrisini elde etme niyeti ile üretilir.Buna bağlı olarak, varaktör diyotları, p-n eklemi diyotunun lineer veya lineer olmayan katkılı (sırasıyla) olmasına bağlı olarak iki tipte, ani varaktör diyot ve hiper-ani varaktör diyot olarak sınıflandırılabilir.

Bu varaktör diyotları, diğer diyotlarla karşılaştırıldığında boyut olarak kompakt, ekonomik, güvenilir ve gürültüye daha az eğilimli oldukları için avantajlıdır.

Dolayısıyla, bunlar ;

FM radyo eski stil değişken kondansatör ayarını değiştirmek için ayar devreleri

Küçük uzaktan kumanda devreleri

TV durumunda olduğu gibi otomatik ayar için alıcı veya vericinin tank devreleri

Sinyal modülasyonu ve demodülasyonu.

LC rezonans devresinin bir bileşeni olarak mikrodalga frekans çarpanları

Çok düşük gürültülü mikrodalga parametrik yükselteçler

AFC devreleri

Köprü devrelerini ayarlama

Ayarlanabilir bant geçiren filtreler

Voltaj Kontrollü Osilatörler (VCO)

RF faz değiştiriciler

Frekans çarpanları vb. kullanılırlar.

varaktör diyot nedir

Varaktör Diyotun Özellikleri

Varaktör diyotlar, diğer diyotlara kıyasla önemli ölçüde daha az gürültü üretir.

Varaktör diyotların maliyeti de daha düşük ve daha güvenilir olarak mevcuttur.

Varaktör diyotlar boyut olarak çok küçük ve çok hafiftir.

İleri yönde bias altında işe yaramaz.

Ters bias modunda, Varaktör diyot resimdeki grafikte gösterildiği gibi kapasitansı arttırır.

Varaktör Diyot Uygulamaları

Varaktör diyot uygulamaları çoğunlukla RF tasarım alanında yer almaktadır Ancak, bu makalede, bu diyotların pratikte nasıl kullanılabileceğini göstermek için Varaktör diyotlarının birkaç uygulaması hakkında tartışmaktayız.Pratik bir devrede bulunan kondansatör, Varaktör diyot ile değiştirilebilir, ancak ayar voltajının, diyot kapasitesini ayarlamak için gerekli voltajın olduğundan emin olunmalıdır. Ve bu diyotun devrede ön gerilimden etkilenmemesini sağlamalıyız.Diyot devresinde voltaj kontrol tekniği kullanılarak, değişen kapasite gösterilebilir.

Voltaj Kontrollü Osilatörler

Resim üzerinde de sembolize edildiği gibi Varaktör diyot ‘D1’ kullanılarak tasarlanan VCO devresini düşünün. Osilatöre “D1’odiode” değiştirilerek izin verilebilir.Kondansatör C1, varaktör dıyotu için ters sapmayı durdurmak için kullanılır, ayrıca diyotun indüktörden kısa devre yaptırılmasını da ihmal eder. Diyot, bir R1 rezistörü (izolasyon serisi rezistör) aracılığıyla bias uygulanarak ayarlanabilir.

RF Filtreler

Ayarlamak için RF filtrelerde varaktör diyotları kullanılabilir.Alıcı  ,front end devrelerinde, izleme filtreleri çok önemli olabilir.Bu diyotlar, filtrelerin, bir kontrol voltajı kullanılarak sınırlandırılabilen gelen alınan sinyalin frekansını takip etmesine izin verir.Genellikle, bu DAC aracılığıyla mikroişlemci kontrolü ile sunulmaktadır.Varaktör diyotlarının ana uygulamalarından bazıları aşağıda sıralanabilir:

Bu diyotlar frekans modülatörleri ve RF faz değiştiriciler olarak kullanılabilir.

Bu diyotlar mikrodalga alıcıda frekans çarpanları olarak kullanılabilir.

Bu diyotlar, tank LC devrelerindeki kapasitansı değiştirmek için kullanılır.

VARAKTÖR DİYOT NEDİR SONUÇ :

Bugün Varaktör Diyot Nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Varaktör diyot ile diyotlarla ilgili seride hızla ilerliyoruz.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

GUNN Diyot Nedir ?

GUNN DİYOT NEDİR ? 

Gunn diyot nedir ? Gunn diyot nasıl çalışır ? Gunn diyot karakteristikleri nedir ? Gunn diyot nerelerde kullanılır ? Gunn diyot nasıl yapılır ?Gunn etkisi nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Gunn Diyot Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Diyotlarla ilgili seriye devam ediyoruz.

Başlayalım.

GUNN DİYOT

Gunn diyotun terminalleri boyunca bir DC gerilimi uygulandığında, bunların çoğu merkezi aktif bölge boyunca görünen katmanları boyunca bir elektrik alanı geliştirilir.İlk aşamalarda, iletkenlik, elektronların değerlik bandından, iletim bandının alt tabaka hareketinden dolayı artar.

Gunn diyot, bir p-n birleşiminden oluşan diğer diyotlardan farklı olarak, sadece bir n-katkılı yarı iletken malzemeden oluşan iki terminalli bir pasif yarı iletken aygıttır.Gunn diyotları, Gallium Arsenide (GaAs), İndiyum Fosfür (InP), Galyum Nitrür (GaN), Kadmiyum Tellürid (CdTe) gibi iletim bantlarında çok sayıda, başlangıçta boş, yakın aralıklı enerji tabakalarından oluşan malzemelerden yapılabilir.Kadmiyum Sülfür (CdS), Indiyum Arsenide (InAs), İndiyum Antimonide (InSb) ve Çinko Selenide (ZnSe vb.Genel üretim prosedürü, üç n-tipi yarı-iletken tabaka oluşturmak için,bir n+ alt tabaka üzerinde bir epitaksiyal tabakanın büyütülmesini içerir ki buradaki fazla tabakalar, orta, aktif tabakaya kıyasla çok katkılıdır.

Ayrıca, eğilimleri kolaylaştırmak için Gunn diyotunun her iki ucunda metal kontaklar bulunur.Gunn diyot için devre sembolü, resim üzerinde de  gösterildiği gibidir ve p-n bağlantısının olmadığını belirtmek için  normal diyottan farklıdır.

Bir Gunn diyotunun akım-voltaj ilişkisi özellikleri, negatif direnç bölgesi ile resim üzerindeki grafikte gösterilmiştir. Bu özellikler tunnel diyotun özelliklerine benzer.

Resimde gösterildiği gibi, başlangıçta bu diyot üzerinde akım artmaya başlar, ancak belirli bir voltaj seviyesine ulaştıktan sonra (eşik voltaj değeri olarak adlandırılan belirli bir voltaj değerinde), akım tekrar artmadan önce azalır.Mevcut düşmelerin bulunduğu bölge negatif bir direnç bölgesi olarak adlandırılır ve bundan dolayı salınım yapar.Bu negatif direnç bölgesinde, bu diyot, bu bölgede olduğu gibi, diyotun sinyalleri yükseltmek için etkinleştirildiği gibi, hem osilatör hem de amplifikatör görevi görür.

Bağlantılı olarak  V-I plot grafiğinde belli bir eşik değeri (V) ulaştıktan sonra, ancak, resimdeki (pembe renkli) Bölge 1 eğrisi ile gösterilmiştir.Gunn diyotdan iletim akımı bölge eğrisi ile gösterildiği gibi azaldıkça (mavi renkte) ifade edilmiştir.Bunun nedeni, yüksek gerilimlerde, iletim bandının alt tabanındaki  elektronların, etkin kütlesindeki bir artışa bağlı olarak hareketliliklerinin azaldığı yüksek tabakaya doğru hareket etmeleridir.Hareketliliğin azalması, diyottan akan akımda bir azalmaya yol açan iletkenliği azaltır.Sonuç olarak, diyotun V-I karakteristik eğrisinde negatif direnç bölgesi (Tepe noktasından alt noktasına uzanan bölge) olarak ifade edilir.Bu etki elektron etkisi transferi olarak adlandırılır ve bu nedenle Gunn diyotları da ‘Translated Electron Devices’ olarak adlandırılır.

Ayrıca, aktarılan elektron etkisinin Gunn etkisi olarak da adlandırıldığına ve 1963’teki keşfinden sonra John Battiscombe Gunn (JB Gunn) ‘den sonraya adını verdiğine dikkat çekmek gerekir ki bu da bir kişinin bir çipin etrafında GaAs yarıiletkenine sabit bir voltaj uygulayarak mikrodalga üretebileceğini göstermiştir.Bununla birlikte, Gunn diyotlarını imal etmek için kullanılan malzemenin, aktarılan elektron etkisinin sadece elektronlar için iyi olduğunu ve boşluklar için iyi olmadığını ifade etmek gerekmektedir ve  için gunn tipi diyotların n-tipi olması gerektiği unutulmamalıdır.

gunn diyot nedir

Ayrıca, GaAs’lar zayıf bir iletken olduğundan, Gunn diyotları aşırı ısı üretir ve bu nedenle genellikle bir soğutucu ile sağlanır.Ek olarak, mikrodalga frekanslarında, bir akım darbesi, belirli bir voltaj değerinde başlatılan aktif bölge boyunca hareket eder.Aktif bölgedeki akım darbesinin bu hareketi, potansiyel akım geçişini azaltır, bu da daha sonraki akım darbelerinin oluşumunu önler.

Bir sonraki akım darbesi, sadece daha önce üretilen darbe aktif bölgenin uzak ucuna ulaştığında potansiyel gradyanı bir kez daha artırarak oluşturulabilir.Bu, mevcut darbenin aktif bölge boyunca hareket etmesinin zamanının, akım darbelerinin üretildiği hıza karar verdiğini ve dolayısıyla Gunn diyotunun çalışma frekansını düzelttiğini gösterir.Böylece salınım frekansını değiştirmek için, merkezi aktif bölgenin kalınlığını değiştirmek zorundadır.Ayrıca Gunn diyot tarafından sergilenen negatif direncin doğasının, hem amplifikatör hem de osilatör olarak çalışmasına olanak sağladığına dikkat edilmelidir.

Gunn diyotlarının avantajı, bunların en küçük mikrodalga kaynağı olmaları, boyut olarak kompakt olmaları, geniş bant genişliği üzerinde çalışabilmeleri ve yüksek frekans stabilitesine sahip olmalarıdır. Bununla birlikte, bunların açılma voltajı yüksektir, 10 GHz’nin altında daha az verimlidir ve zayıf sıcaklık stabilitesi gösterir. Yine de, Gunn diyotlar yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kullanım alanlarına bir bakalım ;

Mikrodalga frekansları oluşturmak için elektronik osilatörlerde.

Pompa kaynakları olarak parametrik yükselteçlerde.

Polis radarlarında.

Kapı açma sistemlerinde sensörler, haberleşme sistemleri, yaya güvenlik sistemleri vb.

Otomatik kapı açıcılarda, trafik sinyal kontrolörlerinde vb. Mikrodalga frekansları için bir kaynak olarak.

Mikrodalga alıcı devrelerinde.

Radyo iletişiminde.

Askeri sistemlerde.

Uzak titreşim dedektörleri olarak.

Takometrelerde.

Darbeli Gunn Diyot Jeneratöründe.

Mikroelektronikte kontrol ekipmanları olarak.

Radar hız silahlarında.

Mikrodalga röle veri bağlantısı vericileri olarak.

Sürekli Dalga Doppler Radarlarında.

Gunn Etkisi Nedir ?

1960’larda John Battiscombe Gunn tarafından icat edildi; GaAs (Gallium Arsenide) üzerine yaptığı deneylerden sonra, deneylerinin sonuçlarında bir gürültü gözlemledi ve bu, eşik değerinden daha büyük bir büyüklükte bir elektrik alanıyla, mikrodalga frekanslarındaki elektriksel salınımların üretimine bağlıydı.John Battiscombe Gunn tarafından keşfedildikten sonra Gunn Effect olarak adlandırıldı.

Gunn Etkisi, bir yarı iletken cihaza uygulanan voltaj kritik voltaj değerini veya eşik voltaj değerini aştığında, mikrodalga gücünün üretilmesi (birkaç GHz civarında mikrodalga frekanslı güç) olarak tanımlanabilir.

Gunn Diyotlu Osilatör

Gunn diyotları, 10 GHz’den THz’ye kadar değişen frekanslarda mikrodalgalar üretmek için osilatörler üretmek için kullanılır.Aktarılan elektron cihazı osilatör olarak da adlandırılan Negatif Diferansiyel Direnç cihazıdır – bu, kendisine uygulanan DC bias gerilimli Gunn diyotundan oluşan ayarlı bir devredir. Ve bu, diyotun negatif direnç bölgesine yöneltilmesi olarak adlandırılır.

Bu nedenle, diyotun negatif direnci, devrenin pozitif direnciyle, salınımların oluşmasıyla sonuçlanırken, devrenin toplam diferansiyel direnci sıfıra düşer.

GUNN DİYOT NEDİR SONUÇ : 

Bugün Gunn Diyot Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Diyotlarla ilgili seriye devam ediyoruz.Umarım faydalı bilgiler ediniyorsunuzdur.

İyi Çalışmalar

 

Lazer Nedir ?

LAZER NEDİR ?

Lazer nedir ? Lazer çeşitleri nedir ? Lazer nerelerde kullanır ? Lazer’in çalışma prensibi nedir ? Lazer ile neler yapılabilir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Lazer Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Diyotlarla ilgili seriye devam ediyoruz.

Başlayalım.

LAZER

LASER(Light Amplification by Stimulated Emission Of Radiation) kısaltması, uyarılan radyasyon emisyonu ile Işık amplifikasyonu anlamına gelir.

Lazer , ışık üreten bir cihazdır.Bu ışıkların doğada hiçbir varlığı yoktur.Işıklar, uyarılan elektromanyetik radyasyon emisyonuna dayanan bir optik amplifikasyon işlemiyle üretilebilir.Bilinen , alışılagelmiş ışıktan üç şekilde farkı bulunmaktadır.İlk olarak, Lazer’in ışıkları sadece tek bir renk veya dalga boyu içerir, bu yüzden “tek renkli” olarak adlandırılır.İkincisi, tüm dalga boyları bir faza sahiptir – bu nedenle, tutarlı olarak bilinir.Ve üçüncüsü, lazer ışık ışınları çok dardır ve küçük bir noktaya konsantre olabilir – bu özellik “toplanmış” olarak bilinir.Bunlar aynı zamanda Lazer’in özellikleridir.

Çalışması için evirme işlemine çok ihtiyaç vardır.Bir grup atom ya da molekül, daha düşük enerji durumlarına göre uyarılmış bir durumda daha fazla elektron içermediğinde, evirme işlemi gerçekleşir. Şimdi, bir elektron uyarılmış bir durumda olduğunda, boş durumda düşük enerji durumunda bozulabilir.Bir elektron harici etki olmadan bozulursa, bir foton yayar, bu kendiliğinden yayılım olarak bilinir.

Ancak elektron bir ışık dalgasıyla (foton) uyarılırsa ve ikinci dalgayı yayar ve alt seviyeye geri dönerse, o zaman uyarılmış emisyon olarak bilinir.Pratik olarak uyarılmış emisyonda, bir foton bir elektrona çarpar ve iki foton üretilir.Şimdi, eğer önemli bir evirme işlemi varsa, o zaman uyarılmış emisyon, ışığın önemli bir amplifikasyonu üretebilir.Uyarılmış emisyonda üretilen fotonlar, belirli bir faz ilişkisine sahip oldukları için tutarlı ışık üretirler.

Lazer prensibi ilk olarak 1917’de Einstein tarafından keşfedilmişti, ancak 1958’e kadar lazerin başarılı bir şekilde geliştirilememiştir.

Lazer çok önemli uygulamalara sahiptir ve ev sahipliği yapar.CD ve DVD oynatıcılar, yazıcılar ve tarayıcılar gibi yaygın tüketici cihazlarında kullanılırlar.Cerrahi amaçlarla ve çeşitli cilt bakımları için ve endüstride kesme ve kaynak malzemeleri için kullanılırlar.Hedefleri ve ölçüm aralığını işaretlemek için askeri ve kolluk kuvvetlerinde kullanılırlar.Lazerler ayrıca bilimsel araştırmalarda çok önemli uygulamalara sahiptir.

Lazer Bileşenleri

Her LAZER üç temel bileşenden oluşmaktadır. Bunlar –

Lazer uygulama malzemesi veya aktif ortam.

Dış enerji kaynağı.

Optik rezonatör

Aktif ortam, evirme işlemini üretmek için harici enerji kaynağı (pompa kaynağı) tarafından uyarılır. Kazanç ortamında, fotonların kendiliğinden ve uyarılmış emisyonu gerçekleşir, bu da optik kazanç veya amplifikasyon yayılımına yol açar.Yarı iletkenler, organik boyalar, gazlar (He, Ne, CO2, vb.), Katı malzemeler (YAG, safir (yakut) vb.) genellikle lazer malzemeleri olarak kullanılır ve genellikle Lazer’ler bir ortam olarak kullanılan bileşenler için adlandırılır.

Uyarma kaynağı, pompa kaynağı, evirme işlemi için gerekli olan enerjiyi sağlar ve sisteme salınımı uyarır.Pompalama iki yolla yapılabilir – elektriksel deşarj yöntemi ve ya optik yöntem.Pompa kaynaklarının örnekleri elektrik deşarjları, flaş lambalar, ark lambaları, başka bir lazerden gelen ışık, kimyasal reaksiyonlar vb.

Rezonatör kılavuzu temel olarak simüle edilmiş emisyon prosesi hakkında bize yön sağlar.Yüksek hızlı fotonlar tarafından tetiklenir.Ardından da  bir lazer ışını üretilir.

Sistemlerin çoğunda iki aynadan oluşur.Bir ayna tamamen yansıtıcı olarak kullanılır ve diğeri kısmen yansıtıcı olarak kullanılır.Her iki ayna da birbirine paralel olarak optik eksende ayarlanır.Aktif ortam, her iki ayna arasındaki optik boşlukta kullanılır.Bu düzenleme sadece eksen boyunca gelen fotonları filtreler ve diğerleri aynalar tarafından yansıtılmış emisyon ile çoğaltılabildiği ortama geri yansır.

lazer nedir

LAZER Türleri

Farklı amaçlar için mevcut birçok lazer türü vardır.Kaynaklara bağlı olarak aşağıda açıklanabilirler.

Katı Hal Lazer

Bu Lazer’lerin katı hallerinde, malzemeler aktif ortam olarak kullanılır.Katı hal malzemeleri, yakut, neodimyum-YAG (itriyum alüminyum granat) vb. olabilir.

Gazlı LazerBu Lazer’lerde bir helyum ve neon karışımı bulunur.Bu karışım bir cam tüpe konulur.Aktif ortam olarak davranır.Argon veya Krypton veya Xenon’u ortam olarak kullanabiliriz. CO2 ve Azot, Lazer yapılabilir.

Boya veya Sıvı Lazer

Bu tip Lazer’lerde sıvı solüsyonda Rhodamine 6G gibi organik boyalar veya cam tüpün içinde aktif ortam olarak kullanılan süspansiyonlar.

Atomsal Lazer

Atomsal Lazer’ler (adı, uyarılmış ve dimerlerden geliyor), Klor ve Argon veya Krypton veya Xenon gibi inert gazlarla karıştırılmış flor gibi reaktif gazlar kullanır.Bu Lazer’ler ultraviyole aralığında ışık üretir.

Kimyasal Lazer

Kimyasal bir lazer, enerjisini kimyasal reaksiyondan alan bir Lazer’dir.Kimyasal lazer örnekleri kimyasal oksijen iyot lazer (COIL), tüm gaz fazlı iyot lazer (AGIL) ve hidrojen florür lazer, döteryum florür lazer vb.’dir.

Yarıiletken Lazer

Bu lazerlerde bağlantı diyotları kullanılır.Yarıiletken hem alıcılar hem de vericiler tarafından desteklenmiştir.Bunlar enjeksiyon lazer diyotları olarak bilinir. Akım geçtiğinde, çıkışta ışık görülebilir.

LAZER NEDİR SONUÇ :

Bugün Lazer Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Lazer nedir ile birlikte diyotlarla ilgili yazı dizisinde iyi bir seri yakalamış ve bilgi edinmiş olduk ancak henüz tamamlanmadı.Diğer bir yazımızda görüşmek üzere.

İyi Çalışmalar

Tunnel Diyot Nedir ? Nasıl Çalışır ?

TUNNEL DİYOT NEDİR ? 

Tunnel diyot nedir ? Tunnel diyot nasıl çalışır ? Tunnel diyotun avantajları nedir ? Tunnel diyot denklemleri nedir ? Tunnel diyot nerelerde kullanılır ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Tunnel Diyot nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Diyotlarla ilgili seriye devam ediyoruz.

Başlayalım.

TUNNEL DİYOT 

Tunnel Diyot, Eskari diyot olarak da bilinir ve çok hızlı çalışabilen yüksek katkılı yarı iletkendir.Leo Esaki, Ağustos 1957’de Tunnel diyotunu icat etti.Germanium malzemesi temel olarak tunnel diyotları yapmak için kullanılmaktadır.Ayrıca galyum arsenit ve silikon malzemelerden yapılabilir.Aslında, frekans dedektörleri ve dönüştürücüler kullanılır.Tunnel diyotu çalışma aralıklarında negatif direnç gösterir.Bu nedenle, bir amplifikatör, osilatör ve ya herhangi bir anahtarlama devresi olarak kullanılabilir.

Tunnel Diyot Nedir?

Tunnel Diyot, negatif direnç sergileyen P-N bağlantı cihazıdır.Gerilim arttığında, içinden akan akım azalır.Tunnel etkisi ilkesi üzerinde çalışır.Metal-İzolatör(Insulator)-Metal (MIM) diyotu, başka bir tür Tunnel diyotudur, ancak mevcut uygulama, araştırma ortamları ile sınırlı olduğu düşünülen uygulamaların, bazı kalıtsal özelliklerden dolayı araştırma ortamları ile sınırlı gibi görünmektedir.İlave bir izolatör katmanı içeren Metal-İzolatör-İzolatör-Metal (MIIM) diyotu adı verilen bir diyot daha vardır.Tunnel diyotu, katot olarak n-tipi yarı iletken ve anot olarak p-tipi yarı iletken içeren iki terminalli bir cihazdır.Tunnel diyot devresi sembolü resim üzerinde gösterilmiştir.

Tunnel Diyot Çalışma Prensibi

Klasik mekanik teorisine dayanarak, bir parçacık, bariyerin bir tarafından diğerine hareket etmesi gerekiyorsa, potansiyel enerji bariyerinin yüksekliğine eşit bir enerji elde etmelidir.Aksi halde enerji, bazı harici kaynaklardan beslenmelidir, bu nedenle birleşimin n-taraflı elektronları, birleşme noktasının P-tarafına ulaşmak için birleşme bariyerini geçebilir. Bariyer, tunnel diyotunda olduğu gibi ince ise, Schrodinger denklemine göre büyük bir olasılık var demektir ve daha sonra bir elektron bariyerin içinden geçecektir.Bu işlem elektronun herhangi bir enerji kaybı olmadan gerçekleşecektir. Kuantum mekaniğinin davranışı’ tunneling’ kavramını gösterir.Yüksek safsızlıktaki P-N bağlantı cihazları, tunnel-diyotlar olarak adlandırılır.

Şu şekilde ifade edebiliriz ;

Formül = P exp(-A* E_b *W)

Burada ;

E = Bariyerin enerjisidir

P = Parçaların bariyeri geçme olasılığıdır

W = Bariyer derinliğidir

Tunnel Diyotun Yapısı

Diyotun bir seramik gövdesi ve üstte sızdırmaz bir kapağı vardır. Küçük bir kalay  nokta, n-tipi Ge’nin ağır şekilde katkılı bir peletine alaşımlanır veya lehimlenir.Pelet, ısı yayılımı için kullanılan anot kontağına lehimlenmiştir.Kalay nokta, indüktansı azaltmak için bir örgü ekranı vasıtasıyla katot kontağına  bağlanır.

Çalışması ve Karakteristikleri

Tunnel diyotun çalışması esas olarak ileri ve geri gibi iki yönlendirme yöntemini içerir.

Forward Bias koşulu

Forward Bias koşulu altında, voltaj arttıkça, akım azalır ve böylece yanlış hizalama artar ki bu durumda negatif direnç olarak bilinir.Voltajdaki bir artış, elektronların iletiminin P-N eklemi diyotunda hareket ettiği normal bir diyot olarak çalışacaktır.Negatif direnç bölgesi, bir tunnel diyotunun en önemli çalışma bölgesidir.Tunnel diyot ve normal P-N eklemi diyot karakteristikleri birbirinden farklıdır.

Reverse Bias Koşulu

Reverse Bias koşulu altında, tunnel diyot geri diyot gibi davranır.Sıfır ofset voltajı ile hızlı bir redresör olarak hareket edebilir.Reverse (ters) bias durumunda, n-tarafındaki boş durumlar p-tarafındaki doldurulmuş durumlarla hizalanır.Ters yönde, elektronlar potansiyel bir bariyerden geçeceklerdir. Yüksek doping konsantrasyonları nedeniyle, tunnel diyotu mükemmel bir iletken gibi davranır

Tunneling  etkisi nedeniyle ileri dirençte çok küçük olacaktır.Voltajda bir artış, akımın tepe akıma ulaşana kadar artışına yol açacaktır.Ancak voltaj, peak(max) voltajın ötesine yükselirse, akım otomatik olarak azalacaktır.Bu negatif direnç bölgesi çukur noktasına kadar etkilidir.Diyot boyunca akım çukur noktasında minimumdur. Tunnel diyotu, çukur noktasının ötesindeyse normal bir diyot gibi davranır.

tunnel diyot nedir

Tunnel Diyot Denklemleri :

Tunnel diyot toplam akım denklemi :   It = I tun + I diode + I excess

Tunnel diyot akım akışı, normal PN birleşimli diyot ile aynıdır : Idiode = Ido * ( exp (?*  Vt ) ) -1

Burada ;

Ido = Geri saturasyon akımı

Vt = Sıcaklığın voltaj denklemi

V = Diyot üzerindeki voltaj

η = Düzeltme faktörü , Ge = 1 , Si = 2

Safsızlıklar ile birlikte parazitik tunneling etkisi olacak ve burada aşırı akım açığa çıkacaktır ve bu ek akım çukur noktasını belirleyecek , etki edecektir.

Tunneling akım formülü =  Itun = (V/R0) * exp (- ( V/V0)m )

Burada : V0 = 0,1 -0,5 volt arasıdır ve m = 1 ila 3 arasıdır.R0 ise tunnel diyot direncidir.

Tunnel Diyot Tepe Akımı – Tepe Voltajı

Tepe akımı ve voltajı , tunnel diyot için maksimumdur.Tipik olarak bir Tunnel diyot için , kesme voltajı tepe voltajından daha fazladır.Fazla akım ve diyot akımı burada ihmal edilebilirdir.

Minimum ve maksimum diyot akımı için ;

Formül :

V = Vpeak, dItun/dV=0

(1/R0) * (exp (- (V/V0)m) – (m * (V/V0)m * exp (- (V/V0)m) = 0

Buradan : 1 – m * (V/V0)= 0

Vpeak = ((1/m) (1/m) ) * V0 * exp (-1/m)

Küçük sinyallerin negatif direnç formülü ise ;

Formül = Rn = 1 / (dI/dV)  = R0 / (1 – (m * (V/V0)m) * exp (-(V/V0)m) / R0 = 0

Eğer dI/dV= 0 ise , Rn maksimumdur, O halde ;

(m * (V/V0)m) * exp (-(V/V0)m) / R0 = 0

Eğer V= V0 * (1 + 1/m)(1/m) ise maksimum olacaktır ve ,böylece denklem;

(Rn)max = – (R* ( (exp(1+m)) / m )) / m olacaktır.

Tunnel Diyot Uygulamaları

Tunneling mekanizması sayesinde ultra yüksek hızlı anahtar olarak kullanılır.

Anahtarlama zamanı nanosaniye ve hatta pikosaniye’dir.

Eğrisinin akımdan doğan üçlü değerli özelliği nedeniyle, mantıksal bellek depolama aygıtı olarak kullanılır.

Son derece küçük kapasitans, endüktans ve negatif direnç nedeniyle, yaklaşık 10 GHz frekansta bir mikrodalga osilatör olarak kullanılır.

Negatif direncinden dolayı gevşeme osilatör devresi olarak kullanılır.

Tunnel Diyotun Avantajları

Düşük maliyetli

Düşük gürültü

Kullanım kolaylığı

Yüksek hız

Düşük güç

Nükleer radyasyonlara karşı duyarsız

Tunnel Diyotunun Dezavantajları

İki terminalli bir cihaz olarak, çıkış ve giriş devreleri arasında yalıtım sağlamaz.

TUNNEL DİYOT NEDİR SONUÇ : 

Bugün Tunnel Diyot Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Tunnel diyot ile diyotlarla ilgili seride önemli bir yol almış  durumdayız.Diğer bir yazıda görüşmek üzere.

İyi Çalışmalar

Fotodiyot ve PIN Fotodiyot Nedir ?

FOTODİYOT ve PIN (ÇIĞ )FOTODİYOT NEDİR ? 

Fotodiyot nedir ? PIN Fotodiyot nedir ? Ters doyma akımı nedir ? Fotodiyot nasıl çalışır ? Fotodiyot karakteristiği nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Fotodiyot ve PIN Fotodiyot Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Diyotlarla ilgili seriye devam ediyoruz.

Başlayalım.

FOTODİYOT & PIN FOTODİYOT

Bir fotodiyot, elektrik akımı üretmek için ışık enerjisini tüketen bir PN-eklemli diyottur.Bazen foto dedektör, ışık detektörü ve foto sensörü olarak da adlandırılır.Bu diyotlar özellikle ters yönde çalışacak şekilde tasarlanmıştır, bu, fotodiyodun P-tarafının pilin negatif terminali ile ilişkili olduğu ve n-tarafının pilin artı terminaline bağlandığı anlamına gelir.Bu diyot ışığa karşı çok komplex bir yapıya sahiptir ki böylece ışık diyot üzerine düştüğünde ışığı kolayca elektrik akımına dönüştürür.Güneş pili aynı zamanda güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürdüğü için geniş alanlı fotodiyod olarak da adlandırılmaktadır. Yine de, güneş pili sadece parlak ışıkta çalışır.

Fotodiyot, ters yönlü modda çalışan bir çeşit diyottur.Bu diyotta ters doyma akımı, üzerindeki ışık ışığının artmasıyla artar.İlk olarak ters doyma akımı nedir , buna bir bakalım;

Ters Doyma Akımı Nedir?

Atomlar arasındaki kovalent bağlar yarı iletken bir kristal oluşturur.Termal enerjinin etkisine bağlı olarak oda sıcaklığında (mutlak sıfır sıcaklığın üzerinde olduğu için), bu tür kovalent bağların belir bir sayıdaki bağları kırılır ve kristalde elektron boşluğu çiftleri oluşturur.Oda sıcaklığında termal uyarım, yarı iletkende elektron boşluğu çiftleri oluşturmanın nedenlerinden biridir.

Yarı iletkenlerde serbest elektronlar ve boşluklar üretmenin bir başka nedeni, kristalden çıkarılamayan safsızlıkların varlığıdır.Pratik olarak % 100 saf yarı iletken  yapamayız.

Kristalde bulunan diğer safsızlıklar ile birlikte her zaman bir pentavalent ve üç değerlikli safsızlıklar olacaktır.Üç değerlikteki safsızlıklar boşluklara ve pentavalan safsızlıkların kristalde serbest elektronlara neden olmasına neden olur.

Bu yüzden, herhangi bir yarı iletken kristalde her zaman bazı boşlukların yanı sıra serbest elektronların olacağını gördük.Bu nedenle, doğal olarak, her zaman p-tipi yarı iletkende, n-tipi yarı iletken ve serbest elektronlarda boşluklar olacaktır.

Bir diyotta, n-tipi tarafta, orta derecede bir boşluk olacak ve p-tipi tarafta, orta derecede serbest elektron olacaktır.N-tipi taraftaki boşlukları ve azınlık taşıyıcıları olarak p-tipi taraftaki serbest elektronları ifade ediyoruz.Diyot ters yönlü durumda olduğunda, elektrik alanı serbest elektronları p-tarafı n-tarafından iter ve boşluklar n-tarafı p-tarafına itmektedir.Birleşme boyunca ters bariyer potansiyeli, polaritesi nedeniyle bu akışı durduramaz.Bu nedenle, diyot boyunca ters yönlü gerilim sağladığımız sürece n-tarafından p-tarafına mevcut azınlık taşıyıcıların akması nedeniyle her zaman bir akım olacaktır.Bu akımı ters doygunluk akımı olarak adlandırıyoruz.

Fotodiyot Çalışma Prensibi

Şimdi diyebiliriz ki, diyottaki azınlık taşıyıcıların sayısını artırabilirsek, ters doyma akımı da artar. Sıradan bir diyodu ısıttığımızda, ters doyma akımı, diyot içindeki termal olarak üretilen elektron boşluğu çiftlerinin sayısından dolayı artar.Fotodiyotta, birleşmede hafif enerji uygulayarak azınlık taşıyıcıların sayısını arttırıyoruz.Fotodiyotta, daha yüksek ters doyma akımı yaratmak için ışığın birleşme yerinde düşmesi gerekir.Işık yarı iletken üzerinde birleşme bölgesine düşerse, oluşan elektron-boşluk çiftleri de rekombinasyon nedeniyle yok olurlar.Işık birleşme bölgesine düşer ve birleşme bölgesi yakınında ters doyma akımını arttırır.

Işık fotonları enerjilerini elektronlara aktarır, çünkü kristaldeki bazı valans elektronları iletim bandına atlar ve karşılık gelen delikler ve serbest elektronlar oluşturur.

Fotodiyot yapımı

Fotodiyotlar metalik bir pakette mevcuttur.Diyot, yalıtılmış bir plastik alt tabakaya monte edilmiş bir p-n bağlantı noktasıdır.Sonra plastik alt tabakayı metal kasada kapatıyoruz.Metal kasanın üstünde, PN birleşimine kadar ışığın tamamen dolmasını sağlayan şeffaf bir pencere vardır.Diyotun iki ucu, anodu ve katodu metal kasanın altından çıkar.Metal kasanın alt kısmının yanından uzanan bir çıkıntı katod ucunu tanımlar.

Bir fotodiyotun sembolü ,ışık bilgisini sembolize etmek için iki tane aşağı doğru eğimli ok haricinde sıradan bir diyot gibidir.

Fotodiyot Karakteristiği

Oda sıcaklığında, diyot ters yönlü durumda olduğu sürece, diyot boyunca akan ters doyma akımı olacaktır.Termik olarak üretilen elektron boşluğu çiftleri bu ters akıma katkıda bulunur, ışık enerjisi ile herhangi bir ilişkisi yoktur.Bu akım, ters yönlü fotodiyotu mutlak karanlıkta yerleştirdiğimizde diyodun içinde bile ortaya çıkar.Bu ters akımın değerini Karanlık Akım olarak adlandırıyoruz.Bu akım için fotodiyodun direnci

Formül = Rd  = Uygulanan Geri Bias Voltajı / Karanlık Akımı

Bu direnci de Karanlık Direniş olarak adlandırıyoruz.Oda sıcaklığında, Karanlık Akım sabittir ama oldukça küçüktür.

Işık diyot ışığına uygulandığında, ters akım artar.Bu ilişki doğrusaldır.Ters akımın değeri, gelen ışık enerjisinin yoğunluğu ile doğru orantılıdır.

Işık yoğunluğunu artırmaya devam edersek, belirli bir ters akım değerinden sonra ,  ışık yoğunluğunun artmasıyla akım daha da artmayacaktır.Biz fotodiyodun doyma akımına , bu maksimum akım ters akımı diyoruz.

Fotodiyot Çeşitleri

Piyasada çok sayıda fotodiyot bulunmasına rağmen, bunların hepsi aynı temel prensipler üzerinde çalışmaktadır, ancak bazıları diğer etkilerle iyileştirilmiştir.Farklı fotodiyot tiplerinin çalışması biraz farklı bir şekilde çalışır, ancak bu diyotların temel çalışması aynı kalır.Fotodiyotların tipleri konstrüksiyonuna göre sınıflandırılabilir ve aşağıdaki gibi çalışır.

PN Fotodiyot

Schottky Foto Diod

PIN Fotodiyot

Çığ fotodiyot

Fotodiyot uygulamaları

Fotodiyodun birçok uygulaması var.Bu kısa içerikte fotodiyotun genel özelliklerini ifade etmeye çalıştık.Burada fotodiyodun sadece iki yaygın uygulamasını inceleyelim.

Görünür ve görünmez ışık ışınlarının hem algılanması için kullanılır.

Fotodiyotlar kodlama ve demodülasyon amaçlı iletişim sistemi için kullanılır.

Hızlı anahtarlama ve yüksek hızlı çalışma gerektiren dijital ve mantık devreleri için de kullanılır.

Bu diyotlar ayrıca karakter tanıma teknikleri ve IR uzaktan kumanda devrelerinde kullanılırlar.

Fotodiyotlar, optik fiber iletişim sisteminde yaygın olarak kullanılan önemli optoelektronik cihazlardan biri olarak kabul edilir.

Fotodiyot Kullanarak Alarm Devresi

Burada, bir ışık kaynağı kurarız, ışık daima bir fotodiyotun üzerine düşer.Işığın fotodiyot üzerine çarpması durumunda, diyot zaten alarm devresinde ters yönlü olarak bağlandığından, diyot boyunca bir ters akım olacaktır.Işık kaynağında bir tıkanıklık meydana gelirse, fotodiyodun ters akımı karanlık akım seviyesine iner.Devre ters akımı azaldığında, bir alarm zili çalmaya başlayacaktır.İnsanların girişini ayarlamak için bu düzenlemeyi kapıya taşıyabiliriz.Bu düzenlemede, ışık demeti kapıyı bir taraftan diğerine geçirir.Fotodiyotu ışık kaynağının karşısına yerleştiririz.Herhangi bir kişi kapıdan içeri girdiğinde, ışık huzmesi kırılır ve alarm çalar.

Fotodiyot Kullanarak Sayaç Devresi

Öğelerin sayısı bir taşıyıcı banttan geçtiğinde, bunlar fotodiyod kullanılarak kolayca sayılabilir.Burada, konveyör bandının bir tarafında bir ışık kaynağı ve kayışın karşı tarafında bir fotodiyot bağlarız.Işık kaynağı ve fotodiyot, ışık doğrudan fotodiyodun içine gelecek şekilde yerleştirilmiştir.Işık fotodiyot üzerine düştüğünde, devrede geri kazanım akımı olacaktır.Fotodiyotu bir karşı devre ile bağlarız. Işık ışını kırılır, sayaç bir artış alır.Bir öğe ışık huzmesini geçtiğinde, ışık huzmesini kırar ve sayaç maddeyi sayar.

PIN Fotodiyot | Çığ fotodiyot

PIN fotodiyot bir çeşit foto dedektördür, optik sinyalleri elektrik sinyallerine dönüştürebilir.

Bu teknoloji 1950’lerin sonlarında icat edildi.Bu tip bir diyotta üç bölge vardır.P-bölgesi,  iç bölge ve bir de n-bölgesi vardır.P-bölgesi ve n-bölgesi,genel p-n diyotların p-bölgesinden ve n-bölgesinden nispeten ağır biçimde katkılıdır.İç bölgenin genişliği, normal bir p-n bağlantısının uzay yükü genişliğinden daha büyük olmalıdır.PIN foto diyotu, uygulanmış bir ters bias gerilimi ile çalışır ve ters biye uygulandığında, uzay yükü bölgesi, iç bölgeyi tamamen kapsamalıdır.Elektron boşluğu çiftleri, uzay yük bölgesinde foton emilimi ile üretilir Fotodiyodun frekans cevabının değişim hızı, dayanım süresi ile ters orantılıdır.

Anahtarlama hızı, küçük bir azınlık taşıyıcı ömrü ile artırılabilir.Yanıt hızının önemli olduğu fotoğraf dedektörü uygulamaları için, tükenme bölgesi genişliği, küçük azınlık taşıyıcı ömrü boyunca mümkün olduğunca geniş yapılmalı, bunun sonucunda da anahtar hızı da artacaktır.Bu, iç bölgenin yerleştirilme alanı boşluk genişliğinin daha geniş olması gibi PIN fotodiyodu elde edilebilir.Normal bir PIN fotodiyodunun şeması resimde verilmiştir.

Çığ Tipi Fotodiyot

Çığ fotodiyotu, çığ diyotunun geliştirilmesinde araştırma çalışmalarına öncülük eden elektrik sinyallerine, sinyalleri dönüştürebilen bir çeşit fotoğraf detektörüdür.

Çığ fotodiyot yapısal konfigürasyonu PIN fotodiyoduna çok benzer.PIN fotodiyot üç bölgeden oluşur.

P-bölgesi,

İç bölge

n-bölgesi.

Aralarındaki fark, uygulanan ters biasının, darbe iyonizasyonuna neden olmak için çok büyük olmasıdır.Sc materyali olarak silikon için, bir diyot 100 ila 200 volt arasına ihtiyaç duyacaktır.İlk olarak elektron deliği çiftleri, tükenme bölgesinde foton emilimi ile üretilir Bunlar, darbe iyonizasyonu yoluyla daha fazla elektron deliği çiftleri üretir.Bunlar hızla tükenme bölgesinden dışarı atılır, yani geçiş süresi çok daha azdır.

FOTODİYOT ve PIN FOTODİYOT NEDİR SONUÇ :

Bugün Fotodiyot ve PIN Fotodiyot Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Artık diyotlarla ilgili daha fazla içeriğe ve bilgiye sahibiz.Diğer yazılarımızla birlikte umuyorum faydalı bir seri oluşturmuş olacağız.

İyi Çalışmalar

PN Birleşimli Diyot Nedir ?

PN BİRLEŞİMLİ DİYOT NEDİR ? 

PN birleşimli diyot nedir ? PN birleşimli diyot nasıl kullanılır ? PN birleşimli diyot özellikleri nedir ? PN birleşimli diyot nerelerde kullanılır ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız PN Birleşimli Diyot Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

PN Birleşimli Diyot adlı yazımızla diyotlar ile ilgili seriye kaldığımız yerden devam ediyoruz.

Başlayalım.

PN BİRLEŞİMLİ DİYOT

PN birleşimli diyot, temel elektronik elemanlardan biridir.PN birleşim diyotu iki uçlu bir elektronik elemandır.PN eklemli diyot 1950’den itibaren kullanıma girmiştir.PN bağlantılarını ya kademeli olarak ya da doğrusal olarak derecelendirilmiş olarak ayırt edebiliriz Aşama kademeli olarak dopantların konsantrasyonu , hem N hem de P tarafında birleşime kadar tekdüzedir.Ancak, doğrusal olarak derecelendirilmiş bir birleşmede , doping konsantrasyonu, birleşmeye mesafeyle neredeyse doğrusal olarak değişir.PN diyot boyunca herhangi bir voltaj uygulanmadığı zaman, serbest elektronlar birleşme noktasından P tarafına yayılır ve delikler birleşme noktasından N tarafına yayılır ve birbirleriyle birleşirler.

Böylelikle, birleşme kenarının yanındaki p-tarafındaki alıcı taraftaki atomlar ve birleşme kenarının yanındaki n-tarafındaki verici atomlar, sırasıyla negatif ve pozitif iyonlar haline gelir.Birleşme boyunca p-tipi taraftaki negatif iyonların varlığı ve bağlantı kenarı boyunca n-tipi taraftaki pozitif iyonlar bir elektrik alanı oluşturur.Burada ki elektrik alan , n-tipi taraftan serbest elektronların difüzyonuna ve PN eklemi diyotunun p-tipi tarafındaki deliklere karşıdır.Ortaya çıkarılan yüklerin (iyonların) var olduğu birleşme üzerinde ki bu bölgeye tükenme bölgesi adı verilmektedir.

Eğer p-n birleşim diyotuna forward bias uygulayacak olursak ; bu, pilde pozitif tarafın p tarafına bağlı olması, daha sonra tükenme bölgelerinin genişliğinin azalması ve bağlantı noktalarının (delikler ve serbest elektronlar) bağlantı boyunca akması anlamına gelir. Diyotta ters yönlü voltaj uygularsak, tükenme genişliği artar ve herhangi bir yük birleşme boyunca akmaz.

P-N Birleşimli Diyot Özellikleri

Bir verici konsantrasyonu ND ve alıcı konsantrasyonu NA ile bir pn birleşimi düşünelim.Ayrıca tüm verici atomların serbest elektronları bağışladığını ve pozitif verici iyonları olduğunu ve tüm alıcı atomların elektronları kabul ettiğini ve karşılık gelen delikleri oluşturduğunu ve negatif alıcı iyonlar haline getirdiğini varsayalım.Bu yüzden serbest elektronların (n) ve donör iyonlarının (ND) konsantrasyonunun aynı olduğunu ve benzer şekilde, deliklerin (p) ve alıcı iyonların (NA) konsantrasyonunun aynı olduğunu söyleyebiliriz.Burada, istenmeyen kirlilikler ve kusurlar nedeniyle yarı iletkenlerde oluşturulan delikler ve serbest elektronları göz ardı ettik.

PN eklemi boyunca, n-tipi tarafta verici atomlar tarafından bağışlanan serbest elektronlar p-tipi tarafına yayılır ve deliklerle yeniden birleştirilir.Benzer şekilde, p-tipi taraftaki alıcı atomların yarattığı delikler n-tipi tarafa yayılır ve serbest elektronlarla yeniden birleştirilir.Bu rekombinasyon işleminden sonra, birleşme boyunca yük taşıyıcıların (serbest elektronlar ve delikler) eksikliği veya azalması söz konusudur.Serbest yük taşıyıcılarının tükendiği birleşim bölgesi, tükenme bölgesi olarak adlandırılır. Serbest yük taşıyıcılarının (serbest elektronlar ve delikler) yokluğundan dolayı, n-tipi tarafın verici iyonları ve birleşme noktasındaki p-tipi tarafın alıcı iyonları açığa çıkar.

Bu pozitif açılmamış verici iyonları, birleşme noktasına bitişik n-tipi tarafa ve negatif açılmamış alıcı iyonları, birleşme yerine bitişik p-tipi tarafa doğru pn eklemi boyunca bir boşluk yüküne neden olurlar. Bu uzay yükünden dolayı birleşme bölgesi boyunca geliştirilen potansiyel, difüzyon voltajı olarak adlandırılır.Bir pn eklemi diyotu boyunca difüzyon voltajı ifade edilebilir.Difüzyon potansiyeli, serbest elektronların n-tipi taraftan p-tipi tarafa ve p-tipi taraftan n-tip tarafa deliklerin daha fazla geçiş için potansiyel bir bariyer oluşturur.

Bu, difüzyon potansiyelinin, yük taşıyıcıların birleşimi geçmesini önlediği anlamına gelir.Bu bölge, bu bölgedeki serbest yük taşıyıcıların tükenmesi nedeniyle oldukça dirençlidir.Tüketim bölgesinin genişliği, uygulanan ön gerilime bağlıdır.Tükenme bölgesinin genişliği ve ön gerilim arasındaki ilişki Poisson Denklemi adı verilen bir denklemle temsil edilebilir. Burada, ε yarı iletkenin geçirgenliği ve V, biasing voltajıdır.

Böylece, bir forward biasing voltajın bir uygulamasında, tükenme bölgesinin yani pn bağlantı bariyerinin genişliği azalır ve sonuçta kaybolur.Bu nedenle, ileriye doğru bir birleşme boyunca potansiyel bariyerin olmaması durumunda, serbest elektronlar, p-tipi bölgeye girerler ve delikler, her bir rekombinasyonda bir fotonu yeniden birleştirip serbest bıraktıkları n-tipi bölgeye girer.Sonuç olarak, diyot boyunca akan bir ileri akım olacaktır.PN bağlantısından gelen akım burada ifade edilir, pn bağlantısına V voltajı uygulanır ve toplam akım I , p-n bağlantısından akar.Ters doyma akımıdır, e = elektronun yükü, k Boltzmann sabiti ve T Kelvin ölçeğinde sıcaklıktır.

Resim üzerindeki grafik bir PN eklemi diyotunun akım-voltaj karakteristiğini göstermektedir.P-N birleşimin karakteristiği , W, pozitiftir, birleşim ileriye dönüktür ve V negatif olduğunda, birleşim ters yönlüdür.V negatif ve Vth’den az olduğunda, akım minimumdur.Fakat V, Vth’yi aştığında, akım aniden çok yükselir.Voltaj Vth, eşik olarak bilinir veya voltajda kesilir.Silikon diyot Vth = 0.6 V için. P noktasına karşılık gelen bir ters gerilimde, ters akımda ani artış olur.Özelliklerin bu kısmı da , arıza/kırılma bölgesi olarak bilinir.

PN BİRLEŞİMLİ DİYOT NEDİR SONUÇ :

Bugün PN Birleşimli Diyot Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.PN birleşimli diyot ile ilgili genel bir inceleme yaptık ve umuyorum faydalı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Vakum Diyot Nedir ?

VAKUM DİYOT NEDİR ? 

Vakum diyot nedir ? Vakum diyot’un tarihçesi nedir ? Vakum diyot nerelerde kullanılır ? Vakum diyot’un çalışma prensibi nedir ? Vakum diyot çeşitleri nedir ? Bugün Vakum Diyot Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

VAKUM DİYOT

Vakum Diyodunun Tarihçesi

16 Kasım 1904’te ilk vakum diyotu Sir John Ambrose Fleming tarafından icat edildi ve aynı zamanda ilk termiyonik valf ,  Fleming valf olarak adlandırıldı.O günlerde elektronik alanda bir p-n birleşimi yoktur.Vakum diyodunun kavramsal bir gösterimi resim üzerinde gösterilmiştir.

Vakum Tüp Diyot Nasıl Çalışır?

Burada vakum diyotu daha çok modern diyot gibi çalışır.Fakat boyutu daha büyüktür.İçinde katot ve anot bulunan bir vakum kabından oluşur.Bu katot ve anot bir voltaj kaynağına bağlanır.

Anot pozitif voltaj ile katoda göre uygulanır.Termiyonik emisyon prensibi üzerinde çalışır.Bir filaman bu katodu ısıtır.Bundan dolayı, elektronlar katottan yayılır ve anod’a doğru çekilir.Anotta uygulanan pozitif voltaj yeterli değilse, anot sıcak filaman nedeniyle katodun yaydığı elektronları çekemez.

Sonuç olarak, katot ve anot arasındaki alanda bir elektron bulutu birikmiştir. Buna uzay yükü denir. Bu alan şarjı nedeniyle, yayılan elektronlar yeniden alınır ve katoda geri döner.Böylece neredeyse elektron emisyonu durur.Devreden akım akmaz.

Anot ile katot arasındaki uygulanan gerilim kademeli olarak artarsa, daha fazla yer şarjı elektronu anotta gelir ve daha fazla yayılan elektronlar için boş alan yaratır. Böylece anot ve katot boyunca voltaj artışı ile, elektronların emisyon oranını artırabiliriz.

Aynı zamanda, uzay yükü yavaş yavaş yok olur ki anotta nötralize olur.Anot ve katot arasında uygulanan belirli bir voltaj için, tüm alan şarjı ortadan kalkar.Katottan elektron emisyonu için daha fazla engel yoktur.Daha sonra bir elektron ışını boşluktan, katottan anod’a serbestçe akmaya başlar. Sonuç olarak, akım anoddan katoda akar.

Diğer taraftan anot katoda göre negatif yapılırsa, sıcak olmadığı için elektron emisyonu yoktur.Artık ısıtılmış katodun yaydığı elektronlar anod’a gelmemektedir.Negatif anodun itilmesine bağlı olarak anot ve katot arasında güçlü bir yer şarjı birikecektir. Yine, bu alanın itilmesinden ötürü, tüm yayılan elektronlar katoda geri dönmekte, dolayısıyla sanal bir emisyon oluşmamakta ve dolayısıyla devre içinde herhangi bir akım akmamaktadır.Bu nedenle, vakum diyotu akımın sadece bir yönde akmasına izin verir.

Ters bias altında vakum diyot çalışmamaktadır.Vakum tüpü yirminci yüzyılın ilk yarısında elektronik bileşenlerin temel bileşeniydi.Radyo, televizyon, radar, ses takviyesi, ses kayıt sistemi, telefon, analog ve dijital bilgisayarlar ve endüstriyel proses kontrol devresinde mevcut ve yaygındı.

V-I -> Vakum Diyodunun Özellikleri

Vakum diyotunun V-I özellikleri resimde grafikte gösterilmiştir.

Uzay yükünün büyüklüğü, uzay yükünün oluşumu sırasında katottan elektron emisyonuna bağlıdır. Elektronların emisyonu ayrıca katodun ısıtıldığı sıcaklığa bağlıdır.Dolayısıyla, sıcaklık arttığında, yer şarjı miktarı da artar.Böylece alan yükünü nötralize etmek için gerekli anot voltajı da daha fazla olacaktır.Böylece aynı vakum diyotu farklı katot sıcaklıklarında farklı V-I karakteristik grafikleri olacaktır.Resimdeki şekil üzerinde sadece üç tane gösterdik. Ta C’den bir sıcaklık için, diğeri de Ta C’den daha fazla ve diğeri de Ta C’den daha düşük bir sıcaklık için Ta C için bir grafiktir.Anot voltajı kademeli olarak sıfırdan artırıldığında anottan katoda olan akım orantılı olarak artar.Alan yükü katot emisyonunu sınırlandırdığından, alan şarj gücünün azalmasıyla orantısal olarak arttırılır.Özelliklerin bu bölgesi, şekilde gösterildiği gibi alan şarj sınırlama bölgesi olarak adlandırılır.Alan yükü ortadan kaldırıldıktan sonra elektron emisyonu sabit hale gelir ve yalnızca katodun sıcaklığına bağlıdır.Burada vakum diyotundaki akım doygun hale gelir.Anotta gerilim uygulanmadığında, devrede herhangi bir akım olmamalı, fakat gerçek durum böyle değildir.Hızdaki istatistiksel dalgalanmalar nedeniyle, anotta voltaja sahip olmayan bazı elektronlar anotta ulaşacak kadar enerjilidirler.Bu olayın neden olduğu küçük akım sıçrama akımı olarak bilinir.

vakum diyot nedir

Vakum Tüp Diyotlarının Kullanımı

Yavaş yavaş p-n bağlantı yarı iletken piyasaya geldi ve vakum tüpleri bu sebeple değiştirildi.Vakum tüpünün en temel yapısı vakum diyodudur.Hala bugün bir yerlerde vakum tüpleri yaygın olarak kullanılıyor.Vakum tüplerinin uygulandığı/uygulanabilir olduğu alanlar ;

Atomik Saatler

Ses Sistemleri

Araba Panoları

Hücresel Telefon Uyduları

Bilgisayar monitörleri

DVD Oynatıcılar ve Kayıt Cihazları

Elektromanyetik test

Elektron Mikroskopları

Gaz Tahliye Sistemleri

Gazlı Lazerler

Gitar amplifikatörleri

Amatör radyo

Yüksek hızlı devre anahtarlama

Endüstriyel Isıtma

İyon Mikroskopları

İyon sevk sistemleri

Lazerler

LCD Bilgisayar Ekranları

Aydınlatma

Mikrodalga Sistemleri

Mikrodalga fırınlar

Askeri sistemler

Cep Telefonu, Bluetooth ve Wi-Fi Mikrodalga Bileşenleri

Enstrüman Amplifikatörleri

Parçacık Hızlandırıcıları

Fotoğraf çarpanı Tüpler

Plazma Panel Ekranları

Plazma Tahrik Sistemleri

Profesyonel Ses Ekipmanları

Radar Sistemleri

Radyo iletişimi

Radyo istasyonları

Kayıt stüdyoları

Güneş panelleri

Sonar Sistemleri

Stroboskop ışıkları

Uydu Yer İstasyonları

Yarıiletken Vakum Elektronik Sistemler

TV istasyonları

Vakum Elektron Cihazları

Vakum Panel Ekranları

Vakum Diyot Çeşitleri

Vakum diyot tüpleri sınıflandırması ;

Frekans aralığı yöntemi (ses, radyo, mikrodalga)

Güç derecesi yöntemi (küçük sinyal, ses gücü)

Katot/filament tipi yöntemi (dolaylı ısıtmalı, direkt ısıtmalı)

Uygulama yöntemi (tüpler, verici tüpler, amplifikatör veya anahtarlama)

Özelleştirilmiş parametreler yöntemi (uzun ömürlü, çok düşük mikro fonetik duyarlılık ve düşük gürültülü ses amplifikasyonu)

Özelleştirilmiş fonksiyonlar yöntemi (ışık veya radyasyon detektörleri, video görüntüleme tüpleri)

VAKUM DİYOT NEDİR SONUÇ : 

Bugün Vakum diyot nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Diyotlarla ilgili seriye devam ederken umuyorum faydalı bilgiler ediniyoruzdur.Diğer bir yazımızda görüşmek üzere.

İyi Çalışmalar

Diyot Direnci ve Akım Denklemleri Nedir ?

DİYOT DİRENCİ VE DİYOT AKIM DENKLEMLERİ

Diyot direnci nedir ? Diyot direnci nasıl ve nerede etki eder ? Diyot akım denklemleri nedir ? Diyot akım denklemleri nasıl kullanılır ? Bugün Diyot Direnci ve Diyot Akım Denklemleri Nedir adlı yazıyı sizlerle paylaşıyoruz.

Diyotlar ile ilgili yazı dizisine devam ediyoruz.

Başlayalım.

DİYOT DİRENCİ & AKIM DENKLEMLERİ

Direnç, cihaz üzerinde akım akışına karşı gösterilen etkidir denilebilir.Bu nedenle, diyot direnci, diyot tarafından akım akımı boyunca gösterilen etkili bir etki olarak tanımlanabilir.İdeal olarak, bir diyotun, ters yönde yönlendirildiğinde, ileriye doğru(forward biased) ve sonsuz direnç olduğunda sıfır direnç sunması beklenir.Bununla birlikte, hiçbir cihaz ideal olmayabilir.Bu nedenle, pratik olarak, her diyotun ileriye doğru eğilme durumunda küçük bir direnç ve ters taraflı olduğunda büyük bir direnç gösterdiği görülmektedir.Verilen bir diyot, ileri ve geri dirençleri ile ilgili olarak karakterize edilebilir.

İleri Direnç

Forward Biasing durumundan sonra bile, diyot minimum bir eşik voltaj seviyesine ulaşana kadar hareket etmez.Uygulanan voltaj bu eşik seviyesini aştığında, diyot çalışmaya başlar.Diyotun bu direnç altında, ileri direncini gösterdiği durumu direnç olarak ifade edebiliriz.Yani, ileri direnç, diyotun forward biased durumunda çalıştığı zaman diyot tarafından gösterilen dirençten başka bir şey değildir.

İleri direnç(forward resistance), cihazdan akan akımın sırasıyla DC (Doğru Akım) veya AC (Alternatif Akım) olup olmamasına bağlı olarak statik veya dinamik olmak üzere iki tipte sınıflandırılır.

Statik veya DC Direnci

Bir DC gerilimi uygularken, diyotun DC akımına verdiği direnç olarak ifade edilebilir.Matematiksel olarak statik direnç, diyot terminalleri boyunca uygulanan DC voltajının, içinden akan DC’ye oranı olarak ifade edilir (Resim üzerinde siyah noktalı çizgi ile gösterilmiştir);

Formül = Rdc = Vdc/Idc

Dinamik veya AC Direnci

Aktif devre elemanı olarak bir AC voltaj kaynağına sahip olan bir devreye bağlandığında, diyot tarafından AC akımına verilen direnç budur.Matematiksel olarak dinamik direnç, diyot boyunca uygulanan voltajdaki değişimin, içinden akan akımdaki değişime oranı olarak verilir. Bu, resim üzerinde eğim belirten kırmızı katı çizgilerle gösterilir ve şöyle ifade edilir:

Formül = Ʈ = Vac/Iac

Ters (Reverse) direnci

Diyotu reverse biased durumunda bağladığımız zaman, ters kaçak akım olarak adlandırılan içinden akan küçük bir akım olacaktır.Bunun arkasındaki sebep ise, diyotun ters modunda çalıştığı durumlarda, tamamen serbest taşıyıcılar olmayacağı gerçeğine dayanabiliriz.Yani, bu durumda bile, cihaz aracılığıyla azınlık taşıyıcıların akışını gözlemleyebiliriz.

Bu akım nedeniyle, diyot, resim üzerindeki mor noktalı çizgi ile gösterilen ters direnç karakteristiğini sergiler. Aynı matematiksel ifade, ileri direncinkine benzerdir ve ;

Formül = RƮ = Vr/Ir

Burada, Vr ve Ir sırasıyla ters voltaj ve ters akımdır.

Diyot Akım Denklemleri :

Diyot akım denklemi, diyot boyunca akan akımın, bunun karşısında uygulanan voltajın bir fonksiyonu olarak ilişkisini ifade eder.Matematiksel olarak şu şekilde verilir;

Formül = I = I0 x (e ^(qv/ ηKT) -1)

Burada ;

I , Diyot üzerinden akan akımı ifade eder.

I0 , koyu doygunluk akımıdır.

q ise elektronun yüküdür,

V, diyot boyunca uygulanan voltajdır.

η (üstel) olarak kullanılan idealite faktörüdür.

K = 1.38 x 10 ^(-23) JK^-1  Boltzmann sabiti

T, Kelvin’deki mutlak sıcaklıktır.

Bu denklem üzerinde iki parametrenin ayrıntılı olarak tartışılması gerekmektedir.Bunlar ;

I0,  Koyu Doygunluk Akımı

Koyu doygunluk akımı, ışığın yokluğunda (bu nedenle ‘karanlık’) diyot boyunca akan kaçak akım yoğunluğunu gösterir.Bu parametre, incelenmekte olan diyotun karakteristiğidir ve içinde meydana gelen rekombinasyon miktarını gösterir.Yani, I0, rekombinasyon oranının daha yüksek olduğu bir diyot için daha büyük olacak ve tam tersi olacaktır.Ayrıca, değerinin, mutlak sıcaklığa doğrudan orantılı olduğu ve malzeme kalitesi ile ters orantılı olduğu da görülmektedir.

η (üstel) İdealite Faktörü

İdeallik faktörü, düşünülen diyotun ideal diyotla ilgili olarak hareket ettiği yakınlığı gösterir.Yani, eğer söz konusu diyot tam olarak ideal bir diyotunki gibi davranırsa, o zaman η =1 olacaktır.Değeri, ideal diyot ve diyotun davranışları arasındaki fark arttıkça 1’den artar: ve daha büyük sapma, daha büyüktür η değeri anlamına gelecektir.

η değeri tipik olarak germanyum diyotlar için 1 ve silikon diyotlar için 2 olarak kabul edilir.Bununla birlikte, verilen diyot için kesin değeri, elektron kayması, difüzyon, tükenme bölgesinde meydana gelen taşıyıcı rekombinasyonu, doping seviyesi, üretim tekniği ve malzemelerinin saflığı gibi çeşitli faktörlere bağlıdır.Ayrıca, değerinin, akım ve voltaj seviyelerinin değerine göre de değiştiği görülmektedir.Bununla birlikte, çoğu durumda, değerinin 1 ila 2 aralığında olduğu bulunmuştur.

İleri yönlü (Forward Biased) koşulda, diyot boyunca büyük miktarda akım akışı olacaktır.Böylece diyot akım denklemi ilk denklem gibi olacaktır.

Formül =  I = I0 x (e ^(qV/ ηKT))

Öte yandan, eğer diyot ters yönlü ise, ilk denklemdeki üstel terim ihmal edilebilir hale gelir.Böylece elimizde ;

Formül = I = ( – I0 ) olacaktır.

Şimdi diyot akım denkleminin, oda sıcaklığında çalışmakta olan diyotu kullandığımız zaman durumunu inceleyelim.Bu durumda, T = 300 K olacaktır.

Formül = q / KT = (1.6×10^-19 / 1.38×10^-23 x 300) = 0.003862 x 10 ^5 = 38.65 CJ^-1  ya da 38.65 V^-1 olacaktır.

Karşılıklı olarak, her biri termal voltaj olarak adlandırılır ve  25.87 mV alır.Böylece oda sıcaklığında diyot denklemi ;

Formül = I = I0 x (e ^ (V/0.025x η)) olacaktır.

DİYOT DİRENCİ VE DİYOT AKIM DENKLEMLERİ  NEDİR SONUÇ :

Bugün Diyot Direnci ve Diyot Akım Denklemleri Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Diyot nedir ile başladığımız bu yazı dizisinde derinlemesine diyotları inceliyoruz.Umarım faydalı bilgiler ediniyorsunuzdur.

İyi Çalışmalar

 

İdeal Diyot ve Diyot Karakteristikleri Nedir ?

İDEAL DİYOT & DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ NEDİR ?

İdeal diyot nedir ? Diyot karakteristikleri nedir ? İdeal diyot çalışma mantığı nedir ? Diyot karakteristikleri nasıl etki eder ? Bugün ki yazımızda İdeal Diyot ve Diyot Karakteristikleri nedir adlı yazıyı sizlerle paylaşıyoruz.

Diyotlarla ilgili yazı dizisine devam ediyoruz.

Başlayalım.

İDEAL DİYOT ve DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ

Bir diyot, p-tipi yarı iletken ve n-tipi yarı iletken bölgelerin kombinasyonu ile oluşturulan tek yönlü bir iki terminalli bir  cihazıdır.Burada, ideal bir diyot, tüm özellikleri adına kusursuz bir şekilde çalışan ve kusurları olmadan düşünülen, mükemmel bir diyot anlamına gelir.Genellikle, diyotlar ya ileri ya da ters yönde çalışır.Sonuç olarak, ideal diyot tarafından sergilenmesi beklenen özelliklerin bile bu iki çalışma modu için ayrı ayrı analiz edilebilir olmasıdır.

Forward Biased’ta İdeal Diyotun Özellikleri

Sıfır direnci

İdeal bir diyotun, ileri yönlü modda çalışırken akımın akışına direnç göstermemesi beklenir.Bu, forward biased olduğunda ideal diyodun mükemmel bir iletken olacağı anlamına gelir.İdeal diyotun bu özelliğinden, ideal diyotların herhangi bir bariyer potansiyeline sahip olmadığı sonucuna varılabilir. Bu durumda da tükenme bölgesine sahip olup olmadıklarına bakmaktan vazgeçilir.Bu düşüncenin ardındaki sebep, buradaki direncin, diyotun tükenme bölgesinde var olan hareketsiz yüklerin varlığından kaynaklanmasıdır.

Sonsuz Akım

İdeal diyotun bu özelliği, ön tarafa yönlendirildiğinde ideal diyotların sıfır direnç sağladığını belirten önceki özelliğinden doğrudan ifade edilebilir.Nedeni aşağıdaki gibi açıklanabilir.Elektronik cihazlarda akım (I), voltaj (V) ve direnç (R) arasındaki ilişki, Ohm kanununa göre (I = V/R) olarak belirtilen yasası ile ifade edilir.Şimdi, eğer R = 0 ise, o zaman = ∞’dur.Bu, ileriye eğimli ideal diyottan geçen akım için daha yüksek bir sınır olmadığını gösterir.

Sıfır Eşik Voltajı

İdeal diyotun öne eğilimli durumdaki bu özelliği bile, sıfır direncine sahip olma özelliğinden bahsedilebilir.Bunun nedeni, eşik voltajının, diyotun bariyer potansiyelinin üstesinden gelmek ve iletime başlamak için temin edilmesi gereken minimum voltaj olmasıdır.Şimdi, eğer ideal diyot tükenme bölgesinin kendiliğinden boşsa, o zaman eşik voltajı sorunu hiç ortaya çıkmaz.İdeal diyotun bu özelliği, ön tarafa doğru hareket etmelerini sağlar ve diyot karakteristiklerini gösteren resimde de görüleceği üzere yeşil eğrinin oluşumuna yol açar.

Reverse Biased Bir İdeal Diyotun Özellikleri

Sonsuz Direnç

İdeal bir diyotun, ters yönlü koşul altında akım akışını tamamen engellemesi beklenir.Başka bir deyişle, ters taraflı olduğunda mükemmel bir yalıtıcının davranışını uygulaması beklenir.

Sıfır Ters Kaçak Akım

İdeal diyodun bu özelliği, ön taraftaki ters yönde çalışıldığında ideal diyotların sonsuz direnç taşıdığını belirten önceki özelliklerinden doğrudan kaynaklanabilir.Sebebi ise ,  Ohm yasasını yeniden düşünerek anlaşılabilir (ki resimde kırmızı-eğri ile gösterilmiştir).Böylece, ters voltaj uygulandığında ne kadar yüksek olursa olsun, ideal diyottan akan ters akım olmayacağı anlamına gelir.

ideal diyot ve diyot karakteristikleri

Ters Arıza Gerilimi Yoktur

Ters arıza gerilimi, ters yönlü diyotun çalışmadığı ve  çok yüksek akımın akmaya başladığı voltajdır.Şimdi, ideal diyotun son iki özelliğinden, onun içinden geçen akımı tamamen engelleyen sonsuz direnç sağlayacağı sonucuna varılabilir.Bu ifade, kendisine uygulanan ters voltajın büyüklüğünden bağımsız olarak iyi tutar.

Tüm bu özelliklerden ötürü, ideal bir diyotun, ön tarafa doğru yönlendirildiğinde ters yönlü ve kapalı olduğunda açılacak mükemmel bir yarı iletken anahtar olarak davrandığı görülmüştür.

Şimdi, gerçekle yüzleşelim: Pratik olarak, ideal diyot diye bir şey yoktur.Ne anlama geliyor?.Eğer böyle bir şey yoksa, o zaman neden bilmek ya da öğrenmek istiyoruz?.Bu sadece zaman kaybı değil mi?

Hayır, gerçek değil.

Nedeni: İdealleştirici kavramı işleri daha iyi yapar.Kural, her şey için iyidir, yani sadece teknik değil. İdeal diyot meselesine geldiğimizde, gerçek bir tasarımcı ya da hata ayıklayıcının (bu konuda bir kişi, bir öğrenci ya da bir öğrenci bile olabilir) belirli bir devreyi veya bir hata/model hatalarını/analizlerini  yapmasını kolaylaştıracak şekilde ortaya çıkar.

Diyot Karakteristikleri

Çeşitli elektronik cihazlar oluşturmak için yarıiletken malzemeler (Si, Ge) kullanıyoruz.En temel cihazlardan birisi de diyottur.Diyot, iki uçlu bir PN bağlantı cihazıdır.PN bağlantısı, N-tipi malzeme ile temas halinde bir P-tipi malzeme getirilerek oluşturulur.P-tipi bir materyal N-tipi malzeme elektronları ile temas ettiğinde ve bu boşluklar junction denilen birleşme yakınında olduğunda yeniden birleştirmeye başlar.Bu, birleşme noktasında yük taşıyıcıların eksikliği ile sonuçlanır ve bu nedenle junction, tükenme bölgesi olarak adlandırılır.PN birleşimin uçlarına voltaj uyguladığımızda bu durumda, diyot olarak adlandırıyoruz.Aşağıdaki resim üzerinde PN birleşimli diyotun sembolünü bulabilirsiniz.

Diyot, akımın sadece belirli bir yöne bağlı olarak bir yönde akışını sağlayan tek yönlü bir cihazdır diyebiliriz.

Diyotun Forward Biasing Karakteristiği

P terminali, N terminali ile karşılaştırıldığında ve P terminali daha pozitif olduğunda, yani pilin artı kutbuna P terminalinin bağlı olduğu ve  N terminalinin de güç kaynağının negatif kutbuna bağlı olduğu durumda , biz forward biasing var diyebiliriz.

Bataryanın pozitif terminali, P bölgedeki çoğunluk taşıyıcıları, delikler ve negatif terminal, N bölgesindeki elektronları geri çeker ve bunları birleşme noktasına doğru iter.Bu, junction yakınındaki yük taşıyıcıların konsantrasyonunda artışa neden olur, rekombinasyon gerçekleşir ve tükenme bölgesinin genişliği azalır.İlerleyen tarafa ait voltajın yükseltilmesiyle, tükenme bölgesi genişliklerini azaltmaya devam etmekte ve daha fazla taşıyıcı yeniden birleştirilmektedir.Bu, üstel artış akımına neden olur.

Diyotun Reverse Biasing Karakteristiği

Ters polarizasyonda P-terminali güç kaynağının eksi kutbuna ve N terminaline güç kaynağının artı terminaline bağlanır.Böylece uygulanan voltaj, N tarafının P tarafına göre daha pozitif olmasını sağlar.

Güç kaynağının negatif terminali, P-bölgesinde çoğunluk taşıyıcıları, delikleri çeker ve pozitif terminal, N-bölgesinde elektronları çeker ve bunları birleşme noktasından uzaklaştırır.Bu, birleşme noktası yakınındaki yük taşıyıcılarının konsantrasyonundaki azalmaya ve tükenme bölgesinin genişliğinin artmasına neden olur.Azınlık taşıyıcıları nedeniyle ters akım akımı veya kaçak akım olarak adlandırılan az miktarda akım akışı gerçekleşir.Reverse biasing gerilimi arttıkça tükenme bölgesi de genişlikte artmaya devam eder ve akım akmaz.Diyotun sadece ileriye dönük olarak hareket ettiği sonucuna varılabilir.Bu işlemler de diyotun çalışması olarak I-V diyot karakteristikleri grafiği şeklinde özetlenebilir.

Reverse Bias diyot için, V < 0 ve Id = Is

Burada , V = besleme voltajı

Id = diyot akımı

Is = ters doygunluk akımı

Forward Bias için ; V > 0 ve Id = Is x (e^(V/NxVt) – 1)

Burada , Vt = volt’un sıcaklık eşdeğeri = KT/Q = T/11600

Q = elektronik şarj = 1.632 x 10^-19 C

K = Boltzmann’ın sabiti = 1.38×10^-23

N = 1, Ge için = 2, Si için

Reverse Bias gerilimi daha da arttırıldığı için tükenme bölgesi genişliği artar ve birleşme noktası koptuğunda bir nokta gelir.Bu durumda, büyük bir akım akmasıyla sonuçlanır.Resimde bozulma diyot karakteristik eğrisini de görebilirsiniz.Birleşme sorunları iki olaydan dolayı gerçekleşir.

Çığ Etkisi (V> 5V için)

Çok yüksek olan reverse bias altında, azınlık taşıyıcıların voltaj yönünden kinetik enerjisi o kadar büyük olur ki, kovalent bağlardan elektronları ekarte ederler, bu da daha fazla elektrona çarpar ve bu döngü, birleşim  noktası kopmalarına kadar devam eder.

Zener Etkisi (V <5V için)

Reverse gerilim altında bağlantı noktası bariyeri, ön gerilimdeki artışla artar.Bu, birleşim noktasında çok yüksek olan statik bir elektrik alanıyla sonuçlanır.Bu statik elektrik alanı kovalent bağları kırar ve azınlık taşıyıcıları serbest bırakarak geri akıma katkıda bulunur. Akım aniden artar ve birleşme noktası bozulur.

İDEAL DİYOT & DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ NEDİR SONUÇ :

Bugün İdeal Diyot ve Diyot Karakteristikleri Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Diyotlarla ilgili seriye devam ederken umuyorum faydalı bilgileri aktarabiliyoruzdur.

İyi Çalışmalar

Diyot Nedir ?

DİYOT NEDİR ? 

Diyot nedir ? Diyot sembolü nedir ? Diyot çeşitleri nelerdir ? Diyot çalışma prensibi nedir ? Diyot nasıl kullanılır ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Diyot Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.Diyotlarla ilgili seriye başlıyorken umuyorum faydalı bilgileri aktarabiliriz.

Başlayalım.

DİYOTLAR 

Bir diyot, nominal olarak belirtilen bir voltaj seviyesinde çalıştırıldığında sadece tek yönlü akım akışına izin veren bir cihazdır.

Bir diyot, ters gerilimi belirli bir aralıkta tersine çevirir, aksi halde ters gerilim sınır  kırılmaları meydana gelir ve buradaki meydana gelen bozulma gerilimine ters bozulma gerilimi adı verilir.Diyot elektronik ve elektrik devrelerinde vana görevi görür.Bir PN bağlantısı, ön tarafa doğru olduğunda ideal olarak kısa devre olarak hareket eden ve ters yönde olduğunda ideal açık devre olarak hareket eden yarı iletken diyotun en basit şeklidir.Basit PN eklemi diyotlarının yanında, temel prensipler az çok aynı olsa da farklı tiplerde diyotlar vardır.Dolayısıyla, özel bir diyot düzenlemesi ile AC’yi palsla DC’ye dönüştürebilir ve bu nedenle bazen bir doğrultucu olarak da adlandırılabilir.Diyot ismi iki elektrodlu bir cihaz anlamına gelen “di-ode” den türetilmiştir.

Diyot Sembolü

Bir diyotun sembolü resimde gösterilmiştir. Okun ucu, geleneksel akım akışı yönünde işaret eder.

Katkılar ile silikon ya da germanyum kristal bloku birleştirerek, bloğun orta kısmında bir parçanın birleşmesini sağlarız  ve bunun yanında bir kısım p-tipi olur  ve başka bir kısım n-tipi hale gelir.Ayrıca, özel bir üretim tekniği ile birlikte bir p-tipi  ve n-tipi yarı iletken  birleştirerek bir PN eklemi oluşturabiliriz.Bu nedenle diyot, iki elemanlı bir cihazdır, p-tipi anotu oluşturur ve n-tipi katodu oluşturur.Bu terminaller harici bağlantıları yapmak için dışarı çıkarılır.

Diyot Çalışma Prensibi

Unbiased Diyot

N tarafının önemli sayıda serbest elektronu ve çok az deliği (termal uyarım nedeniyle) olurken, p tarafının yüksek bir delik yoğunluğu ve çok az serbest elektronu olacaktır.Bundan dolayı, difüzyon denilen bir süreç gerçekleşir.Bu işlemde, n tarafındaki serbest elektronlar, p tarafına yayılacak ve orada bulunan boşluklar ile rekombinasyon yapacak, n ucunda pozitif hareketsiz iyonlar bırakacak ve diyotun p-tipi tarafında negatif hareketsiz iyonlar oluşturacaktır.

Bu nedenle, birleşme kenarına yakın n-tipi tarafta açığa çıkarılmamış pozitif iyonlar bulunur.Benzer şekilde, birleşme kenarına yakın p-tipi tarafta açığa çıkarılmamış negatif  iyonlar bulunur.Bundan dolayı, n-tarafı ve p-tarafında sırasıyla pozitif iyon ve negatif iyonların sayısı birikir.Bu şekilde oluşan bölge, bölgedeki serbest taşıyıcıların “tükenmesi” nedeniyle tükenme bölgesi olarak adlandırılmaktadır.Bu pozitif ve negatif iyonların varlığı nedeniyle diyotun PN bağlantısında bariyer potansiyeli olarak adlandırılan statik bir elektrik alanı oluşturulur.“Bariyer potansiyeli” olarak adlandırılır çünkü bir bariyer görevi görür ve birleşme noktasındaki deliklerin ve serbest elektronların daha fazla göçüne karşıdır.

Diyot nedir

Forward Unbiased Diyot

İleri voltaj uygulandığında bir PN eklemi diyotunda, bir kaynağın pozitif terminali p-tipi tarafa bağlanır ve kaynağın negatif terminali n-tipi tarafa bağlanır, diyotun ileride olduğu söylenir.Birleşim boyunca bir bariyer potansiyeli olduğunu biliyoruz.Bu bariyer potansiyeli, uygulanan voltajın tersine yönlendirilir.Bu nedenle bir diyot, sadece uygulanan ileri voltajın birleşim noktasının bariyer potansiyelinden daha fazla olduğu zaman akımın ileri yönde akmasına izin verebilir.Bu voltaj ileri yönlü gerilim olarak adlandırılır.Bir silikon diyot için, 0.7 volttur.Germanyum diyot için 0.3 volttur. İletilen gerilim, bu ileri yönlü voltajdan daha fazla olduğunda, diyotta ileri akım olacak ve diyot kısa devre olacaktır.

Bu nedenle, bu ileri yönlü voltajın ötesinde diyot boyunca daha fazla voltaj düşüşü olmayacak ve ileri akım sadece diyot ile seri bağlanmış harici dirençle sınırlandırılacaktır.Böylece, eğer uygulanan gerilim sıfırdan artarsa, diyot sadece bu voltaj bariyer potansiyelinin hemen üstüne geldikten sonra ya da bağlantının ön gerilimli geriliminden sonra çalışmaya başlayacaktır.Bu giriş geriliminin bu değere ulaşması için geçen süre veya başka bir deyişle, bu giriş voltajı tarafından alınan ön gerilimin üstesinden gelmek için alınan zamana geri kazanım süresi denir.

Reverse Biased Diyot

Şimdi, eğer diyot ters yönlü ise, yani kaynağın pozitif terminali n-tipi uca bağlanır ve kaynağın negatif terminali diyotun p-tipi ucuna bağlanır, aksi takdirde diyot üzerinden akım olmaz.Bunun nedeni, ters reverse biased durumunda, bağlantının depilasyon tabakasının, ters-yönlü voltajın artmasıyla daha geniş hale gelmesidir.Bununla birlikte, n-tipi uçtan, diyotta azınlık taşıyıcıları nedeniyle p-tipi uçtan akan küçük bir akım vardır.

Bu küçük akım ters doygunluk akımı olarak adlandırılır.Azınlık taşıyıcıları, sırasıyla, termal olarak üretilen serbest elektronlar ve sırasıyla p-tipi yarı iletken ve n tipi yarıiletken deliklerdir.Şimdi, diyot boyunca tersine uygulanan voltaj sürekli olarak arttırılırsa, belirli uygulanan voltajdan sonra, tükenme tabakası yok olacak ve bu da büyük bir ters akımın diyot boyunca akmasına neden olacaktır.Bu akım harici olarak sınırlı değilse ve güvenli değerin ötesine ulaşırsa, diyot kalıcı olarak tahrip olabilir.Bunun nedeni, ters voltajın büyüklüğü arttıkça, azınlık yük taşıyıcılarının kinetik enerjisinin de artmasıdır.

Bu hızlı hareket eden elektronlar, cihazdaki diğer atomlarla çarpışarak onlardan daha fazla serbest elektron ekarte eder.Bu şekilde serbest kalan serbest elektronlar, kovalent bağları kırarak atomlardan daha fazla serbest elektron açığa çıkarırlar.Bu süreç taşıyıcı çoğalma olarak adlandırılır ve p-n birleşiminden akımın akışında önemli bir artışa yol açar.İlgili durum ise; Çığ Tipi olarak adlandırılır.

Diyot Çeşitleri ;

Diyot çeşitleri aşağıdaki gibidir.

Zener diyot

P-N bağlantı diyotu

Tunnel diyot

Varactor diyot

Schottky diyot

Fotodiyot

PIN diyot

Lazer diyot

Çığ diyot

Işık yayan diyot (LED)

DİYOT NEDİR SONUÇ : 

Bugün Diyot Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Diyotlarla ilgili yazı dizisine M. Sertaç Özdilek kardeşimin isteği üzerine başladım.Umuyorum faydalı bir yazı dizisi olur.

İyi Çalışmalar

DC Motor Çeşitleri

DC MOTOR ÇEŞİTLERİ NEDİR ? 

DC Motor çeşitleri nedir ? DC Motor çeşitlerinin özellikleri nedir ? DC motor çeşitleri farkı nedir ? Farklı DC Motorlar nerelerde kullanılır ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız bu yazımızda DC Motor Çeşitleri adlı yazımızla karşınızdayız.

DC Motor çeşitlerini hep beraber inceleyelim

Başlayalım.

DC MOTOR ÇEŞİTLERİ

Doğru akım motoru veya DC motor, günümüzün mühendislik ve teknoloji alanında pek çok uygulamaya sahiptir.Elektrikli bir tıraş makinesinden otomobil parçalarına kadar tüm küçük veya orta ölçekli otomobil uygulamalarında DC motorlar bulunmakta ve çalışmaktadırlar.Ve geniş uygulama alanı nedeniyle, belirli gereksinimlere yönelik olarak farklı DC motor çeşitleri piyasada mevcuttur.

DC motor tipleri aşağıdaki gibi sıralanabilir.

DC motoru

Kalıcı Mıknatıslı DC Motor

Ayrı Uyarılmış DC Motor

Kendinden Uyarılmış DC Motor

Shaunt Wound DC Motor

Compound Wound DC Motor

Series Wound DC Motor

Kısa Shaunt DC Motor

Uzun Shaunt DC Motor

Diferansiyel Bileşik DC Motor

Şimdi, tüm DC motor türleri hakkında ayrıntılı bir inceleme yapalım.

Ayrı Uyarılmış DC Motor

Adından da anlaşılacağı gibi, ayrı bir uyarılmış DC motor durumunda, besleme alan ve armatür sargılarına ayrı olarak verilir.Bu tür DC motorlardaki ana ayırt edici özellik, alan sargısının, resimde gösterildiği gibi ayrı bir DC akım kaynağından enerjilendirilmesiyle, armatür akımının alan sargılarından akmamasıdır.

DC motorun tork denkleminden Tg = Ka x φ x Ia’yı biliyoruz.Bu durumda tork, armatür akımı Ia’dan bağımsız olarak değişen alan akısı φ ile değiştirilebilir.

Kalıcı Mıknatıslı DC Motor

Sabit mıknatıslı DC motor, olağan bir motor durumunda olduğu gibi bir armatür sargısından oluşur, ancak her zaman alan sargılarını içermez.Bu tip DC motorların yapısı, radyal olarak mıknatıslanmış daimi mıknatısların, alan akısının üretilmesi için stator çekirdeğin iç çevresine monte edildiği şekildedir.

Diğer yandan rotor, komütatör segmentleri ve fırçaları ile geleneksel bir DC armatürüne sahiptir. Sabit mıknatıslı bir DC motorun şematik temsili resimde verilmiştir.

DC motorun tork denklemi şu şekilde ;

Formül = Tg = Ka x φ x Ia

Burada φ her zaman sabittir, çünkü gerekli akı yoğunluğunun kalıcı mıknatısları yapım aşamasında seçilir ve orada sonra değiştirilemez.

Sabit mıknatıslı DC motor için ;

Formül = Tg = Ka1 x Ia

Burada, bir başka sabit olan Ka1 = Ka x φ’dır.Bu durumda DC Motorun torku sadece armatür beslemesinin kontrol edilmesiyle değiştirilebilir.

Kendinden Uyarılmış DC Motor

Kendinden uyarmalı DC motor durumunda, alan sargısı seri olarak veya paralel veya kısmen seri olarak, kısmen armatür sargısına paralel olarak bağlanır ve bu temelde aşağıdaki şekilde sınıflandırılır:

Şant sargılı DC motor.

Series wound DC motor.

Compound wound DC motor.

Şimdi bu tür kendinden tahrikli DC motorların ayrıntılarına girelim.

DC Motor Çeşitleri

Shaunt Wound DC Motor

Shaunt Wound DC motoru veya daha spesifik olarak şant sargılı kendinden uyarmalı DC motorlar, alan sargıları aşağıdaki resimde gösterildiği gibi armatür sargısına paralel olarak bağlandıklarından tüm terminal gerilimine maruz kalırlar.

Bu tip DC motorların karakteristiklerini anlamak için, verilen temel voltaj denklemini dikkate alınız,

Formül = E = Eb + Ia x Ra

[Burada E, Eb, Ia, Ra sırasıyla besleme gerilimi, geri emf, armatür akımı ve armatür direncidir]

Formül = Eb = ka x φ x w

[geri emf akı φ ve açısal hız ile artar]

Denklemleri kullanarak tekrar bakalım ;

Formül = E = ka x φ x w + Ia x Ra ve w = (E – Ia x Ra)/ (ka x φ)

DC motor tork denklemi ;

Formül = Tg = Ka x φ x Ia

Bu, düz bir çizginin denklemine benzer ve şant sargısının kendinden uyarılan DC motorun tork hızı karakteristiğini grafiksel olarak temsil edebiliriz.

Şant sargılı DC motor sabit bir hız motorudur, çünkü hız, burada çıkışta mekanik yük değişimi ile değişmez.

Series Wound DC Motor

Bir dizi sarılmış kendinden tahrikli DC motor veya sadece seri olarak sarılmış DC motoru durumunda, tüm armatür akımı armatür sarımına seri olarak bağlı olduğu için alan sargısından akar. Series Wound kendinden uyarmalı DC motoru  net olarak anlamak için resimde şematik olarak gösterilmiştir.

Şimdi bu tür DC motorların tork hızı karakteristiğini belirlemek için, tork hızı denklemine beraber bakalım. Devre diyagramından voltaj denkleminin ;

Formül = E = Eb + Ia x (Ra + Rs )

Burada arka emf ; Eb = ka x φ x ω

Aldığımız doygunluğun ihmal edilmesi,

Formül = φ = K1 x If = K1 x Ia

[alan akımı = armatür akımı]

Formül = Eb = ka x K1 x Ia x w = Ks x Ia x w

Denklemlerden ;

Formül = w = (E/Ks x Ia) – ((Ra + Rs )/ Ks)

Bu denklemden, tork hızı karakteristiğini elde ederiz.

Bir dizi sarılmış DC motorda, hız yük ile değişir. Ve bu işlemlerle beraber, bu bir şant sargılı DC motordan ana farkıdır diyebiliriz.

Compound Wound DC Motor

Bir DC motordaki bileşik uyarma karakteristiği, hem şönt hem de seri uyarılan DC motorun operasyonel karakteristiğinin birleştirilmesiyle elde edilebilir.Bileşik sargılı kendinden tahrikli DC motor veya basitçe bileşik yaralı DC motor, esas olarak, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, hem seri olarak hem de armatür sargısına paralel olarak bağlanan alan sargısını içerir:

Bileşik yaralı DC motorun uyarılması, bileşiğin doğasına bağlı olarak iki tipte olabilir.

Kümülatif Bileşik DC Motor

Şant alan akısı, armatür sarımına seri olarak bağlanan ana alan tarafından üretilen ana alan akısına yardımcı olduğunda, bunun adı geçen kümülatif bileşik DC motorudur.

Formül = φtotal = φseries + φshunt

Diferansiyel Bileşik DC Motor

Diferansiyel olarak birleşik kendinden uyarmalı DC motor, yani diferansiyel bileşik DC motor durumunda, şant ve seri sarım düzenlemesi, şant alan sarımı tarafından üretilen alan akısının ana seri alan sarımı ile akı etkisini azaltacak şekildedir.

Formül = φtotal = φseries – φshunt

Bu durumda üretilen net akı, orijinal akıdan daha azdır ve dolayısıyla pratik bir uygulamanın tamamını kapsayamaz.

Kendinden uyarılan DC motorun bileşik özelliği aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

Hem kümülatif bileşik hem de diferansiyel bileşik DC motor, düzenlemenin yapısına bağlı olarak ya kısa şant ya da uzun şant tipinde olabilir.

Kısa Shunt DC Motor

Şant alanı sarımı, seri sarım yerine sadece armatür sargısına paralel ise, kısa şant DC motoru veya daha kısa şant tipi bileşik DC motor sargısı olarak bilinir.

Uzun Shunt DC Motor

Şant alanı sargısı, hem armatür sargısına hem de seri alan sarımına paralelse, uzun şönt tipi bileşik yaralı DC motor veya sadece uzun şönt DC motor olarak bilinir.

Resim üzerinde  kısa şönt ve uzun şönt tipi motorlar gösterilmiştir.

DC MOTOR ÇEŞİTLERİ NEDİR SONUÇ :

Bugünki yazımızda DC Motor Çeşitleri Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.DC Motorlarla ilgili yazılarımıza hızla devam ediyoruz.Umarım faydalı bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

DC Motor | Kayıplar – Tork Denklemleri

DC MOTOR KAYIPLAR VE TORK DENKLEMLERİ NEDİR  ?

DC Motor kayıpları nedir ? Tork denklemleri nedir ? DC Motor kayıpları kaç çeşittir ? DC Motor kayıpları sistemi nasıl etkiler ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız DC Motor Kayıplar ve Tork Denklemleri Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

DC MOTOR DENKLEMLER VE KAYIPLAR

DC Motorun Tork Denklemi

Bir DC makine motor veya jeneratör olarak yüke girdiğinde, rotor iletkenleri akım taşır.Bu iletkenler hava boşluğunun manyetik alanında bulunur.Böylece her iletken bir güçle karşılaşır.İletkenler rotorun yüzeyine yakın merkezden ortak bir yarıçapta uzanırlar.Bu nedenle, rotorun çevresinde tork üretilir ve rotor dönmeye başlar.Dr. Huge d Young tarafından da çok güzel açıklandığı gibi tork terimi, bir kuvvetin dönme hareketine neden olma eğiliminin veya dönme hareketinde bir değişiklik meydana getirme eğiliminin niceliksel ölçüsüdür.Aslında bir dönme hareketi üreten veya değiştiren bir kuvvet anıdır.

Tork denklemi;

Formül = Ʈ = F x R x sinϴ

F, lineer yönde zorlanır.

R döndürülen nesnenin yarıçapıdır, ve θ açıdır.F gücü, R vektörü ile ortaya çıkmaktadır.

Bildiğimiz gibi DC motor bir döner bir makinedir ve DC motorun torku bu konuda çok önemli bir parametredir ve DC motorun çalışma karakteristiklerini belirlemek için tork denklemini anlamak çok önemlidir.

Tork denklemini kurmak için, önce bir DC motorun temel devre şemasını ve voltaj denklemini ele alalım.

Resimdeki bakarsak, E’nin besleme gerilimi ise, E’nin üretilen arka emf ve Ia olduğunu, Ra’nın sırasıyla armatür akımı ve armatür direnci olduğunu, sonra da voltaj denkleminin;

Formül = E = Eb + Ia x Ra

Ancak amacımızın, DC motorun tork denklemini türetmek olduğunu aklımızda tutarak, denklemin her iki tarafını da Ia ile çarpıyoruz.

Formül = E x Ia = EbxIa+(Ia)^2 x Ra

Şimdi (Ia)^2xRa, armatür bobininin ısınmasına bağlı güç kaybıdır ve istenen DC makine torkunu üretmek için gerekli olan gerçek etkili mekanik güç,

Formül = Pm = Eb x Ia

Mekanik güç Pm, elektromanyetik tork Tg ile ilgilidir.

Formül = Pm = Tg x w

Burada ω rad/sn hızdır.

Şimdi denklemleri birleştirelim ;

Formül = Eb x Ia = Tg x w

Şimdi DC motorun tork denklemini basitleştirmek için tekrar kontrol edelim ;

Formül = Eb = (P x φ x Z x N) / 60 x A

Burada, P kutup sayısıdır.

φ kutup başına akı oranıdır.

Z iletken numarasıdır.

A  paralel yolların sayısıdır.

N, DC motorun hızıdır.

Yeniden denklemleri kuralım ;

Formül = w = (2 x π x N ) /  60

Formül = Tg = (P x φ x Z x Ia) / 2π x A

Bu şekilde elde ettiğimiz tork, DC motorun elektromanyetik torku olarak bilinir ve mekanik ve dönme kayıplarını çıkarır ve mekanik tork elde ederiz.

Bu nedenle,

Formül = Tm = Tg – mekanik kayıplar

Bu, DC motorun tork denklemidir. Daha da basitleştirilebilir:

Formül = Tg = ka x φ x Ia (Burada -> ka = (P x Z ) / 2π x A)

Belirli  makineler için sabittir  ve bu nedenle DC motorun torku sadece akı φ ve armatür akımı Ia ile değişir.

Bir DC motorun Tork denklemi aşağıdaki şekil dikkate alınarak açıklanabilir.

Formül = Her bir kutup alanı -> Ar = ( 2π x r x  L )/P

Formül = B = φ / Ar -> B = P x φ / 2π x r x L

Akım/iletken Ic = Ia x  A

Bu nedenle, iletken başına kuvvet = fc = ( B x L x Ia )/ A

Şimdi tork Tc = fc x r = (B x L x Ia x r) / A

Bu nedenle, bir DC makinesinin oluşturduğu toplam tork,

Formül = Tg = (P x Z x φ x Ia) / 2π x A

DC motorun bu tork denklemi aşağıdaki gibi daha basitleştirilebilir:

Formül = Tg = ka x φ x Ia (Burada ka = (P x Z ) / 2π x A)

Belirli makineler için sabit olan ve bu nedenle DC motorun torku sadece akı φ ve armatür akımı Ia ile değişir.

dc motor kayıplar ve tork denklemleri

DC Makinede Kayıplar

Bildiğimiz gibi “Enerji yaratılamaz, yok edilemez, sadece bir formdan diğerine aktarılabilir”.DC makinede, mekanik enerji elektrik enerjisine dönüştürülür.Bu işlem sırasında, toplam giriş gücü çıkış gücüne dönüştürülmez.Giriş gücünün bir kısmı çeşitli şekillerde boşa harcanmaktadır.Bu kaybın şekli bir makineden diğerine değişebilir.Bu kayıplar, makinenin sıcaklığındaki artışa neden olur ve makinenin verimliliğini azaltır.DC Makinede, genel olarak dört ana enerji kaybı vardır.

DC Makinede Bakır Kayıpları ,  Elektrik Kayıpları veya Sargı Kayıpları

Bakır kayıpları, sarım boyunca akan akım sırasında meydana gelen sarım kayıplarıdır.Bu kayıplar, sarımdaki dirence bağlı olarak ortaya çıkar.DC makinede, sadece iki sargı, armatür ve alan sargısı vardır.

Böylece bakır kayıplarını üç kısımda kategorilendirebiliriz ; armatür kaybı, alan sarım kaybı ve fırça temas direnci kaybı.

Bakır kayıpları, sarım boyunca akan akımın karesiyle orantılıdır.

DC Makinede Armatür Bakır Kaybı

Armatür bakır kaybı = (Ia)^2 x Ra

Ia, armatür akımıdır ve Ra, armatür direncidir.

Bu kayıplar, toplam tam yük kayıplarının yaklaşık% 30’udur.

DC Makinede Alan Sargısı Bakır Kaybı

Alan sargısı bakır kaybı = (If)^2 x Rf

Burada, If alan akımı ve Rf alan direncidir.

Bu kayıplar teorik olarak% 25 civarındadır, ancak pratik olarak sabittir.

DC Makinede Fırça Temas Direnci Kaybı

Fırça temas kaybı, fırça ve komütatörün yüzeyi arasındaki dirence bağlıdır.Değişken kayıpların bir parçası olduğu için ayrı ayrı hesaplanabilecek bir kayıp değildir.Genellikle, hem bakır kaybı türlerine katkıda bulunur.Yani, yukarıdaki kayıpların hesaplanmasında faktörlerdir.

DC Makine veya Manyetik Kayıplardaki Temel Kayıp veya Demir Kaybı

Armatürün demir çekirdeği manyetik alanda dönerken, çekirdek kayıpları olarak adlandırılan çekirdekte bazı kayıplar meydana gelir.Normal olarak, makineler sabit hız ile çalıştırılır, bu yüzden bu kayıplar neredeyse sabittir.Bu kayıplar iki biçimde kategorize edilir; Histerezis kaybı ve Eddy akımı kaybı.

DC Makinede Histerezis Kaybı

Çekirdeğin manyetizasyonunun tersine dönmesi nedeniyle armatür sargısında histerezis kayıpları meydana gelir.Armatürün çekirdeği manyetik alana maruz kaldığında, tam bir manyetik dönüş rotasyonu geçirir.Yarım elektrik devrini tamamladıktan sonra S-kutbu altında olan armatürün kısmı, aynı parça N-kutbunun altında olacak ve manyetik hatlar çekirdeğin içindeki manyetizmayı tersine çevirmek için tersine çevrilir.Armatürdeki sabit manyetik dönüş süreci, histerezis kaybı olarak adlandırılan bir miktar enerji tüketir.Kayıp yüzdesi, demirin kalitesine ve hacmine bağlıdır.

Manyetik Reversal Frekansı;

Formül = f = P x N / 120

Burada ;

P = Kutup sayısı

N = rpm  hızı

Steinmetz Formülü

Steinmetz formülü histerezis kaybının hesaplanması içindir.

Formül = Histerezis kaybı Ph = η x (Bmax)^1.6 x f x V  watt’dır.

Burada ;

η = Steinmetz histerez katsayısı

Bmax = Armatür sarımında maksimum akı yoğunluğu

F = Manyetik geri dönüşlerin frekansı

V = m^3 cinsinden armatür hacmi.

DC Makinede Eddy Akım Kaybı

Faraday’ın elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, bir demir çekirdek manyetik alanda döndüğünde, çekirdekte bir emf de indüklenir.Benzer şekilde, armatür manyetik alanda döndüğünde, çekirdeğin iletkenliğinden dolayı vücutta yük akışına izin veren az miktarda emf çekirdekte indüklenir. Bu akım makine için işe yaramaz.Bu akım kaybı girdap akımı olarak adlandırılır.Bu kayıp DC makineler için neredeyse sabittir.Lamine çekirdek seçilerek minimize edilebilir.

DC Makinede Mekanik Kayıplar

Makinenin mekanik sürtünmesi ile ilişkili kayıplara mekanik kayıp denir.Bu kayıplar, makinenin hareketli parçalarındaki sürtünmeden dolayı meydana gelir, yatak, fırça vb. gibi ve makinenin döner bobinindeki havanın neden olduğu windage kayıpları meydana gelir.Bu kayıplar genellikle tam yük kaybının yaklaşık% 15’i kadar küçüktür.

DC Makinede Kaçak Yük Kayıpları

Yukarıda tartışılan kayıplardan başka bazı kayıplar daha vardır.Bu kayıplara kaçak yük kayıpları denir. Bu muhtelif kayıplar, sargıda geçirilen kısa devre akımından, armatürden kaynaklanan akışın bozulmasından ve çok daha fazla kayıptan kaynaklanmasından kaynaklanmaktadır.Bu kayıpların belirlenmesi zordur.Ancak, tüm yük güç çıkışının % 1’i olarak alınır.

DC MOTOR KAYIPLAR VE TORK DENKLEMLERİ NEDİR SONUÇ :

Bugün DC Motor kayıpları ve tork denklemleri adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Bu yazı içerisinde geniş bir inceleme yapma imkanı bulduk.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur.

İyi Çalışmalar

DC Motor Yapısı

DC MOTOR YAPISI NEDİR ? 

DC Motorun yapısı nedir ? DC Motor hangi parçalardan oluşur ? DC Motorun parçaları ne işe yarar ? DC Motor nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız DC Motor Yapısı adlı yazımızla karşınızdayız.DC Motor nedir ve DC motor çalışma prensibi adlı yazılarımızın ardından bu yazı ile de DC Motor ile ilgili seriye devam ediyoruz.

Başlayalım.

DC MOTOR YAPISI

Hepimizin bildiği gibi bir DC motor, elektrik enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürülmesini sağlayan bir cihazdır ve bu, aslında, DC motorun yapımı için gerekli olan iki ana parçadan oluşur.

Stator – Alan sargılarını barındıran ve kaynağı alan statik kısımdır.

Rotor – Mekanik dönüşleri meydana getiren , dönen kısım.

Bunun dışında ek olarak birkaç parça daha bulunmaktadır.

DC motor Bağlantı Demiri

DC motorun kutupları

DC motorun alan sarımları

DC motorun armatür sarımı

DC motorun komütatörü.

DC motor fırçaları.

Tüm bu parçalar bir araya getirilerek bir DC motorun tam anlamıyla yapısı inşa edilir.

Şimdi DC motorun tüm önemli parçaları hakkında ayrıntılı bir inceleme yapalım.

DC Motor Bağlantı Demiri

DC motorun manyetik çerçevesi veya bağlantı demiri, dökme demir veya çelikten oluşur ve statorun veya motorun statik parçasının ayrılmaz bir parçasını oluşturur.Ana işlevi, motorun özel iç kısımları üzerinde koruyucu bir kaplama oluşturmak ve armatüre destek sağlamaktır.Ayrıca, manyetik kutupları ve DC motorun alan sargısını barındırarak alan sistemini destekler.

DC Motor Kutupları

DC motorun manyetik kutupları, vidalarla boyunduruk iç duvarına yerleştirilmiş yapılardır.Manyetik kutupların yapısı temelde iki kısımdan oluşmaktadır.Yani, kutup çekirdeği ve kutup pabuçları hidrolik basınç altında bir araya getirilmiş ve daha sonra ana gövdeye  bağlanmıştır.Bu iki yapı farklı amaçlar için tahsis edilmiştir, kutup çekirdeği küçük kesit alanıdır ve bunun işlevi sadece kutup pabucunu boyunduruk üzerinde tutmaktır, oysa nispeten daha büyük bir kesit alanına sahip olan kutup uçları durağanlıktan kaynaklanan kayıpları azaltmak için stator ve rotor arasındaki hava boşluğu üzerinde üretilen akıyı yaymaktadır.Kutup uçları ayrıca alan akısı üreten , alan sargıları için slotlar taşır.

DC Motor Alan Sargısı

DC motorun alan sarımı, alan akımları içinden aktığı zaman kutup kutuplarının yarıkları üzerine sarılı olan alan bobinleri (bakır tel) ile yapılır, daha sonra bitişik kutuplar karşıt polariteye sahiptir.Saha sargısı temel olarak, içinde DC motorun rotor armatürünün döndüğü alan akısı üreten ve etkili akı kesimi ile sonuçlanan bir elektromıknatıs oluşturur.

dc motor yapısı

DC Motor Armatür Sargısı

DC motorun armatür sargısı rotora veya makinenin dönen kısmına bağlanır ve sonuç olarak doğrudan manyetik kayıplarla sonuçlanan dönüş yolunda manyetik alanın değiştirilmesine maruz kalır.Bu nedenle rotor, histerezis ve girdap akımı kaybı gibi manyetik kayıpları azaltmak için birkaç düşük histerezisli silikon çelik laminasyonu (katman) ile yapılan armatür çekirdeğinden yapılmıştır.Bu lamine çelik levhalar, armatür çekirdeğinin silindirik yapısını oluşturmak için birlikte istiflenir.

Armatür çekirdeği, çekirdeğin tüm çevresi üzerinde eşit olarak dağılmış birkaç telli bakır tel ile yapılan armatür sargısının yapıldığı çekirdek ile aynı malzemeden yapılmış yarıklar ile donatılmıştır.Yuva açıklıkları, armatürün dönüşü sırasında ortaya çıkan yüksek merkezkaç kuvveti nedeniyle iletken akımın, besleme akımı ve alanın varlığında çıkmasını önlemek için lifli takozlar ile kaplıdır.

DC motorun armatür sargısının yapısı iki tipte olabilir ;

Tur Sargısı

Bu durumda, A iletkenleri arasındaki paralel yol sayısı, kutup sayısı olan P’ye eşittir ki bu durumda A = P olacaktır.

Bunu hatırlamanın kolay bir yolu, LAP —– → L A = P formülünü hatırlamaktır.

Dalga sarma

Bu durumda, A iletkenleri arasındaki paralel yol sayısı, kutup sayısına bakılmaksızın daima 2’ye eşittir. Bu nedenle makine tasarımları buna göre yapılır.

DC Motor Komütatörü

DC motorun komütatörü, birlikte yığılmış, ancak mika tarafından birbirinden yalıtılmış bakır parçalardan oluşan silindirik bir yapıdır.DC motoruyla ilgili ana görev, şebeke akımını şebeke elektriğinin fırçaları aracılığıyla dönen bir yapı üzerinde bulunan armatür sarımına aktaracaktır.

DC Motor Fırçaları

DC motor fırçaları, karbon veya grafit yapıları ile yapılır, döner komütatör üzerinde kayma teması sağlar.Fırçalar, akımı harici devreden, armatür sargısına aktığı döner komütatör formuna geçirmek için kullanılır.Bu nedenle, DC motorun komütatör ve fırça birimi, gücü statik elektrik devresinden mekanik olarak dönen bölgeye veya rotora iletmekle ilgilidir.

DC MOTOR YAPISI NEDİR SONUÇ : 

Bugün DC Motor Yapısı Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.DC Motor ile ilgili seriye devam ederken umuyorum faydalı bilgiler ediniyorsunuzdur.Genel olarak motorlar üzerine düştüğümüz bu seride DC motor önemli bir alan kaplamaktadır ve genel olarak sürekli karşılaştığımız teknik bir materyal olarak karşımıza çıkmaktadır.

İyi Çalışmalar

DC Motor Çalışma Prensibi

DC MOTORUN ÇALIŞMASI – ÇALIŞMA PRENSİBİ

DC Motor çalışma prensibi nedir ? DC Motor nasıl çalışır ? DC Motor nedir ? DC Motor çalışması matematiksel formülleri nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız DC Motor Çalışma Prensibi adlı yazımızla karşınızdayız.

DC Motorun çalışması ile ilgili detaylara yer verdiğimiz yazımızda umarım faydalı bilgiler edinirsiniz.

Başlayalım.

DC MOTOR

Basit bir şekilde bir DC motor, elektrik enerjisini (direkt akım sistemini) mekanik enerjiye dönüştüren bir cihazdır.Bugün endüstriyel anlamda hayati bir öneme sahiptir ve bu alanda uğraşan herkes için bu makalede inceleyeceğimiz  detaylar da DC motorun çalışma prensibine hakim olmalarıda aynı derecede önemlidir.DC motorun çalışma prensibini anlamak için ilk önce kendi yapısal özelliklerine bakmamız gerekmektedir.

Bir DC motorun temel olarak yapısı, komütatör segmentleri ve fırçalar üzerinden besleme ucuna bağlanan bir akım taşıma armatürü içerir.Armatür, resimde de görüleceği  gibi sabit olarak veya elektromıknatısın kuzey güney kutupları arasına yerleştirilir.

Armatürde doğru akım sağlandıkça, mıknatısın elektromanyetik etkisinden dolayı mekanik bir kuvvet etki edecektir.Şimdi, DC motorun çalışma prensibinin ayrıntılarına girebilmek ve DC motorun armatür iletkenleri üzerinde etkili olan kuvvetin yönünü belirlemek için Fleming’in sol el kuralını net bir şekilde anlamamız önemlidir.

Akım taşıyan bir iletken, bir manyetik alana dik olarak yerleştirilirse, iletken, hem alanın yönüne hem de akım taşıma iletkenine karşılıklı olarak dik yönde bir kuvvetle karşılaşır.Fleming’in Sol El Kuralı, motorun dönüş yönünü belirleyebilir.Sol elimizin işaret parmağını, orta parmağını ve baş parmağını birbirine dik olarak uzatıyoruz.Orta parmak iletkendeki akım yönünü gösterir ve işaret parmağı manyetik alanın yönü boyunca yani kuzeyden güney kutbuna doğru ilerler ve son olarak başparmak oluşturulan mekanik kuvvetin yönünü gösterir.

Biliyoruz ki, bir elektrik alanın (E) ve bir manyetik alanın (B) etkisi altında bir “v” hızda etki için sonsuz derecede küçük bir şarj dq’si yapıldığı zaman , Lorentz Force (dF), şarjın sonuçları ;

Formül = dF = dq (E + vB)

DC motorun çalışması için, E = 0 dikkate alınarak düşünecek olursak ;

Formül = dF = dq x v x B

Örnek olarka ;  dq v ve manyetik alan B’nin vektör çarpımıdır ;

Formül = dF = dq x (dL / dt) x B  [V = dL / dt]

Burada, dL iletken taşıma yükünün q uzunluğudur.

Formül = dF = dq x (dL / dt) x B  ya da dF = IdL x B (Burada akım I = dq/dt ise) ya da F = B x I x L=ILsinϴ

ya da F = B x I x L x sinϴ olacaktır.

Resimdeki şemadan da  görüleceği gibi, bir DC motorun yapısı, armatür iletkeni boyunca akımın doğrultusunda, her durumda, alana dik olacak şekildedir.Bu nedenle kuvvet, her iki eşit alana dik doğrultuda armatür iletkeni üzerinde hareket eder ve akım sabittir.

Formül (Ör )= ϴ = 90 derece

Bu durumda, armatür iletkeninin sol tarafındaki akımı ‘+I’ olarak alacak ve armatür iletkeninin sağ tarafındaki akım ‘-I’ olacaktır, çünkü birbirlerine zıt yönde akmaktadırlar.

Ardından sol taraftaki armatür iletkeni üzerindeki kuvvet,

Formül = Fi = B x I x L x Sin90 = B x I x L

Benzer şekilde, sağ taraftaki iletken üzerindeki kuvvet,

Formül = Fr = B x (- I) x L x sin90 = -B x I x L

Bu nedenle, bu pozisyonda her iki taraftaki kuvvetin büyüklükte fakat tersi yönde eşit olduğunu görebiliriz.İki iletken, w = genişlik armatür dönüşü ile ayrıldıklarından, iki zıt kuvvet, dönme kuvvetinin veya armatür iletkeninin dönmesine neden olan bir tork üretir.

DC Motor çalışma prensibi

Şimdi, armatür dönüşü, başlangıç ​​pozisyonu ile α (alfa) açısı oluşturduğunda tork ifadesini inceleyelim.

Üretilen tork şu formül ile verilir ;

Formül = Ʈ = F x cosa x w ya da Ʈ = B x I x L x w x cosa

Burada a (alfa), armatür dönüşü düzlemi ile referans düzlemi veya manyetik alanın yönü boyunca burada bulunan armatürün başlangıç ​​pozisyonu arasındaki açıdır.

Tork denklemindeki cosα teriminin varlığı, kuvvetin aksine, her konumda torkun aynı olmadığına işaret eder.Aslında, α (alfa) açısının değişmesine bağlı olarak değişir.Torkun değişimini ve motorun dönüşünün arkasındaki prensibi açıklamak için adım adım bir analiz yapalım.

Aşama 1:

Başlangıçta, armatürün başlangıç ​​noktası veya a = 0 açısının referans noktası olduğu düşünülür.

Formül = Ʈ = B x I x L x w x cos 0 = B x I x L x w

Α = 0 olduğu için, cos α = 1 terimi veya maksimum değer, dolayısıyla bu konumda tork τ = BILw olarak verilir.Bu yüksek başlangıç ​​torku, armatürün geri kalan hareketsizliğinin üstesinden gelmeye yardımcı olur ve kendini dönüşe ayarlar.

Adım 2:

Armatür harekete geçtikten sonra, armatürün gerçek pozisyonu ile başlangıç ​​referans pozisyonu arasındaki a açısı, rotasyonunun başlangıç ​​pozisyonundan 90o’ya ulaşıncaya kadar artar.Sonuç olarak, cosα terimi azalır ve ayrıca tork değeride azalır.

Bu durumda tork, ‘a’ 0 dereceden büyük olduğunda BILw’den sonuç olarak daha az olan τ = BILwcosα ile verilir.

Aşama 3:

Armatürün dönüş yolunda, rotorun gerçek pozisyonunun başlangıç pozisyonuna tam olarak dik olduğu bir noktaya ulaşılır, yani a = 90 derece olacaktır  ve sonuç olarak cosα = 0 olacaktır.

Bu pozisyonda iletken üzerinde etki eden tork  ;

Formül =  Ʈ = BILw x cos90 = 0 olacaktır

Diğer bir deyişle, bu durumda armatürün üzerinde neredeyse hiç bir dönme momenti yoktur.Ancak hala armatürün durması söz konusu değildir, çünkü bu durum, DC motorun çalışmasının, bu noktada hareketin eylemsizliğinin, bu noktadaki boş torkun üstesinden gelmek için yeterli olacak şekilde tasarlanmasından kaynaklanıyor.Rotor bu pozisyondan geçtikten sonra, armatürün gerçek konumu ile başlangıç düzlemi arasındaki açı tekrar azalır ve tekrar tork ile çalışmaya başlar.

DC MOTOR ÇALIŞMA PRENSİBİ SONUÇ : 

Bugün DC Motor Çalışma Prensibi adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Temel elektronik serisinde DC Motor ile ilgili yazılarımıza yer vermeye devam ediyoruz.

İyi Çalışmalar

DC Motor Nedir ?

DC MOTOR – DOĞRU AKIM MOTORU NEDİR ? 

DC Motor Nedir ? DC Motor nasıl çalışır ? DC Motor prensipleri nedir ? DC Motor çeşitleri nedir ? DC Motor nerelerde kullanılır  ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız DC Motor Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

DC Motorlar ile ilgili geniş incelemeler yapacağımız ve temel elektronik serisine devam ettiğimiz yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

DC MOTOR NEDİR ?

Elektrik motorları , etrafımızda hemen hemen her yerdedirler.Çevremizde gördüğümüz elektro-mekanik hareketlerin hemen hemen tamamı AC veya DC motordan kaynaklanır.Burada DC motorlarını inceleyeceğiz.DC elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir cihazdır.

DC Motorun Prensibi

Bu DC veya doğru akım motoru, akım taşıyan iletken bir manyetik alana yerleştirildiğinde, bir tork etki eder ve hareket etme eğilimi gösterir.Bu motoring durumu olarak bilinir.Teldeki akımın yönü tersine çevrilirse, dönüş yönü de tersine döner.Manyetik alan ve elektrik alan etkileşime girdiğinde, mekanik bir kuvvet üretirler ve buna göre DC motorun çalışma prensibi oluşturulur.

Bu motorun dönüş yönü, Fleming’in sol el kuralı tarafından verilir, bu durum, sol elinizin işaret parmağı, orta parmağı ve baş parmağının karşılıklı olarak birbiri ile dikey olarak uzattığınızı ve işaret parmağının manyetik yönü temsil ettiğini , orta parmağın akımın yönünü gösterdiğini ve  başparmağın ise DC motorun şaftının kuvvet uyguladığı yönü gösterir.

Yapısal ve konstrüksiyon olarak doğru akım motoru, bir DC jeneratörüne tam olarak benzemektedir, ancak elektriksel olarak tam tersidir.Burada bir jeneratörden farklı olarak giriş portuna elektrik enerjisi sağlıyoruz ve çıkış portundan mekanik enerji elde ediyoruz.

Bir DC motorda, besleme gerilimi ‘E’ ve akım ‘I’, elektrik portuna veya giriş portuna verilir ve biz mekanik çıkış olarak örneğin tork ‘T’yi ve mekanik porttan veya çıkış portundan hız ‘w’ çıkarırız.

K parametresi, doğru akım motorunun giriş ve çıkış port değişkenlerini ilişkilendirir.

Formül = T = K x I  ve E = K x w

Motorun bir DC jeneratörün tam tersi durumunda olduğunu kolayca anlayabiliriz ve hem  motoring işlemini hem de aynı makineden birtakım işler üreterek sadece bağlantı noktalarını tersine çevirerek durumu görebiliriz.

DC Motor Nedir

DC Motorun Ayrıntılı Tanımı

DC motorun detaylarını anlamak için resimdeki şemaya bakabilirsiniz.

Merkezdeki daire doğru akım motorunu temsil eder.Çember üzerinde fırçaları göreceksiniz.Fırçalara, besleme voltajını verdiğimiz harici terminalleri bağlarız.Mekanik terminalde, armatürün merkezinden çıkan bir şaft vardır ve şaft çiftleri mekanik yük olarak geçmektedir.Besleme terminallerinde seri olarak armatür rezistansını (Ra) temsil ediyoruz.

Şimdi, giriş voltajı E’nin fırçalar boyunca uygulanmasına izin verelim.Manyetik alanın varlığında rotor armatüründen fırçalarla akan elektrik akımı, bir tork ‘Tg’ üretir.Bu tork ‘Tg’ nedeniyle dc motor armatürü döner.Armatür iletkenleri akım taşıdıkça ve armatür de stator manyetik alanının içinde dönerken, aynı zamanda bir jeneratörünki ile çok benzer bir şekilde bir emf ‘Eb’ üretir.Üretilen Emf ‘Eb’, sağlanan voltajın tersine yönlendirilir ve ileri voltajı karşıladığı için arka ‘Emf’ olarak bilinir.

Arka emf’nin temsili ;

Formül = Eb =( P x φ x Z x N ) / 60 x A

Burada ,

P = kutup sayısı

φ = kutup başına akı

Z = iletken sayısı

A = Paralel yolların sayısı

ve N, DC Motorun hızıdır.

Yani, yukarıdaki denklemden, Eb’nin ‘N’ hızıyla orantılı olduğunu görebiliriz.Bir doğru akım motoru döndüğünde , geri Emf üretimi ile sonuçlanır. Şimdi rotor hızını / ile rad / sn olarak gösterelim. Böylece Eb proport ile orantılıdır.

Dolayısıyla, yük uygulaması motorun hızını azalttığında, Eb azalır. Böylece, besleme gerilimi ve arka emf arasındaki voltaj farkı artar, yani ‘E – Eb’ artar.Bu artan voltaj farkı nedeniyle, armatür akımı artacak ve bu nedenle tork ve dolayısıyla hız artacaktır.Böylece bir DC Motor, değişken yük altında aynı hızı koruyabilecektir.

Armatür akımı ise , ‘Ia’ tarafından temsil edilir.

Şimdi başlangıçta, hız = 0 = Eb = 0’dır.

Artık elektrik direnci Ra armatürünün küçük olması nedeniyle, bu motor, arka Emf yokluğunda çok yüksek bir başlangıç ​​akımına sahiptir.Sonuç olarak, bir DC Motor çalıştırmak için bir marş kullanmamız gerekmektedir.

Motor dönmeye devam ettikçe, geri Emf üretilmeye başlar ve yavaş yavaş motor hızlanırken akım azalır.

DC Motor Türleri

Doğrudan motorlar, armatür ile sargı alan bağlantısına göre adlandırılır. 3 çeşit bulunmaktadır.

Şant sargılı DC motor

Seri yaralı DC motor

Bileşik yaralı DC motor

DC MOTOR NEDİR SONUÇ : 

Bugünki yazımızda DC Motor Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.DC Motor ile ilgili seriye başladığımız bu yazıda umarım faydalı bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

 

Elektrik Motorları | Temel Motor Prensipleri

ELEKTRİK MOTORU VE ÇALIŞMA PRENSİBİ NEDİR ? 

Elektrik motorları nedir ? Elektrik motorları çalışma prensibi nedir ? Elektrik motorları tarihçesi nedir ? Elektrik Motor çeşitleri  nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Elektrik Motoru ve Çalışma Prensibi nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

ELEKTRİK MOTORLARI

Motor veya elektrik motoru, elektriğin icadından bu yana mühendislik ve teknoloji alanındaki en büyük gelişmelerden birini meydana getiren bir cihazdır.Bir motor, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir elektro-mekanik cihazdan başka bir şey değildir.Motorlar sayesinde, 21. Yüzyılda yaşamın temelleri adına bu şekilde büyük bir adım atılmıştır.Motor olmasaydı, hala Sir Thomas Edison’un döneminde elektrik enerjisinin tek amacının ampulleri kızdırdığı bir yerde yaşıyor olurduk.Farklı özel amaçlar için farklı motor tipleri geliştirilmiştir.

Basit bir ifadeyle, dönme kuvvetini üreten bir aygıtın bir motor olduğunu söyleyebiliriz.Bir elektrik motorunun işleyişinin çok temel prensibi, manyetik alan ve akıma dik yönde kuvvetin, alan ve akımın birbiriyle etkileşime girdiği zaman gerçekleştiği prensibine dayanır.

Motorların icat edilmesinden bu yana, bu mühendislik alanında birçok ilerlemeler kaydedilmiştir ve modern mühendisler için çok önemli bir konu haline gelmiştir.

Motorun Sınıflandırılması veya Türleri

Motorun veya motor tiplerinin birincil sınıflandırması, aşağıda gösterildiği gibi tablolanabilir.

Motor  ->  Dc Motor – AC Motor – Özel Motorlar & AC Motor -> Senkron motor – Endüksiyon Motoru & Endüksiyon Motoru -> Tek fazlı endüksiyon motoru – 3 fazlı endüksiyon motoru

Motorun Tarihçesi

1821 yılında İngiliz bilim adamı Michael Faraday, elektrik akımı ve alanın karşılıklı etkisiyle üretilen tork nedeniyle iletkenin dönüşüyle ​​sonuçlanan bir manyetik alan içine akım taşıyan bir iletken yerleştirerek elektrik enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürülmesini açıkladı.En temel makine olan DC (Doğru Akım) makinesi, 1832 yılında başka bir İngiliz bilim adamı William Sturgeon tarafından tasarlandı.Fakat modeli aşırı derecede pahalıydı ve herhangi bir pratik amaç için kullanılmadı.Daha sonra 1886 yılında, ilk elektrik motoru bilim adamı Frank Julian Sprague tarafından icat edildi.Bu, çeşitli bir yük aralığı altında sabit bir hızda dönme ve böylece motorun hareket edebilmesi yeteneğine sahipti.

Burada;

DC motoru

Senkron motor

3 Fazlı Asenkron Motor

1 Fazlı Asenkron Motor

Elektrik motorları nedir

Özel Motor Çeşitleri

Yukarıda bahsedilen motorların dört temel sınıflandırması arasında DC motorun isminden de anlaşılacağı gibi, doğru akım tarafından yönlendirilen tek motordur.Bu, elektrik motorunun en ilkel versiyonudur; burada dönen bir tork, manyetik alan içindeki iletken aracılığıyla  ve akımın akışı sebebiyle ortaya çıkmaktadır.

Geriye kalanların hepsi AC elektrik motorlarıdır ve her zaman senkron hızda çalışan senkron motor için alternatif akım ile tahrik edilir.Burada rotor, stator dönen manyetik alanı ile manyetik olarak kilitlenen ve onunla birlikte dönen bir elektromıknatıstır.Bu makinelerin hızı, frekans (f) ve kutup sayısı (P), Ns = 120 f / P olarak değiştirilerek değiştirilir.

Dönen manyetik alanın rotor iletkenlerini kestiği bir başka AC motor tipinde, kısa devre rotor iletkenlerinde indüklenen dolaşım akımı bulunmaktadır.Manyetik alanın ve bu sirkülasyon akımlarının etkileşimi nedeniyle, rotor dönmeye başlar ve rotasyonuna devam eder.Asenkron motor olarak da bilinen senkron motorun senkron hızdan daha düşük bir hızda çalıştırıldığı ve dönen torku ve hızın, senkronize hız Ns ve rotor hızı Nr arasındaki farkı , kaymayı değiştirerek yönetildiği endüksiyon motorudur.

Formül = s = (Ns –Nr)/Ns

Değişen akı yoğunluğu nedeniyle EMF indüksiyonun prensipleri kontrol altında çalıştırılır.Buradan da indüksiyon makinesinin ismi gelmektedir.Tek fazlı endüksiyon motoru 3 faza benzer, akıya bağlı emf indüksiyonu prensibiyle çalışır, ancak tek fark, tek fazlı besleme üzerinde çalışır ve başlangıç ​​metotları, iyi bilinen iki teori, yani Çift Döner alan teorisi ve Crossfield teorisi ile yönetilir.

Yukarıda bahsedilen dört temel motor tipinin dışında, endüstrinin ihtiyaçlarına göre geliştirilen özel özelliklere sahip Lineer İndüksiyon motoru (LIM), Step motor, Servo motor gibi özel tipte elektrik motorları bulunmaktadır.

Elektrik Motorunun Çalışması

Elektrik motoru, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir cihazdır.Esas olarak üç tip elektrik motoru vardır.

DC motor

Endüksiyon motor

Senkronize motor

Bütün bu motorlar az çok aynı prensipte çalışır.Elektrik motorunun çalışması, esas olarak manyetik alanın akım ile etkileşmesine bağlıdır.

Şimdi, konuyu daha iyi anlamak için elektrik motorunun temel çalışma prensibine tek tek bakalım.

DC Motorun Çalışması

DC Motorun çalışma prensibi esas olarak Fleming Sol El kuralına bağlıdır.Temel bir DC motorda, manyetik kutuplar arasına bir armatür yerleştirilir.Armatür sarımı harici bir DC kaynağı tarafından sağlanırsa, akım armatür iletkenleri içinden akmaya başlar.İletkenler manyetik alanın içinde akım taşıdıkça, armatürü döndürme eğilimi gösteren bir kuvvet yaşayacaklardır.Alan mıknatısının N kutupları altında armatür iletkenleri varsayalım, akımı aşağı doğru taşıyor (kroslar) ve S kutupları altındakiler akımı yukarı doğru taşıyorlar (noktalar).Fleming’in Sol El Kuralı’nı uygulayarak, N kutupları altındaki iletken tarafından ortaya çıkan F kuvvetinin yönü ve S-kutupları altındaki iletkenlerin yaşadığı kuvvet belirlenebilir.Herhangi bir anda iletkenlerin maruz kaldığı kuvvetlerin, armatürü döndürme eğiliminde oldukları bir yönde olduğu bulunmuştur.

Yine, bu dönme nedeniyle N-kutupları altındaki iletkenler S-kutbunun altına gelir ve S-kutupları altındaki iletkenler N-kutbunun altına gelir.İletkenler N-kutuplarını S-direğe ve S-direklerine N-kutbu oluştururken, bunların içinden geçen akımın yönü komütatör ile tersine çevrilir.

Akımın bu tersine çevrilmesi nedeniyle, tüm iletkenler N kutupları altında aşağı doğru yönde akım taşırlar ve tüm iletkenler S-kutupları altında şekilde gösterildiği gibi yukarı doğru akım taşırlar.Bu nedenle, her iletken N-kutup deneyimleri altında aynı yönde kuvvet alır ve iletkenler S-kutupları altında gerçekleşir.Bu durumda sürekli ve tek yönlü tork geliştirmeye yardımcı olur.

İndüksiyon Motorunun Çalışması

Asenkron motor durumunda elektrik motorunun çalışması DC motordan biraz farklıdır.Tek fazlı asenkron motorda, stator sargısına tek fazlı bir besleme verildiğinde, titreşimli manyetik alan üretilir ve üç fazlı bir asenkron motorda, üç fazlı stator sargısına üç fazlı besleme verildiğinde, dönen bir manyetik alan üretilir. Bir endüksiyon motorunun rotoru ya sargılı tip veya sincap kafes tipidir. Rotorun türü ne olursa olsun, üzerindeki iletkenler kapalı döngü oluşturmak için sonunda kısa devre yaparlar.Dönen manyetik alan nedeniyle, akı, rotor ve stator arasındaki hava boşluğundan geçer, rotor yüzeyini süpürür ve böylece rotor iletkenini keser.

Bu nedenle Faraday’ın elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, kapalı rotor iletkenlerinde dolaşan bir akım olacaktır.İndüklenen akım miktarı, zamana bağlı olarak akı’nın değişim hızıyla orantılıdır.Yine, bu akı bağlantı değişim hızı, rotor ve dönen manyetik alan arasındaki nispi hız ile orantılıdır.Lenz yasasına göre rotor, içinde akım üretmenin her nedenini azaltmaya çalışacaktır.Bu nedenle, rotor dönmekte ve rotor ve dönen manyetik alan arasındaki nispi hızı azaltmak için dönen manyetik alanın hızını elde etmeye çalışmaktadır.

Senkron Motorun Çalışması

Senkron motorda, sabit üç fazlı stator sargısına dengeli üç fazlı besleme verildiğinde, senkron hızda dönen bir döner manyetik alan üretilir. Şimdi bu dönen manyetik alanın içine bir elektromıknatıs yerleştirilirse, dönen manyetik alanla manyetik olarak kilitlenir ve, senkron hızda olan aynı hızda dönen manyetik alanla döner.

ELEKTRİK MOTORU VE ÇALIŞMA PRENSİBİ NEDİR SONUÇ :

Bugün Elektrik Motoru ve Çalışma Prensibi nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Temel olarak motorlar hakkında bilgi vermeye ve bu konuyu anlamaya çalışacağız.Umarım faydalı olacaktır.

İyi Çalışmalar

 

Kondansatör Çeşitleri Nedir ?

KONDANSATÖR ÇEŞİTLERİ NEDİR ? 

Kondansatör Çeşitleri nedir ? Kondansatör çeşitleri nasıl kullanılır ? Kondansatör çeşitlerinin birbirinden farkı nedir ? Kondansatör çeşitlerinde nelere dikkat edilmelidir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Kondansatör Çeşitleri Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

KONDANSATÖR ÇEŞİTLERİ

Paralel Plakalı Kondansatör

Paralel plakalı bir kondansatör, birbirinden belirli bir mesafeyle paralel olarak birbirinden ayrılmış iki metal plakanın düzenlemesi ile oluşur.Bir dielektrik ortam, plakalar arasındaki boşluğu kaplar. Dielektrik ortam, hava, vakum veya mika, cam, kağıt yünü, elektrolitik jel ve diğerleri gibi iletken olmayan başka malzemeler olabilir.

Paralel plakalı kondansatör dielektrik iletken olmayan özelliklerinden dolayı elektrik akımının akışına izin vermez.Bununla birlikte, dielektrik malzemenin atomları, uygulanan voltaj kaynağının elektrik alanının etkisi altında polarize olur ve bu nedenle, bir polar plaka kondansatörünün plakaları üzerinde negatif ve pozitif bir yükün birikmesine bağlı olarak kutuplaşma nedeniyle oluşan dipoller vardır.

Plakalar üzerindeki yük birikimi gerçekleşir, bu nedenle bir şarj akımı kondansatörler arasındaki potansiyel fark, kaynak potansiyeli eşit olana kadar kondansatörden akar.Paralel plakalı bir kondansatörü, elektrostatik enerjiyi plakalar arasındaki dielektrik ortamda şarj olarak depolayabilen bir cihaz olarak tanımlarız ve böylece şarj edilebilir bir DC güç kaynağına eşdeğer olarak gösterilebilir.Kondansatörün çalışma voltajı eşik voltaj sınırının ötesine yükselirse, dielektrik arıza nedeniyle plakalar arasında kısa devre oluşur, bu bozulma, uygulanan voltajın sınırın ötesindeki bir artıştan kaynaklanan dielektrik ortamın aşırı ısınmasıyla gerçekleşir ve kondansatörün bozulmasına sebep olabilir.Kondansatörün bu tür durumlardan korunması için kondansatörün çalışma voltajını maksimum eşik voltajı içinde uygun şekilde seçmeliyiz.

Eşik voltaj seviyesini ve kondansatörün yük depolama kapasitesini arttırmak için yüksek geçirgenliğe sahip olan çeşitli metaller veya çeşitli metallerin oksitleri, porselen, mika, oksitleri gibi çeşitli dielektrik ortamı kullanırız.Kapasitans, plakaların üst üste binen alanının, ortamın geçirgenliğinin ve plakalar arasındaki mesafe ayrımının işlevidir.

Formül = C = (ε x A)/d

Burada, ε = ortamın geçirgenliği, A = üst üste binen plaka alanı ve d = plakalar arasındaki mesafedir.

Bu nedenle, paralel plaka kondansatörün kapasitans değerini, örtüşen alanı değiştirerek ya da plakalar arasındaki mesafeyi değiştirerek ya da farklı dielektrik sabit değerine sahip bir dielektrik ortamı sunarak değiştirebiliriz.

Paralel bir plaka kondansatörü, bir DC kaynağını ona bağladığımız zaman açık devre olarak davranır, buna bir AC kaynağı bağladığımızda kısa devre olarak davranır.Bir paralel plakalı kondansatörün sözü edilen özelliği, AC beslemeden harmoniklerin filtrelenmesi için uygun hale getirir.Ayrıca çeşitli uygulamalar için elektronik devrelerde tunning amaçlı bir paralel plakalı kondansatör de kullanabiliriz. Çeşitli transdüser uygulamalarında da kullanıyoruz.Bir kondansatör, kapasitif reaktif güç kaynağı olarak hareket edebilir ve böylece sistemin güç faktörünü iyileştirmek ve böylece bir sistemin stabilitesini arttırmak için güç sistemi yardımcılarında önemli bir unsur olarak hizmet eder.Bir manyetik alanın enerji depolama kapasitesi, bir elektrik alanla karşılaştırıldığında daha yüksektir, bu nedenle genellikle paralel plakalı kondansatörü enerji depolama olarak kullanmıyoruz.İçinde kullanılan dielektrik de bir dezavantaj olabilmektedir.Yani bir kondansatörün şarjı uzun süre tutamayacağı ve bu nedenle ideal bir şarj depolama cihazı olarak kullanamayacağı,bir şarj sızıntısının olacağından dolayı uygun değildir.

Silindirik Kondansatör

Silindirik Güç Kablosunun Kapasitesi

Elektrik Kablosu, silindirik kondansatörün çok popüler bir örneğidir. Güç kablosunda, çevreleyen ortada yalıtım tabakasının bulunduğu bir iletken vardır.Kablonun dış yüzeyi genellikle topraklanmış metalik kapak ile kaplıdır.

Ayrıca, iletkendeki akım nedeniyle herhangi bir anda, kablonun şarjının metre başına Q coulomb olduğunu düşünelim.İletkenin yarıçapı ve kablonun dış yarıçapı sırasıyla r1 ve r2’dir.

Şimdi bu silindirik kondansatörün kapasitansını hesaplamak için, radius x metrenin eş merkezli hayali silindirini düşünün. Burada ;

Durum  r1 < x < r2 olacaktır.

Şimdi, 1m uzunluğunda bu tür hayali silindirin yüzey alanı,

Formül = A = 2πxm^2 olacaktır.

Şimdi tanım gereği, bu yüzeydeki akı yoğunluğu,

Formül = B = Q / (2πx) olacaktır.

Yine, tanım gereği, bu hayali yüzeyde herhangi bir noktada elektrik alan şiddeti,

Formül = E = B/(e0.er) = Q/(2πe0.er.x) olacaktır.

Yine, elektrik alan şiddeti, voltajın artan değişim oranı ile bir mesafedeki artış oranına göre belirlenecektir ki ;

Formül = E = – (dv / dx) -> dv = -E.dx

Şimdi her iki tarafı r1’den r2’ye birleştirelim.

Formül = r1->r2∫dv = -E.(r1->r2)∫dx ->> V1-V2= -E(r1 – r2) olacaktır.

Burada, yarıçap r1 m iletkeninin yüzey gerilimi V1 volt ve r2 m yarıçapının dış yüzeyinin yüzey gerilimi V2 volttur.

Şimdi, eğer dış yüzey topraklanmışsa, o zaman ;

Formül = V = V1-V2 => V= V1 – 0 => V = V1  , V = (Q/2πe0.er)x(loge(r2/r1))’dir.

kondansatörler çeşitleri

Küresel Kondansatör

Yeryüzüne dokunmadan havaya veya herhangi bir dielektrik ortama yerleştirilen , yarıçapı r olan yüklü metalik bir küre düşünelim.Ayrıca, kürenin Q coulomb ile yüklü olduğunu ve kürenin yerleştirildiği hava veya ortamın dielektrik  geçirgenliğinin er olduğunu düşünelim.

Şimdi tanım gereği, bu kürenin yüzey potansiyeli ;

Formül = V = Q/(4π.e0.er.r) => Q/V = 4π.e0.er.r => C = 4π.e0.er.r olacaktır.

Tanım gereği, kapasite C = Q/V’dir.

Dolayısıyla, iletken bir kürenin kapasitansının, onun radyumu ile doğru orantılı olduğu ve ayrıca kürenin yerleştirildiği ortamın geçirgenliği olduğu kanıtlanmıştır.

Şimdi, sırasıyla yarıçapı r1 ve r2’nin iki eşmerkezli alanını düşünelim.İç küre bir akünün artı kutbuna bağlanır ve dış küre akünün eksi kutbuna bağlanır.Böylece sistemde Q yükü birikecektir.

Şimdi, tanıma göre, iç kürenin yüzey potansiyeli;

Formül= V1 = Q / 4π.e0.er.r1

Ve diğer kürenin yüzey potansiyeli

Formül = V2 = Q /4π.e0.er.r2

Şimdi, iki alan arasındaki potansiyel fark,

Formül = V = V1 – V2 => V = Q.(r2-r1)/ 4π.e0.er.r1.r2

Yine tanım gereği ;

Formül = C = Q/V = 4π.e0.er.r1.r2/(r2-r1)

Bu, kalınlığı olan içi boş bir küresel kondansatörün kapasitansından başka bir şey değildir.

Formül = r2 – r1

Seramik Kondansatör

Elektronik devredeki en yaygın kullanılan kondansatör, küçük fiziksel boyut ve büyük depolama kapasitesi nedeniyle seramik kondansatördür.Seramik bir kondansatör ,bir dielektrik ortam olarak seramik olarak kullanılan kondansatör çeşididir.

Seramik kondansatörleri yüksek frekanslı kondansatörlerin “asıl yükünü çeken , koşum atı gibi” adlandırılabilir.Polarite daha az efektif kondansatördür ve dolayısıyla elektrolitik kondansatörden farklı olarak seramik kondansatörlerde polarite işareti yoktur.Böylece AC devrelerde kolayca kullanılabilir. Seramik kondansatörler tipik olarak 1pF’den 100μF’ye ve 10 volt’tan 5000 volt’a kadar DC çalışma volt değerlerinde üretilir.

Seramik Kondansatör Çeşitleri:

Yapısal olarak iki gruba ayrılabilir;

Seramik Disk Kondansatörü

Çok Katlı Seramik Kondansatör (MLCC)

Seramik Disk Kondansatörü:

Seramik disk kondansatörleri, genellikle, seramik izolatörün bir parçasının her bir tarafında iki iletken diskten oluşur, her bir plakaya bir kurşun eklenir ve bazı seramik bileşimleri, su geçirmez kaplaması ile kaplanır.Disk tipi kondansatörler, birim hacim başına yüksek kapasitansa sahiptir.Bunlar 0.01 μF değerine kadar mevcuttur.AC ile ilgili olarak 750 VDC ve 350V’ye kadar voltaj değerlerine sahiptir.

Çok Katlı Seramik Kondansatör

Çok tabakalı seramik kondansatörler (MLCC’ler), birbirine geçmiş  metal elektrotlarla ayrılmış, çoğunlukla baryum titanat olmak üzere çok sayıda seramik malzemeden oluşur.Bu yapıda paralel olarak birçok kondansatör yerleştirilir.Bazı MLCC’ler yüzlerce seramik tabaka içerir ve her katman tek bir seramik kondansatör olarak davranır.Bu, bir MLCC’nin, gösterildiği gibi metal elektrotlarla ayrılan, genellikle baryum titanat olmak üzere çok sayıda seramik malzeme katmanını içerdiği anlamına gelir.

Terminal kontakları yapının her iki ucundan alınır.Bazı MLCC’ler her biri birkaç mikrometre kalınlığında yüzlerce seramik tabaka içerir.

Yapının toplam kapasitansı, her tabakanın kapasitansının ve kondansatördeki toplam katman sayısının sonucu olacaktır.Çok katmanlı kondansatör yapımı, yüzey montaj teknolojisi ile birleştirildiğinde neredeyse ideal yüksek frekanslı kondansatör üretebilir.Bazı küçük değerli (örneğin onlarca piko-farad) yüzey montajlı MLCC’ler çoklu gigahertz aralıklarında kendi kendine rezonans frekanslarına sahip olabilirler.

Çoğu MLCC, 50V veya daha düşük voltaj değerlerinde 1μF veya daha düşük kapasitans değerlerine sahiptir.Katmanlar arasındaki küçük boşluk, voltaj derecesini sınırlar.Bununla birlikte, çok sayıda katmanla birleştirilen küçük aralık, üreticilerin, 10 ila 100 pf aralığındaki kapasitans değerleriyle daha önemli bir MLCC değeri üretmelerine olanak sağlamıştır.MLCC’ler mükemmel yüksek frekanslı kondansatörlerdir ve yüksek frekanslı filtrelemenin yanı sıra dijital lojik dekuplaj uygulamalarında yaygın olarak kullanılır.

Yüksek K (K = dielektrik sabit) seramik kondansatörler sadece orta frekanslı kondansatörlerdir.Zaman, sıcaklık ve frekans bakımından nispeten kararsızdırlar.Birincil avantajı, standart seramik kondansatörler ile karşılaştırıldığında daha yüksek bir kapasitans-hacim oranıdır.Genellikle bypass, kaplin ve bloklama için kritik olmayan uygulamalarda kullanılırlar.Diğer bir dezavantaj, voltaj geçişlerinin onlara zarar verebilmesidir.Bu nedenle, düşük empedanslı bir güç kaynağının doğrudan bypass kondansatörleri olarak kullanılması tavsiye edilmez.

Seramik Kondansatörün Avantajları

Herhangi bir boyut veya şekil piyasada mevcuttur.

Aynı zamanda, seramik kondansatörler ucuzdur.

Aynı zamanda hafiftirler.

Yeterli yüksek voltaja (100 V’a kadar) dayanacak şekilde tasarlanabilirler.

Performansları güvenilirdir.

Hibrit entegre devrelerde kullanıma uygundur.

Seramik Kondansatörün Dezavantajları

Çok yüksek voltajlı seramik kondansatörler mevcut değildir.

Yüksek kapasitans değerleri mümkün değildir.

Seramik Kondansatör Uygulamaları

Orta ve yüksek geçirgenlikli seramik kondansatörler, Q-faktör ve stabilitenin önemli sorun olmadığı durumlarda baypas ve dekuplaj uygulamaları veya frekans ayrımı için kullanılır.

Elektrolitik kondansatör

Bir elektrolitik kondansatör, diğer kondansatörlerden farklı olarak, 1uF’den 50mF değerine kadar daha yüksek kapasitans elde etmek için bir elektrolit kullanan özel bir kondansatör tipidir.Bir elektrolit, içinde yüksek konsantrasyonda iyonlara sahip bir çözeltidir.Alüminyum elektrolitik kondansatör, tantal elektrolitik kondansatör ve niyobyum elektrolitik kondansatör kullanılan üç sınıf elektrolitik kondansatörlerdir.Örneğin, alüminyum elektrolitik kondansatörde, iki alüminyum metal folyo elektrot olarak kullanılır.Yaklaşık% 99.9 saflıkta alüminyum metal folyo ve yaklaşık 20-100 um civarında kalınlık anot haline getirilirken, katot yaklaşık% 97.8 seviyesinde saf bir saflıkta olabilir. Anodun elektrokimyasal işlemi (anotlama) nedeniyle, yüzeyinde bir alüminyum oksit tabakası oluşur, katot da yüzeyinde bir oksit tabakası geliştirir, fakat bu nedenle en iyi şekilde kullanılır.Oksit tabakası anot yüzeyinde oluşur ve kondansatör için bir dielektrik ortam olarak görev yapar ve diğer kondansatörlere kıyasla birim hacimdeki yüksek kapasitansından sorumludur.

Hem anodun hem de katodun yüzeyi, yüzey alanını arttırmak ve böylece birim hacimdeki kapasitansını arttırmak için pürüzlendirilir.Bir elektrolitik kondansatörün yapımı, aralarında bir levha ile kısa devre olmasını önlemek için iki folyo arasında doğrudan teması önlemek için aralarında bir elektrolit ıslatılmış kağıt bulunan iki alüminyum folyonun bulunduğu durumdur.

Yığınlar birlikte yuvarlanır ve mekanik mukavemet sağlamak için bir silindirik metal kutu içine yerleştirilir, böylece kompakt ve sağlam bir şekil sağlar.Güçlü ve kompakt tasarımı sayesinde elektrolitik kondansatörler, bilgisayar anakartı gibi çeşitli elektrikli cihazlarda kullanılmaktadır.Bunlar, elektronik devrelerde gürültü filtreleri, güç kaynakları ve SMPS, vb. harmonik filtreler olarak kullanılmaktadır.Elektrolitik kondansatörler, kondansatörün diğer tiplerinden farklı olarak polarize bir kondansatördür, bu yüzden bunlar, polarize edilmiş polarite ile doğru şekilde bağlanmalıdır. Devredeki karşıt polaritede bir elektrolitik kondansatör bağlarsak, metal folyo boyunca geriye doğru tersine çevrilen kısım, anot üzerinde oluşturulan oksit tabakasını tahrip edecektir ve bu nedenle aşırı akımın kondansatörden geçmesine neden olan kısa bir devre oluşacaktır.

Kondansatörün korunması için, özellikle yüksek güç uygulamalarını içeren devrede, doğru polarite ile bağlanmalıdır.Bir elektrolitik kondansatör, 100 kHz’nin üzerinde frekans cevabı için uygun değildir.Bu komponentlerin daha uzun süre kullanıldığında sıcak ve yırtılması nedeniyle yüksek kaçak akımı vardır. Bileşen ömrü 1000 saat civarında çok sınırlıdır ve sabit bir süreden sonra devreden çıkarılması gerekir. Yüksek iç direnci nedeniyle yüksek frekans ve yüksek genlikli voltaj sinyali kullanıldığında elektrolitik kondansatör aşırı ısı üretir.Folyo boyunca uygulanan voltaj, dielektrik bozulmasını önlemek ve aşırı akım nedeniyle kondansatörün ısınmasını önlemek için limit dahilinde olmalıdır.Elektrolitik kondansatörün yüksek kapasitans değeri, küçük boyutu ve düşük maliyetli değeri, tipik olarak 100 kHZ uygulamalarının altındaki yüksek akım veya düşük frekanslı çalışmayı içeren çeşitli güç cihazlarındaki yüksek kullanımından sorumludur.

KONDANSATÖR ÇEŞİTLERİ NEDİR SONUÇ :

Bugün Kondansatör Çeşitleri Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Burada kondansatör çeşitlerini inceleme fırsatı bulduk.Matematiksel olarak ifadelere ve kullanımlarına dair birtakım bilgileri aktarmaya çalıştık.Umarım faydalı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Kondansatörler -2

KONDANSATÖR NEDİR -2

Kondansatör nedir ? Kondansatör nasıl şarj edilir ya da boşaltılır ? Kondansatör nasıl ölçülür ? Kondansatör kalite faktörü nedir ? Kondansatör geçici davranışı nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Kondansatörler -2 adlı yazımızla karşınızdayız.

Geniş bir inceleme yaptığımız bu yazı içerisinde umuyorum çok faydalı bilgiler edineceğiz.

Başlayalım.

KONDANSATÖRLER

Bir Kondansatörün Şarj Edilmesi

Yüksüz bir kondansatöre bir voltaj kaynağı bağladığımızda, kondansatör boyunca uygulanan voltaj, kaynağın voltajına eşit ve bunun tersi oluncaya kadar üssel olarak şarj edilir.

C kapasitansına sahip bir kondansatörü seri halde direnç R ile bağlayalım.Ayrıca bu seri kondansatör ve direnç devresinide bir S anahtarı üzerinden geçirelim.

Kondansatörün tamamen şarjsız olduğunu varsayalım.Kontağa bastığımızda, kondansatör yüksüz durumdadır, bu nedenle kondansatörde gerilim oluşmaz, bu nedenle kondansatör kısa devre olarak davranır.O anda yük sadece kondansatörde birikmeye başlar.Devre boyunca akım sadece R direnci ile sınırlandırılacaktır.

Bu başlangıç ​​akımı (I =V / R)’dir.Şimdi , kondansatör boyunca gerilim uygulanmaktadır ve bu uygulanan voltaj, güç kaynağının kutuplarının tersidir.Sonuç olarak devrede akım yavaş yavaş azalmıştır.Kondansatör üzerindeki voltaj eşit ve güç kaynağı voltajının tersi olduğunda, kademeli olarak sıfıra düşürülecektir.

Gerilim, şarj sırasında kondansatör üzerinde kademeli olarak artar.Kondansatördeki voltaj artış oranının herhangi bir anda dv/dt olduğunu düşünelim.O anda kondansatör üzerinden akım

Formül = i = C x (dv/dt)

Kirchhoff’un Voltaj Yasası’nı şu şekilde tekrar yazabiliriz;

Formül = V = v + Ri = v + RC x (dv/dt)  -> V – v = R x C x (dv/dt) -> dt/CR = dv / (V – v)’dir.

Her iki tarafı da birleştirelim.

Formül = ∫dt/CR = ∫dv/(V – v) = t / CR = -ln(V – v) +A olacaktır.

Şimdi, devreyi açarken, kondansatördeki voltaj sıfırdı. Bu, v = 0’da t = 0 anlamına gelir.

Bu değerleri yukarıdaki denklemin içine koyduğumuzda,

Formül = 0 /CR = -ln (V – v) +A -> 0 = -lnV +A -> A = ln V olacaktır.

A değerini aldıktan sonra, yukarıdaki denklemi yeniden yazabiliriz.

Formül = t / CR = ln (V / V – v) -> V / V – v = e^(t/CR) -> V – v = V x e^(-t/CR) -> v = V x (1 – e^(-t/CR))

Şimdi bunu biliyoruz.

Formül = i = CV x d/dt x (1 – e^(-t/CR)) = V/R x e^(-t/CR)

Bu, şarj işlemi sırasında , şarj akımının(I) ifadesidir.

Bir Kondansatörün Boşaltılması

R ohm olan bir dizi direnci , C farad kapasitansa sahip kondansatöre seri halde bağlayalım.Daha sonra, bu devreyi bir anahtar yardımı ile kısa devre yapalım , kapatalım.

Kondansatör kısa devre edildiğinde, boşalmaya başlar.

Kondansatörlerin Discharge’ı dediğimiz boşaltma işlemi, içinde depolanan yükü bırakan kondansatör için kullanılmaktadır.

Diyelim ki, kondansatör tam şarjlı durumda voltajı V volttur.Kondansatör kısa devre edildiğinde, devrenin deşarj akımı (I = – V/R) amper olacaktır.Fakat açıldıktan sonra t = +0 değerinden sonra devre üzerinden akan akımdır.

Formül = i = C x (dv/dt)

Kirchhoff’un Voltaj Yasası’na göre,

Formül = v + iR = 0 -> v + RC x (dv/dt) = 0  -> v = -RC x (dv/dt) -> dv/v = -dt/RC

Her iki tarafı da birleştirelim.

Formül = ∫dv / v = – ∫dt / RC = ln v = – (t/RC) + A

A, birleştirme sabitidir ve t = 0’da, v = V ise ;

ln V = -0 / RC + A -> A = ln V

Sonra, A’nın değerini hesaplayalım ;

ln v = -t/RC +  ln V -> ln v / V = – t / RC -> v/V = e^(-t/RC) -> v = V x e^(-t/RC)

Devrenin KVL formunu biliyoruz,

Formül = i = – 1/R x V x e^(-t/RC) ->> – I x e^(-t/RC)

Bu nedenle, kondansatör akımı, başlangıç ​​değerinden üssel olarak sıfıra ulaşır ve kondansatör voltajı, boşaltım sırasında başlangıç ​​değerinden üssel olarak sıfıra ulaşır.

kondansatör nedir

Kondansatörde Depolanan Enerji

Kondansatör bir bataryaya bağlıyken, yükler bataryadan gelir ve kondansatör plakalarına yerleştirilir. Ancak bu enerji depolama süreci adım adım ilerlemektedir.

En başta, kondansatörün herhangi bir yükü veya potansiyeli yoktur. yani V = 0 volt ve q = 0 C’dir.

Şimdi anahtarlama sırasında, tüm besleme kaynağı voltajı kondansatör boyunca düşecektir. Kondansatörün pozitif plakasına pozitif bir yük (q) gelecektir, ancak bu ilk şarj (q) için besleme kaynağından kondansatörün pozitif plakasına gelmek için herhangi bir iş yapılmamıştır. Kondansatörün kendi plakalarında kendi voltajı olmaması, bunun yerine ilk voltajın bataryadan kaynaklanmasıdır.İlk şarj, kondansatör plakaları boyunca az miktarda voltaj üretir ve ardından ikinci pozitif yük kondansatörün pozitif plakasına gelir, ancak ilk şarjla ortadan kaldırılır.Besleme kaynağı voltajı kondansatör voltajından daha fazla olduğu için, bu ikinci şarj pozitif plakada saklanır.

Bu durumda, kondansatörde ikinci şarjı saklamak için kondansatör üzerinde iş yapılmalıdır.Yine üçüncü şarj için, aynı durum görünecektir.Yavaş yavaş şarjlar önceden depolanmış yüklere karşı kondansatörde saklanır ve yapılan bu adım adım olan işler ilerlemeye başlar.

Kondansatör voltajının sabit olduğu söylenemez.Kondansatör voltajının en baştan sabitlenmemesinden kaynaklanmaktadır.Kondansatörün gücü, güç kaynağının kapasitesine eşit olduğunda maksimum sınırında olacaktır.

Yüklerin depolanması arttıkça, kondansatörün voltajı artar ve kondansatörün enerjisi de artar.

Bu noktada, kondansatörün enerji denklemi enerji (E) = V.q olarak yazılmaz.

Voltaj arttıkça, kondansatörün içindeki elektrik alanı (E) dielektrik yavaş yavaş fakat ters yönde, yani pozitif plakadan negatif plakaya artar.

Formül = E = -dV/dx

Burada dx, kondansatörün iki plakası arasındaki mesafedir.

Yük, kondansatörün güç kaynağı ile aynı gücü kazanana kadar güç kaynağından kondansatör plakasına akacaktır.

Yani, kondansatörün enerjisini, istenilen doluluğa kadar olan kısım kadar hesaplamalıyız.

Farz edelim ki, küçük bir yük q, kondansatörün pozitif plakasında, güç kaynağı voltajına (V) göre depolanır ve yapılan küçük bir çalışma dW’dir.

Daha sonra toplam şarj süresini dikkate alarak, şu formülü yazabiliriz,

Formül = (0->W)∫ dW = (0->Q) ∫ V x dQ

Formül = W = (1/2) x (Q^2/C) ya da W = 1/2 x CV^2’dir.

Şimdide güç kaynağı tarafından şarj zamanında bir kondansatörün enerji kaybına bakalım.Akü sabit voltajda olduğu için aküden gelen enerji kaybı her zaman denklemi takip eder, W = V.q, bu denklem akü tarafından şarj edilmenin en başından itibaren sabit gerilime sahip olmadığından kondansatör için geçerli değildir.

Şimdi, kondansatörün bataryadan aldığı şarj

Formül = Wcap = 1/2x CV^2 = 1/2 x Q.V’dir.

Artık pilin kaybedeceği şarj

Wloss = VQ – 1/2xQV = 1/2 x QV olacaktır.

Güç kaynağının toplam enerjisinden elde edilen ,yarım enerji kondansatöre gider ve enerjinin yarısı otomatik olarak pilden kaybolur ve bu durum daima göz önünde bulundurulmalıdır.

Kondansatörün Geçici Davranışı

Daha önce yüksüz olan bir kondansatöre bir aniden voltaj uygulandığında, kaynaktan elektriğin kondansatöre kayması hemen başlar.Başka bir deyişle, kondansatördeki değişim birikimi anında başlar.Kondansatörde biriken yük arttıkça, kondansatörde oluşan voltaj artar.Kondansatör boyunca uygulanan voltaj, kondansatördeki şarj birikimi hızına bağlı olarak voltajı düşürür.Bu iki voltaj birbirine eşit hale geldiğinde, kaynaktan kondansatöre daha fazla yük akışı olmayacaktır.Kaynaktan kondansatöre ve kondansatörden elektron akımları, elektrik akımından başka bir şey değildir.

Başlangıçta, bu akım maksimum olacak ve belirli bir süre sonra akım sıfır olacaktır.Kondansatördeki akım değişimlerinin geçiş süresi olarak bilinen süre.Kondansatörde akım ya da voltaj gibi diğer elektriksel miktarları şarj etme durumu kondansatörün geçici davranışı olarak bilinir.

Kondansatörün geçici davranışını anlamak için, resimde  gösterildiği gibi bir RC devresini beraber inceleyelim.

Şimdi, eğer S anahtarı aniden kapanırsa, akım devreden akmaya başlar.Şu an herhangi bir anda geçerli olalım: i(t).

Aynı zamanda kondansatörde uygulanan voltajın o anda Vc(t) olduğunu düşünün.

Bu nedenle, Kirchhoff’un Gerilim Yasası’nı uygulayarak ;

Formül = V = Ri(t) + Vc(t)……..(i)

Şimdi, bu süre zarfında (t) yük transferi q coulomb ise, i(t) olarak yazılabilir.

Formül = dq(t) / dt

Bu nedenle,

Formül = i(t) = dq(t)/dt ->dq(t) = i(t) x dt -> ∫dq(t) = ∫i(t)dt ->> i(t)xdt = q ve q = Cvc(+)

Buradan = i(t) = C x (dvc(t) / dt) olacaktır.

i(t) ‘nin bu ifadesini denklem (i)’ de aldığımızda,

Formül = V – vc (+) -> dt/RC = dvc(+)/(V – vc(+)) olacaktır.

Şimdi her iki tarafı da aldığımız zamana göre birleştirelim.

Formül = t/RC = -log(V – vc(t)) + K

Burada K, başlangıç ​​koşulundan bir sabit olarak belirlenebilir.

T = 0 olan devrede, t = 0 değerini aldığımız andaki denklemde t = 0 zamanını düşünelim.

Formül = -log(V – vc(0)) + K = 0

Daha önce hiç değişmediği için t = 0’da kondansatörde gerilim oluşmayacaktır.

Bu nedenle,

Formül = vc(t) = V x [1- e^(-t/RC]] … olacaktır.

Şimdi RC = t’yi denklemin üstüne koyarsak,

Formül = Vc = 0.632V olacaktır.

Bu RC veya RC serisi devrenin direnci ve kapasitansı sonucu devrenin zaman sabiti olarak bilinir.Bu nedenle, bir RC devresinin zaman sabiti, kondansatörde voltajın oluşturulduğu veya düştüğü zamanın besleme voltajının% 63.2’si olduğu zamandır.Zaman sabiti tanımı, kondansatör başlangıçta değiştirilmediğinde sadece iyi sonuçlar verecektir.

Yine, devreyi açma anında, yani t = 0, kondansatörde boyunca bir gerilim oluşmayacaktır.Bu da denklemden (ii) kanıtlanabilir.

Formül = vc(0) = V x[1- e^0] = V x [1 – 1 ] = 0

Böylece devre boyunca başlangıç ​​akımı V/R ve bunu I0 olarak düşünelim.

Şimdi herhangi bir anda, devre boyunca akım,

Formül = i(t) = (V – vc(t))/R = (V – Vx[1- e^(-t/RC]) / R = (V/R)xe^(-t/RC) = I0 x e^(-t/RC)’dir.

Şimdi t = RC olduğunda ;

Formül = I = I0 x e^-1 = 0.367xI0

Yani, akımın başlangıç ​​akımının% 36.7’si olduğu zaman, RC devresinin zaman sabiti olarak da bilinir.

Zaman sabiti normal olarak τ (taw) olacaktır. Bu nedenle,

Formül = τ = RC olacaktır.

kondansatörler 2

Kondansatörün Boşalması Esnasında Geçişler

Şimdi, kondansatörün tam olarak şarj edildiğini, yani kondansatördeki voltajın voltaj kaynağına eşit olduğunu varsayalım.Şimdi gerilim kaynağının bağlantısı kesilirse ve bunun yerine akünün iki terminali kısa devre yaparsa, kondansatör boşaltma aracına bakacak, iki plaka arasındaki elektronların eşit olmayan dağılımı kısa devre yolu boyunca eşitlenecektir.İki plakada elektron konsantrasyonunun eşitlenmesi işlemi, kondansatördeki voltaj sıfır oluncaya kadar devam edecektir. Bu işlem kondansatörün boşaltılması olarak bilinir. Şimdi deşarj sırasında kondansatörün geçici davranışlarını inceleyeceğiz.

Şimdi, yukarıdaki devreden Kirchhoff Current Law’i uygulayarak,

Formül = R.i(t) = -vc(+) ->> -t/RC= dvc(+)/vc(+)

Her iki tarafı da birleştirelim.

Formül = -∫dt/RC = ∫ dvc(+)/vc(+) = t/RC = logvc(+) + K

K başlangıç ​​değerinden belirlenebilen sabittir.Şimdi, kondansatörün kısa devre yaptığı zamanda,

Formül = t=0 ve vc(0) = V için ; vc(t) = V.e^(-t/RC)…

Şimdi, denklemden , t => τ = RC uygulayarak,

Formül = vc(τ) = V.e^-1 = 0.368V

Yine, o anda devre akımı yani τ = RC,

Formül = vc(τ)/R = 0.368V / R = 0.368I0 olacaktır.

Bu nedenle, kondansatörün zaman sabiti, hem kondansatör gerilimi, hem de akım akımı, başlangıç ​​değerinin% 36.8’ine düşürülür.

İndüktör ve Kondansatörün Kalite Faktörleri

İndüktör Kalite Faktörü

Her indüktör, endüktansına ek olarak küçük bir dirence sahiptir.Bu direnç R değeri ne kadar düşük olursa, bobin kalitesi de o kadar iyidir. Çalışma frekansındaki (ω) bir indüktörün kalite faktörü veya Q faktörü, bobin reaktansının direncine oranı olarak tanımlanır.

Böylece bir endüktör için kalite faktörü,

Formül = Q = wL/R = XL/R olacaktır.

Burada L, Henrys cinsinden bobinin  endüktansı ve R, Ohm cinsinden bobinin direncidir.Hem direnç hem de reaktans birimi Ohm olduğundan, Q boyutsuz bir orandır.

Q faktörü ayrıca şöyle tanımlanabilir;

Formül = Q = 2π x (Her saykılda depolanan maksimum enerji / her saykılda kaybolan enerji)

Yukarıdaki ifadeyi kanıtlayalım.Bunun için, etkili bir iç direnç R’nin bir indüktörüne L uygulanan frekans-radyanların/saniyelerinin sinüzoidal voltajını V düşünelim.Oluşan tepe akımının indüktör üzerinden Im olduğunu varsayalım.

Daha sonra indüktörde depolanan maksimum enerji;

Formül = 1/2 x L x (Im)^2’dir.

RL ve RC devreleri

Her çevrimde indüktörde dağıtılan ortalama güç;

Formül = (Im/√2)^2 x R

Bu nedenle, çevrim başına indüktörde yayılan enerji

Formül = Güç x Her saykıl için periyod zamanı = (Im/√2)^2 x R x (1/f)

Bu nedenle,

Formül = Q = (2πfL/R) = wL/R=XL/R olacaktır.

Kondansatör Kalite Faktörü

Birbiriyle ilişkili küçük seri direnç R’ye sahip bir C kondansatörünü gösterir.Çalışma frekansındaki (Q) bir kondansatörün Q faktörü veya kalite faktörü, kondansatörün reaktansının seri direncine oranı olarak tanımlanır.

Böylece,

Formül = Q = 1 / (w.C.R)

Bu durumda, aynı zamanda, Q, reaktans ve direnç birimi aynı olduğu ve Ohm olduğu için boyutsuz bir miktardır.Bu nedenle,  V voltajı ve frekansın sinüzoidal voltajının uygulanması üzerine, kondansatörde depolanan maksimum enerji.

Formül = 1/2.C.Vm^2

Burada, Vm, kapasite C boyunca maksimum voltaj değeridir.

Ama eğer R<<wC ise  ve Vm = (Im/wC) ise ;

Burada Im ,C ve R ile akımın maksimum değeri olacaktır.

Bu nedenle, C kondansatöründe depolanan maksimum enerji

Formül = 1/2x(Im^2 / w^2xC) olacaktır.

Çevrim başına enerji dağıtımı ise ;

Formül = Güç x her bir saykıldaki güç kaybolan enerji =  (Im/√2)^2 x R x (1/f) olacaktır.

Yani, kondansatörün kalite faktörü ;

Formül = Q = Xc /R olacaktır.

Çoğu zaman, bir kayıplı kondansatör, resimde de gösterildiği gibi, şanttaki yüksek dirençli bir Rp ile bir C kapasitesi ile temsil edilir.

Kayıp kondansatörün temsil edilmesinin alternatif metodu

Çevrim başına enerji kaybı ;

Formül = (Vm^2)/2Rp x (1/f) olacaktır.

Bu nedenle,

Formül = Q = w . C . Rp

Kondansatörlerin Seri ve Paralel Bağlanması

Kondansatörlerin Seri Bağlanması

Seri olarak n sayıda kondansatör bağlayalım.Bu seri kondansatör kombinasyonuna V volt uygulanmış olsun.

Kondansatörlerin kapasitansının sırasıyla C1, C2, C3 …… .Cn ve kondansatörlerin seri kombinasyonunun eşdeğer kapasiteleri olduğunu düşünelim.Kondansatörler arasındaki gerilim düşüşleri sırasıyla V1, V2, V3 …… .V.

Bu nedenle ; V = V1 + V2 + V3 + V4 ….. Vn olacaktır.

Şimdi, eğer Q coulomb kadar yük  besleme kaynağından bu kondansatörler üzerinden aktarılırsa, o zaman,

Formül = V = Q/C ve Vn = Q/Cn olacaktır.

Her kondansatörde biriken yük ve I serisi kondansatörlerin kombinasyonu aynı olacağı için Q olarak kabul edilir.

Şimdi, denklemler şu şekilde yazılabilir.

Q/C = Q/C1 + Q/C2 + …… + Q/Cn -> 1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ….. + 1/Cn olacaktır.

Paralel Kondansatörler

Enerjiyi , elektrik alanı, yani elektrostatik enerji biçiminde depolamak için kondansatör tasarlanmıştır.Daha fazla elektrostatik enerji depolama kapasitesinin artırılması gerektiğinde, kapasitansın artırılması için uygun kondansatör gereklidir.Bir kondansatör, birbirine bağlı iki metal plakadan oluşur ve cam, mika, seramik gibi bir dielektrik ortam ile ayrılır.Dielektrik, plakalar arasında iletken olmayan bir ortam sağlar ve yükü tutabilmek için eşsiz bir kabiliyete sahiptir.Kondansatörün depolanması demek kondansatör kapasitansı olarak tanımlanır. Bir voltaj kaynağı kondansatörün plakalarına bağlandığında, bir plaka üzerinde pozitif bir yük ve diğer plaka üzerinde negatif yük biriktirilir. Birikmiş toplam şarj miktarı (q), voltaj kaynağı (V) ile doğru orantılıdır,

Formül = q = C . V

Burada C, orantılılık sabit yani kapasitanstır.Değeri, kondansatörün fiziksel boyutlarına bağlıdır.

Formül = C = (ε x A) / d olacaktır.

Burada ε = dielektrik sabit, A=etkili plaka alanı ve d=plakalar arasındaki boşluk.

Bir kondansatör kapasitans değerini arttırmak için, iki veya daha fazla kondansatör birbirine birleştirilen iki benzer plaka olarak paralel olarak bağlanır, daha sonra etkili örtüşen alanlar aralarında sabit aralıklarla eklenir ve dolayısıyla bireysel olarak kapasitansın eşdeğer kapasitans değeri çift olur (C ∝ A).Kondansatör endüstrisi çeşitli imalat ve işleme endüstrilerinden yararlanarak kondansatörleri paralel olarak birleştirir, böylece paralel olarak bağlanan kondansatör bağlantısının düzenlenmesiyle istenen değere sahip bir kapasitans sağlar ve böylece reaktif güç dengesi için statik bir kompansatör olarak verimli bir şekilde kullanılır.İki kondansatör paralel olarak bağlandığında, her bir kondansatör voltaj (V) aynıdır, yani (Veq = Va = Vb) ve akımlar, ia ve ib. Bilindiği gibi

Formül = i = dq/dt

Yukarıdaki denklemde , q değerini koymak,

Formül = i = d(CV) /dt = i = C x (dV/dt) + V (dC/dt) olacaktır.

Sonraki terim sıfır olur (kondansatörün kapasitansı sabittir).Bu nedenle,

Formül = i = C x (dV / dt)

Kirchhoff’un Akımlar Yasasını, paralel bağlantının gelen düğümünde uygulayalım.

Formül = ieq = ia + ib -> ieq = Ca x (dVa/dt) + Cb (dVb/dt) olacaktır -> Veq = Va = Vb bağlantısından -> İeq = (Ca + Cb) x (dVeq / dt) olacaktır.

Sonunda ;

Formül = ieq = Ceq x (dVeq / dt) -> Burada Ceq = Ca + Cb’dir.

Bu nedenle, n kondansatör paralel olarak bağlandığında, tüm bağlantının eşdeğer kapasitansı, seri bağlandığında dirençlerin eşdeğer direncine benzer olan denklemi takip ederek verilir.

Formül = Ceq = C1 + C2 + C3 + …. +Cn

Paralel Kondansatörün Eşdeğer Kapasitans İfadesi Bulma Yöntemi

N kondansatörünü paralel olarak, bir V volt gerilim kaynağından bağlayalım.

Kondansatörlerin kapasitansının sırasıyla C1, C2, C3… ..Cn olduğunu ve kondansatör kombinasyonunun eşdeğer kapasitansı olduğunu düşünelim.Kondansatörler paralel bağlandığından, her kondansatör akımı aynı olacaktır.Paralel kombinasyonun toplam yükü, her bir kondansatöre kapasitans değerine göre bölünecektir, ancak her bir kondansatördeki voltaj aynı olacaktır ve sabit durum durumunda, uygulanan voltajın tam olarak eşittir.

Formül = Q = Q1 + Q2 + Q3 + ….. + Qn

Burada Q1, Q2, Q3, …… .Qn, sırasıyla C1, C2, C3… .. Cn kondansatörüdür.

Formül = Q = CV -> Q1 = C1V , Q2 = C2V , Q3 = C3V  ve Qn = CnxV olacaktır.

Şimdi denklemi şu şekilde yazabiliriz.

Formül = CV = C1V + C2V+C3V + …. +CnV -> C = C1 + C2 + C3 + …. + Cn olacaktır.

kondansatör test

Kondansatörler Nasıl Test Edilir?

Kondansatörler, hepimiz şarj depolama cihazları olduklarını biliyoruz.Hemen hemen tüm elektrik ve elektronik devrede servis veya sorun giderme sırasında kontrol edilmeli ve test edilmelidir. Kondansatörleri test etmek için farklı yöntemler uyarlanmıştır.

Kondansatör Testi için Geleneksel Yöntemler

Bu yöntem gerçekten tehlikelidir ve sadece profesyonel elektrik mühendisleri için önerilir. Bu yöntemde, 230V AC’den 24V DC’e veya 220-224V AC aralığında kullanmak güvenlidir.

220-224V AC kullanılıyorsa, kondansatör arasında seri dirençler bağlanmalıdır.

Prosedür ;

Test edilecek kondansatörün bağlantısı kesilmeli veya şüpheli kondansatörün en az bir kablosu çıkarılmalıdır.

Kondansatör tamamen boşaltma durumunda olmalıdır.

Kablolar kondansatör terminaline bağlanmalıdır.

Daha sonra, bu uçlar 230V AC kaynağına çok kısa bir süre (1-4 saniye) bağlanmalıdır.

Şimdi, kabloları besleme kaynağından ayırabiliriz.

Bu önemli ve en tehlikeli adımdır. Kondansatörün terminallerini kısaltın.

Kondansatör iyi olduğunda, güçlü bir kıvılcım üretildiğini görebiliriz.

Kondansatör kötü ya da iyi durumda değilse, zayıf bir kıvılcım üretilir.

Multimetrenin Ohmmetre Ayar Modunu Kullanarak

Bu yöntem kondansatörün direncini bulmak ve kondansatörün durumunu bulmak için kullanılır.

Multimetrenin Ohmmeter ayar modunu kullanma prosedürü ;

Kontrol edilecek kondansatör deşarj olmuş durumda olmalıdır.

Multimetre ohmmetre ayarında olmalıdır.

Şimdi, multimetrenin uçlarını kondansatörün terminallerine bağlayın.

Sonuçları not edin ve sıradaki maddelerle karşılaştırın.

Düşük direnç değeri yetersiz kondansatör olduğunu gösterir.

Multimetrede sapma yoksa , açık bir kondansatör anlamına gelir.

İlk önce multimetrenin düşük bir direnç göstermesi ve kademeli olarak sonsuza kadar arttığını gösteren bir durum söz konusu olduğunda, bu iyi bir kondansatördür diyebiliriz.

Bir Multimetrenin Kapasite Ayar Modunu Kullanarak

Bu  durum kondansatörün kontrol edilmesi için en basit ve mükemmel yöntemdir.

Multimetre kapasitans ayar modunu kullanma prosedürü aşağıdaki gibidir.

Kontrol edilecek kondansatör deşarj olmuş durumda olmalıdır.

Multimetre kapasitans ayarında olmalıdır.

Şimdi, multimetrenin uçlarını kondansatörün terminallerine bağlayın.Polarite burada bir sorun değildir.

Arızalı kondansatörün kapasitans derecesine yakın kapasitans değeri metrede gösterilir.

Kondansatör arızalıysa, daha düşük bir kapasitans değeri veya ölçüm cihazında hiçbir değer göremeyiz.

Kondansatörleri Voltmetre kullanarak Test Etme

Bu yöntem, kondansatör arasındaki potansiyel farkı bulmak için kullanılır.Prosedür ;

Kondansatör ilk önce kondansatör değerinden daha düşük olan DC gerilimi ile şarj edilir.

Polarite burada önemlidir.Pozitif gerilime ve daha kısa kurşuna (katot) bağlanacak kondansatörün daha uzun ucu (anot), toprağa veya voltajın negatif terminaline bağlanır.

Voltmetrenin terminalleri, kondansatörün terminallerine bağlanmalıdır.

Şarj ettikten sonra aynı gerilimi okuduğunda ve daha sonra düştüğünde, kondansatör iyi durumdadır.

Kondansatör şarj edilmediğinde ve voltmetre okumayı gösterdiğinde, kondansatör iyi veya hatalı durumda değildir.

KONDANSATÖR NEDİR -2 SONUÇ :

Bugünki yazımızda Kondansatör Nedir -2 adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Uzunca bir inceleme yaptığımız bu yazı içerisinde umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.Kaldığımız yerden hızla devam etmek ümidiyle.

İyi Çalışmalar

 

 

Kondansatörler -1

KONDANSATÖRLER ve KAPASİTANS NEDİR ? 

Kondansatör nedir ? Kapasitans nedir ? Kondansatör nasıl çalışır ? Kondansatörde nelere dikkat edilmelidir ? Kondansatörde kullanılan formüller nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Kondansatörler adlı serimize başlıyoruz.

Kondansatörlere dair birtakım bilgileri vermek istediğimiz bu yazı içerisinde umuyorum faydalı bilgiler edinirsiniz.

Başlayalım.

KONDANSATÖRLER ve KAPASİTANS

Bir kondansatör temel devre elemanlarından biridir.Elektrik devrelerinde , direnç, indüktör ve kondansatör olarak üç temel eleman vardır.Elektrik devresi üzerindeki kondansatör, şarj depolama cihazı olarak davranır.Bir voltaj uygulanırken elektrik yükünü tutar ve gerektiğinde depolanan şarjı tekrar geri verir.Bir kondansatörün en temel yapısı, bir dielektrik malzeme ile ayrılan iki paralel iletkenden (genellikle metalik plakalardan) oluşur.Kondansatör üzerine bir voltaj kaynağı bağladığımızda, kaynağın pozitif terminaline bağlanan iletken (kondansatör plakası) pozitif olarak yüklenir ve kaynağın negatif terminaline bağlı iletken (kondansatör plakası) negatif yüklenir. İletkenler arasında dielektrik varlığı nedeniyle ideal olarak hiçbir şarj bir plakadan diğerine geçemez.

Dolayısıyla, bu iki iletken (plaka) arasındaki şarj seviyesinde bir fark olacaktır.Bu nedenle, levhalar arasında potansiyel bir fark ortaya çıkar.Kondansatör plakalarındaki şarj birikimi anlık değildir.Son olarak, potansiyel fark kaynağının gerilimine eşit olur.Kondansatör boyunca voltajın yükselmesi, bu voltaj kaynağın voltajına eşit olana kadar üstel bir şekilde artar.

Kapasitans :

Şimdi, iletkenlerdeki (plakalar) yük birikiminin, kapasitör boyunca voltaj veya potansiyel farkı yarattığını anlıyoruz.Kapasitörün içinde belirli bir voltajın oluşması için biriken yük miktarı, kapasitörün yük tutma kapasitesi olarak adlandırılır.Kondansatörün yük tutabilme kapasitesini ise kapasitans olarak adlandırılan bir birim ile ölçüyoruz.Kapasitans, yükün, 1 voltluk potansiyel farkı oluşturması için kapasitör boyunca depolanması durumudur.Bu nedenle, bir kapasitörün yükü ve voltajı arasında doğrudan bir ilişki vardır.Kondansatörde biriken yük, kondansatör boyunca oluşturulan voltaj ile doğru orantılıdır.

Formül = Q ↔ V

Burada ; Q = şarj ve V = voltaj’dır.

Formül = Q = C x V

Burada C oran sabitidir ve bu kapasitansı verir.

Kapasitans, üç fiziksel faktöre bağlıdır ve bunlar, kondansatörün (plakalar) aktif alanı, iletkenler (plakalar) arasındaki mesafe ve dielektrik ortamın geçirgenliği ile ilgilidir.

Formül = C = ԑA / d

Burada, d dielektrik ortamın geçirgenliği, A levhanın aktif alanı ve d plakalar arasındaki dikey mesafedir.

Bir Kapasitörün Çalışma Prensibi

Kapasitörün Tanımı

Kondansatör, bir yalıtkan malzeme veya dielektrik madde ile ayrılan iki iletken plaka veya yüzey boyunca belirli bir voltaj seviyesinde yükü depolayabilen bir pasif elektronik bileşen veya cihazdır.

Plaka Kondansatörünün Temel Yapısı

Kondansatör, iki iletken yüzey veya plaka ve bu iki plaka arasına sokulan bir yalıtım malzemesi (yani, mika, kağıt, hava, vb. gibi) dielektrik madde kullanılarak yapılır.

Kondansatörün Çalışması

Bir kondansatör pasif bir bileşen olduğundan, herhangi bir enerji üretmez, ancak bir enerji kaynağından bir pil veya bir başka şarjlı kondansatör vb. gibi enerjiyi kendi üzerinde depolayabilir.

Bir kondansatöre bir batarya (DC kaynak) bağladığımızda, bir plaka (plaka-I) bataryanın artı ucuna takılır ve diğer plaka (plaka-II) bataryanın negatif ucuna takılır.Burada bu bataryanın potansiyeli bu kondansatöre uygulanır.Bu durumda, plaka-I plaka-II’ye göre pozitif bir etki gösterir.Kararlı durumda, aküdeki akım bu kondansatörde pozitif plakadan (plaka-I) negatif plakaya (plaka-II) akmaya çalışır, ancak bu plakaların yalıtım malzemesi ile ayrılmasından dolayı akamaz.

Kondansatör üzerinde bir elektrik alanı belirir.Zaman geçtikçe, pozitif plaka (plaka I) bataryadan pozitif yük biriktirir ve negatif plaka (plaka II) bataryadan negatif yük biriktirir.Belirli bir süre sonra, kondansatör, bu voltaja göre ve kapasitansına göre maksimum yük miktarını tutar.Bu zaman aralığına bu kondansatörün şarj süresi denir.

Bu bataryayı bu kondansatörden çıkardıktan sonra, bu iki plaka belirli bir süre için pozitif ve negatif yüke sahiptir. Böylece bu kondansatör, bir kaynaktaki elektrik enerjisi olarak hareket eder.

kondansatörler

Eğer iki ucu (plaka I ve plaka II) bir yükten kısa devre yaparsa, bu yük boyunca levha-I’den levha-II’ye kadar tüm akımlar her iki plakadan yok olana kadar bir akım akacaktır. Bu zaman aralığı, kondansatörün boşaltma süresi olarak bilinir.

DC Devredeki Kondansatör

Bir kondansatörün bir akü boyunca bir anahtar üzerinden bağlandığını varsayalım.Anahtar Açık olduğunda, yani, t = +0’da, bu kondansatörden belirli bir akım değeri akacaktır.Belirli bir süre sonra (yani şarj süresi) kondansatör, akımın daha fazla akmasına izin vermez.Maksimum yüklerin her iki plakada birikmesi ve kondansatörün, pilin artı ucuna bağlı bir pozitif uca sahip olan ve aynı güçte pilin negatif ucuna bağlı bir negatif uca sahip bir kaynak gibi davranmasıdır.Akü ve kondansatör arasındaki sıfır potansiyel farktan dolayı, hiçbir akım akmaz.Dolayısıyla, başlangıçta bir kondansatörün kısa devre yaptırıldığı ve bir batarya ya da DC kaynağı üzerinden bağlandığında açık devre olduğu söylenebilir.

AC Devresinde Kondansatör

Bir AC kaynağına bir kondansatör bağlandığını varsayalım.Bu alternatif voltajın belirli bir yarısında, plaka-I’in pozitif polarite ve plaka-II’nin negatif polaritesi olduğunu düşünün.Sadece o anda plaka-I pozitif yük biriktirir ve plaka-II negatif yük biriktirir.Ancak uygulanan bu AC voltajın negatif yarısında, plaka-I negatif yük ve plaka-II pozitif yük alır.Plakalar arasına yerleştirilen dielektrik madde nedeniyle bu iki plaka arasında elektron akışı yoktur, fakat kutupları kutupsallık değişimiyle değiştirirler. Kapasitör plakaları alternatif olarak AC tarafından şarj edilir ve deşarj edilir.

KONDANSATÖRLER ve KAPASİTANS NEDİR SONUÇ : 

Bugünki yazımızda Kondansatörler ile ilgili bilgileri vermeye çalıştık.Kondansatörlerin kullanım amaçları ve nasıl kullanıldıklarına dair bilgileri aktarmaya devam edeceğiz.Temel bilgiler ve tekniklerini umuyorum etkin bir şekilde ifade edebiliriz.

İyi Çalışmalar

Manyetik Devre Nedir ?

MANYETİK DEVRE – DOYGUNLUK NEDİR ? 

Manyetik devre nedir ? Manyetik doygunluk nedir ? MMF nedir ? Relüktans – Akı yoğunluğu ve ilişkisi nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız bu yazımızda Manyetik Devre Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaşıyoruz.Temel elektronik serisine devam ettiğimiz bu yazı ile Elektromanyetik alanında sona gelmek üzereyiz.

Başlayalım.

MANYETİK DEVRE

Manyetik bir devre, manyetik akının üzerinden uzayda geçtiği yol olarak kabul edilir.Resim üzerinde de görülebileceği üzere, demir yüklü bir solenoidi göreceksiniz.DC’yi solenoidden beslediğimizde, bu şekilde modelin gösterildiği akı üretecektir.Her bir akı çizgisi, düşünüldüğü üzere, N kutbundan başlayarak, mıknatısı çevreleyen havayı geçerek ve sonunda S kutbuna ve daha sonra da S kutbuna ulaştığında, gösterildiği gibi demir çekirdeği boyunca N kutupuna gelecektir.

Akı çizgilerinin her biri havayla birlikte demirden geçerken, buna kompozit manyetik devre denir.Demir çekirdeğin içindeki kuvvet çizgileri, eşit aralıklı, paralelleştirilmiş hatların sayısı ile temsil edilir.

Sonuç olarak demir çekirdekteki manyetik alan eşsizdir.Hava sahasındaki bu kuvvet veya akı çizgileri, tüm noktalara eşit olarak yerleştirilmez, dolayısıyla çekirdek dışındaki alan eşsiz değildir.Bir manyetik devrenin tasarımını ve analizini daha kolay hale getirmek için, sabit , tekdüze bir alan olması istenir.

Düz demir bir çekirdek kullanmak yerine, düzgün bir kesitli demir toroid kullanmış olsaydık, ideal olarak, manyetik akı hatlarının havada geçmesi için herhangi bir alan olmayacaktır.Sonuç olarak, toroid çekirdeğindeki manyetik alan eşsizdir Bu da tamamen kapalı manyetik devre olarak adlandırılır.

Manyetik devre

Bir manyetik akı sirküle edildiğinde veya kapalı bir alandan veya yoldan takip edildiğinde, manyetik devre olarak adlandırılır veya kapalı bir alanda manyetik alan çizgileri olarak gösterilen kapalı bir alanda manyetik alan sirküle edildiğinde Manyetik Devre olarak adlandırılır.Bu manyetik devre, kalıcı mıknatıslar veya elektromıknatıslardan oluşur ve demir gibi ferromanyetik malzemelerden oluşan manyetik çekirdekli yol ile sınırlanır.

Magnetomotive Force (MMF)

Manyetik bir devrede manyetik akı oluşturmak için MagnetoMotive Force (MMF) veya manyetik potansiyel olarak adlandırılan bir dolaşım kuvveti vardır.MMF, bir elektrik akımı taşıyan ve amper dönüşlü ünitelere sahip bir dizi tel ile eşdeğerdir.

MMF, manyetik alana neden olan ve elektromotor kuvveti veya elektriğin gerilimine benzeyen belirli maddelerin veya olayların özelliğidir.Akı, cihazın bir kısmına ve diğer kısmına bölündeyse, manyetik devreye paralel manyetik devre denir.Eğer tüm akı, halka şeklinde bir elektromıknatısta olduğu gibi, tek bir kapalı döngü ile sınırlıysa, devre bir dizi manyetik devre denir.

Manyetik Devredeki Hava Boşluğu

Şimdi eğer manyetik devrede hangi hava boşluğunun sorgulanması gerekiyorsa, o zaman cevap genel olarak doygunluğun önlenmesi olacaktır.Hava, manyetizmanın yanı sıra elektriğin bir tür yalıtıcısıdır, örnek olarak , negatif sonuç veren alanlar , pozitif sonuçlar için kullanılır.Hava gibi, kullanımın uygulanmasına bağlı olarak çekirdek doygunluğunu önlemek için boya, gaz, vakum, alüminyum vb. kullanılabilir.

Manyetik Doygunluk

Bir mıknatısın mmf değerini arttırırsak, çekirdeğin içindeki akı yoğunluğu da artar.Şimdi, mıknatısın çekirdeğinde artan uygulanmış mmf ile artan akı yoğunluğu sınırlaması olup olmadığı konusunda bir soru sorabiliriz.Cevap evet olacaktır.Manyetik çekirdekteki keskin yoğunluğun, keskin bir şekilde mmf artışla bile artmadığı bir sınır vardır.Eğer bu sınır oluşmazsa, mıknatısın çok küçük kesitinde devasa akıyı sıkıştırmak ve çok küçük boyutlu olan çok güçlü bir mıknatıs oluşturabilmek mümkündür.Ama bu pratik bir durum değildir.Bu sınırın çok net olmasa da bir sınırı vardır.Bu limite manyetik doygunluk denir.

Manyetik devre ve manyetik doygunluk nedir

Manyetik Doygunluğun Tanımlanması

Manyetik alandaki manyetik akı yoğunluğunun ilerisindeki üniteler, mmf’nin artmasıyla çok hızlı , ve daha fazla artmaz.

Demirin Manyetik Doygunluğu

Demirin çok az bir isteksizliğe sahip olduğu iyi bilinmektedir.Havanın isteksizliğinden çok daha küçüktür. Ancak yukarıdaki ifade yalnızca manyetik akı yoğunluğu bir demir çekirdeğin belirli bir limitin altında olması durumunda doğrudur.Bu sınır, söz konusu manyetik çeliğe veya demire bağlı olarak 1,6 ila 1,8 Tesla arasında olabilir.

Şimdi bu sınırın üzerinde akı yoğunluğu ile çalışmaya çalışırsak, demir düşük akı yoğunluğuna kıyasla daha yüksek bir isteksizlik sergiler.Sonuç olarak, söz konusu demir veya çelik, manyetik akının iyi bir iletkeni gibi davranmaz.Bu durumda, aynı demir çekirdekten akıyı sürmek için çok daha fazla mmf gereklidir.Daha mmf, elektromanyetik durumunda daha fazla amper dönüşü anlamına gelir, dolayısıyla bu durumdan kaçınmak gerekmektedir.

Relüktans ve Akı Yoğunluğu İlişkisi

Resim üzerindeki , demir ve bunun karşılık gelen akı yoğunluğu gibi bir manyetik malzemenin etkin isteksizliği arasındaki ilişkiyi göstermektedir.

Resimde, akı yoğunluğu sınır içinde olduğunda, manyetik yolun isteksizliğinin oldukça düşük olduğu, ancak burada gösterildiği gibi 2 Tesla gibi belirli bir değeri geçtiği zaman, aynı manyetik yolun isteksizliğinin keskin bir şekilde arttığı görülmektedir.

Herhangi bir miktarın yoğunluğu hacimle ilişkili olduğundan, dolayısıyla manyetik yolun enine kesitini (yani hacim) arttırarak, aynı verilen mmf için yolun etkili akı yoğunluğunu azaltabilir.

Manyetik doygunluğun istenmeyen etkisinden kaçınmak için, demir çekirdeğin boyutu uygun bir mühendislik uygulaması için uygun şekilde seçilmiştir.

Genellikle bir makinedeki demir yolun demir veya çelik çekirdeğinin hacmi, çekirdeğin akı yoğunluğunun, normal çalışma koşullarında 1.5 Tesla sınırını geçmediği şekilde seçilir.

MANYETİK DEVRE – DOYGUNLUK NEDİR SONUÇ : 

Bugünki yazımızda Manyetik Devre ve Manyetik doygunluk hakkında bir takım bilgileri vermeye çalıştık.Elektromanyetik anlamında da artık sonlara yaklaştığımız bu yazı dizisinde umuyorum faydalı bilgiler buluyorsunuzdur.

İyi Çalışmalar

Manyetik Geçirgenlik ve Duyarlılık Nedir ?

MANYETİK GEÇİRGENLİK & MANYETİK DUYARLILIK NEDİR ? 

Manyetik Geçirgenlik nedir ? Manyetik geçirgenlik nasıl gösterilir ? Manyetik duyarlılık nedir ? Manyetik duyarlılık nasıl ölçülür ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Manyetik Geçirgenlik ve Manyetik Duyarlılık nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım ;

MANYETİK GEÇİRGENLİK – DUYARLILIK

Manyetik Geçirgenliğin Tanımı ;

Manyetik geçirgenlik, bir malzemenin, kendisine uygulanan bir elektromanyetik alan içerisinde kendi içinden geçmesi için, ne kadar elektromanyetik akıyı destekleyebildiğinin ölçüsüdür.Diğer bir deyişle, bir malzemenin manyetik geçirgenliği, manyetizasyon kapasitesinin derecesidir.

Manyetik Geçirgenliğin Gösterimi

Manyetik geçirgenlik bir Yunan harfidir. 1885 yılında, Matematikçi Oliver Heaviside, manyetik geçirgenliği μ olarak adlandırmıştır.

Herhangi bir malzeme veya ortamın geçirgenliği nasıl bulunur ?

Elektromanyetizmada H, manyetik dipol organizasyonlarının manyetik alan yoğunluğu B ile herhangi bir malzeme veya ortamda kabiliyetini gösteren mıknatıslama kuvveti olarak bilinir.B ve H arasındaki ilişki doğrudan orantılıdır, yani B α H.

Veya, B = μH, burada, μ malzemenin veya ortamın orantılı sabitidir ve manyetik geçirgenlik olarak adlandırılır.

Bu durumda şu şekilde yazabiliriz ;

Formül = μ = B/ H

Yani, diğer bir deyişle manyetik geçirgenlik, bir malzemenin manyetik akı yoğunluğunun (B) elektro-mıknatıslama kuvvetine (H) oranı olarak tanımlanır.

Elektromanyetik Geçirgenlik Birimi :

Elektromanyetik Geçirgenlik birimi Henry/metre veya Newton/sq-amper’dir.

Boş Alanda Geçirgenlik :

Serbest hızda geçirgenlik, μ0 olarak belirtilir.Değeri 4ᴫ × 10^-7 H/m’dir.Bu geçirgenlik değeri, geçirgenlik sabiti olarak kabul edilen standart değer olarak alınır.

Başka bir Ortam veya Madde Geçirgenliği :

Başka bir ortam veya maddenin geçirgenliği sadece μ olarak belirtilmiştir.Göreceli geçirgenlik, herhangi bir maddenin geçirgenliğinin serbest alanlara oranıdır ve μr olarak ifade edilir.

Formül = μr = μ/ μ0

Yani, herhangi bir ortam veya malzemenin geçirgenliği;

Formül = μ = μr x μ0

Geçirgenliği Etkileyen Faktörler ;

Herhangi bir malzemenin geçirgenliği birkaç faktöre bağlıdır:

Nem

Sıcaklık

Ortamdaki pozisyonu

Uygulanan alanın frekansı/sıklığı

Geçirgenliğe Göre Malzemelerin Sınıflandırılması ;

Diamagnetic: μr, 1’den küçüktür, bu materyal, dış manyetik alana karşıdır.

Paramanyetik: μr yaklaşık 1 civarındadır fakat tam olarak 1 değil, bu malzeme dış manyetik alan tarafından zayıf bir şekilde çekilmektedir.

Ferromanyetik: μr , 1’den büyüktür, bu malzeme, güçlü bir manyetik alan tarafından çekilir.

Geçirgenliğin karmaşık formu nedir?

Kompleks geçirgenlik, yüksek frekanslı manyetik alan etkileri için hesaba katılır.H ve B arasında bir faz gecikmesi oluşturulur.

Formül =  μ  = μ’ – jμ’’

Manyetik Geçirgenlik-Duyarlılık Nedir

Manyetik Duyarlılık 

Manyetik duyarlılık terimini tanımlamadan önce, manyetik alan (H), manyetik akı yoğunluğu (B) ve manyetik geçirgenlik (µ) gibi bazı terimleri bilmemiz gerekir.

Manyetik alan: Alanın uygulandığı ortamdan yayılan kuvvet çizgileri üretilecektir.

Manyetik akı yoğunluğu: Birim alandaki kuvvet çizgileri miktarı.

Manyetik geçirgenlik: Manyetik alan ve manyetik akı yoğunluğu arasındaki ilişkiyi ifade eder. (B = µH)

Şimdi, Manyetik duyarlılık basitçe, bir maddenin çevresel bir manyetik alan uygulayarak manyetize edilebilme derecesinin ölçümü olarak tanımlanabilir. Bu (Yunan harf chi) ile gösterilir.

Şu şekilde ölçülebilir ;  x = M / H

M – Malzemenin manyetizasyonu

H – Uygulamalı çevresel manyetik alan kuvveti

Manyetik duyarlılık aslında çevresel manyetik alanın uygulanmasıyla elektronların ve çekirdeklerin karşılıklı etkisinden kaynaklanır. Yani, uygulanan çevresel alana karşı olan ya da yoğunlaşan bir c cereyanı içinde gerçekleşir. Uygulanan manyetik alana karşı çıkarsa, sonuç diamagnetizm olacaktır.

Eğer alanı yoğunlaştırırsa (aynı manyetik alan yönünde dönen elektronlar ve çekirdekler), yoğunlaşma derecesine bağlı olarak paramanyetik veya ferromanyetik veya süper manyetizma ile sonuçlanır.

Farklı manyetik maddelerin manyetik duyarlılık (X) değeri aralığı

Diamagnetik maddeler: X <0

Paramanyetik maddeler: 1>X> 0

Süper paramanyetik ve ferromanyetik maddeler: X >> 1

Şimdi, B0’ın bir çevresel manyetik alanı altına yerleştirilen M Mıknatısı olan bir malzemeyi ve boş alanın manyetik geçirgenliğinin µ0 olduğunu düşünün.Daha sonra, çevresel manyetik alan uygulandıktan sonra malzemedeki toplam manyetik alan,

Formül = B = B0 + u0M

Malzemenin iç manyetik alanı göz önüne alındığında, µ0, µ = Km x µ0 ile verilen µ ile ifade edilebilir. Burada, Km göreceli geçirgenlik anlamındadır.Malzemenin uygulanan manyetik alanla herhangi bir iç manyetizma üretmemesi durumunda, Km değeri 1’e eşit olacaktır. Km> 1 olduğunda, çevresel bir manyetik alanın uygulanması nedeniyle malzeme manyetize edilir.X , Km ile ilgili olabilir, yani burada X ile , göreceli geçirgenliğin birinden ne kadar farklı olduğu tanımlanır.

Formül = Xm = Km – 1

Not : Xm ve Km aynı bilgileri verecektir. Her iki büyüklük de boyutsuzdur.

Manyetik Duyarlılık ve Sıcaklık

Paramanyetik malzeme sadece belirli bir sıcaklığın üzerinde olduğunda manyetik durumunda olacaktır.Bu sıcaklığa Curie sıcaklığı denir.

Manyetik duyarlılık ile ilişkisinin Curie yasası ile açıklandığı,

Formül = X = C/T

C – Curie sabiti.

T – Kelvin’de sıcaklık.

Zayıf etkileşimli elektronlara sahip paramanyetik malzeme, verilen Curie-Weiss yasasına uymak zorundadır.

Formül = Xm = C / T + ϴ

Xm – Molar manyetik duyarlılık

ϴ – Weiss sabiti

Curie-Weiss grafiği, 1/Xm dizi sıcaklığının grafiğini çizerek elde edilebilir.Bu grafikten, eğriyi tersine çevirerek curie sabitini elde ederiz.Aynı zamanda Weiss sabitini y-kesişim noktasından elde edilebiliriz. Curie-Weiss yasası varsa, plotlama doğrusal olmalıdır.

Manyetik Duyarlılık Ölçümü

Temel olarak, bir osilatör devresinde bir sensör bulunmaktadır.Düşük enerjili alternatif bir manyetik alan üretir.Manyetik duyarlılığa sahip herhangi bir malzeme, sensör bölgesine yakın oalcak şekilde yerleştirildiğinde, osilatör frekansında değişikliklere neden olur.Darbeli frekans bilgisi elektronik malzemeler tarafından manyetik duyarlılığa dönüştürülür.Manyetik duyarlılık ölçümünde kullanılan farklı yöntemler de vardır. Bunlar Faraday’ın ölçeği, Guoy’un ölçeği, MR yöntemini kullanan indüktif yöntemi vb.

MANYETİK GEÇİRGENLİK & MANYETİK DUYARLILIK NEDİR SONUÇ : 

Bugün Manyetik Geçirgenlik ve Manyetik Duyarlılık Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Ayrı ayrı Manyetik Geçirgenlik ve Manyetik Duyarlılık konuları üzerinde durduk.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur.

İyi Çalışmalar

 

 

 

 

Manyetik Alan ve Akı Nedir ?

MANYETİK ALAN & MANYETİK AKI NEDİR ? 

Manyetik alan nedir ? Manyetik akı nedir  ? Manyetik alan ve akının birimleri nedir ? Manyetik akı nasıl ölçülür ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Manyetik Alan ve Manyetik Akı nedir adlı yazımızla sizlerleyiz.

İki ayrı şekilde incelediğimiz manyetik alan ve akı yazılarına gelin beraber göz atalım.

MANYETİK ALAN – AKI 

Manyetik Alan : 

Manyetik alan; hareket halindeki elektrik yükleri tarafından ortaya çıkan bir alandır.Alanın yakınına yerleştirildiğinde ; demir gibi bir malzeme üzerinde kuvvete neden olan bir güç alanı olarak ifade edilebilir.Manyetik alan yayılacak herhangi bir ortama ihtiyaç duymaz ki vakum üzerinde bile yayılabilir.Ayrıca, manyetik alanın enerji depolama kapasitesi elektrik alanından daha büyüktür, bu manyetik alanı elektrik alanından ayırır ve bu nedenle transformatörler, motorlar ve jeneratörler gibi hemen her elektromekanik cihaz üzerinde kullanılır.Dünya ayrıca güneşten gelen güneş dalgalarından koruyan doğal manyetizmaya da sahiptir.Ayrıca, bir manyetik pusulanın çalışabilmesi için bir çalışma alanı sağlar.

Kalıcı mıknatısların kendi manyetizmaları vardır ve bunlar demir veya nikel veya alnico alaşımları gibi ferromanyetik malzemeden yapılırken, elektromıknatıslar bobin boyunca bir elektrik akımı geçtiğinde manyetik alan üreten bobinlerdir.

Örneğin, bir akım taşıyan iletken, yönü, Sağ El  Kuralı ile belirlenir ve alanın gücü, bobin çevresindeki iletkende akan akım miktarına göre değiştirilebilmektedir.Çeşitli üretim ve üretim süreçleri için çeşitli endüstrilerde elektromıknatıslar kullanılmaktadır.Manyetik alanın hem Kuzey kutbu hem de Güney kutbu vardır.Monopole, bir yükün izole edilebileceği elektrik alanından farklı olarak manyetik alan için mevcut değildir.Alan çizgisi, Kuzey’den yayıldığı ve bir mıknatısın dışında güneyde ve bir mıknatısın içindeki güney kutbun kuzey kutbunda sona erdiği için kapalı bir döngü oluşturur.

Alan üzerindeki herhangi bir noktada, hem büyüklüğü hem de yönü vardır ve bu yüzden bir vektörle temsil edilir.Manyetik alan, uygulamalarını elektrik motorları ve jeneratörler gibi neredeyse her elektromekanik cihazda bulur.Akım taşıyan bir bobin manyetik bir alana yerleştirildiğinde, bir tork ile karşılaşır.Bu çalışma prensibi, rotor üzerinde dönen bir tork üreten manyetik torkun üretildiği elektrikli motorda kullanılırken, jeneratörlerdeki manyetik alan, stator ve rotor arasında indüksiyon prensibi ile enerji değişimi için bir ortam sağlar.3 fazlı bir motor durumunda, uzayda 120 derece yer değiştiren 3 faz sargıları tarafından dönen bir manyetik alan üretilir.Dönen bir manyetik alan senkronize motor ve endüksiyon motorlarının çalışması için gerekli olan makinelerin hava boşluğunda senkron hız ile döner.Bir manyetik ortam sağlamak için, makine sistemin güç faktörünü bozan mıknatıslama akımı çeker.Zayıf güç faktörü, transformatör ve jeneratörler gibi güç sistemi bileşenlerinin yükünü arttırır, ancak hemen hemen her elektromekanik cihazın çalışması için eşit derecede önemli bir bileşendir.

Manyetik Akı : 

Manyetik akı, manyetik alanda toplam manyetik kuvvet çizgisi sayısı olarak tanımlanabilir.

Bir manyetik alan içinde hayali yalıtılmış bir üniteyi kuzey kutbuna yerleştirirsek, kuzey kutbundan itme kuvveti ve alanı yaratan mıknatısın güney kutbundan etki eden bir kuvvet ile karşılaşılacaktır.Her iki kuvvetden dolayı, yalıtılmış ünite kuzey kutbu üzerinde hareket ederek, kutup kutbunun serbest olması durumunda kuzey kutbu alanında belirli bir yol boyunca hareket edecektir.Aynı yalıtılmış ünite kuzey kutbunu alandaki mıknatıstan farklı mesafede yerleştirirsek, farklı bir gidiş yolunu takip edebilir.

Biz bu kuvvetteki kuzey kutbunun hareket yollarını kuvvet çizgileri olarak adlandırıyoruz.Bu hayali yalıtılmış birim kuzey kutbu, alandaki sonsuz sayıda noktaya yerleştirebileceğimiz için, alanda sonsuz sayıda kuvvet çizgisi olabilir.Ancak herhangi bir bilimsel hesaplama için sonsuz sayıda kuvvet çizgisine sahip bir manyetik alanı görselleştirmek gereksizdir. Bu yüzden bazı benzersiz konseptler geliştirmeliyiz, böylece bütün bir gücüne göre bir manyetik alan temsil edebiliriz. Weber olarak manyetik akı ünitesini alırız.Bir alanın φ weber fluksı varsa, alanın toplam φ kuvvet çizgisi olduğu anlamına gelir.İzole kuzey kutbu gibi, manyetik alandaki kuvvet çizgileri kavramı da hayalidir.Fiziksel bir varlığı yoktur.Bu sadece farklı manyetik hesaplamalar ve farklı manyetik özellikleri açıklamak için kullanılır.

Manyetik Akı Özellikleri

Bir alandaki manyetik akı, alandaki toplam manyetik kuvvet çizgisi sayısı olarak kabul edilir.Bunlara manyetik akı çizgileri de denir.

Her manyetik akı hattı kapalı döngüdür.

Her manyetik akı çizgisi bir mıknatısın kuzey kutbundan başlar ve alan boyunca güney kutbuna gelir ve mıknatıs gövdesinde güney kutbundan kuzey kutbuna kadar devam eder.

İki akı çizgisi birbirini kesemez.

İki benzer güç hattı, yan yana hareket eder, ancak birbirini iptal ederler.

Kuvvet çizgileri elastik bir kord gibi gerilir.

Manyetik alana dik olan birim alan yüzeyinden geçen manyetik kuvvetlerin sayısına manyetik akı yoğunluğu denir. Eğer toplam φ A m2 alanın yüzeyinden düşey bir şekilde Weber akışı, alanın manyetik akı yoğunluğu,

Formül = B = (φ/A) Wb/m^2 olacaktır.

Genel olarak manyetik harf yoğunluğunu büyük harf B ile temsil ederiz.

MANYETİK ALAN & MANYETİK AKI NEDİR  SONUÇ  :

Bugün Manyetik Alan & Manyetik Akı Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Manyetik alan ve akı tanımları ve matematiksel olarak ifade ve mantığını kavramaya çalıştık.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Elektromanyetik Teori Nedir ?

ELEKTROMANYETİK TEORİ NEDİR ?

Elektromanyetik teori nedir ? Maxwell denklemleri nedir ? Maxwell yasaları ne işe yarar ? EM Dalga nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Elektromanyetik Teori nedir adlı yazımızla karşınızdayız.Temel elektronik serisine devam ettiğimiz bu yazı ile Elektromanyetik teoriler ve özellikle maxwell denklemleri üzerinde duracağız.

ELEKTROMANYETİK TEORİ

Elektromanyetizma, bir elektrik alan ile manyetik alan arasındaki etkileşimle ilgilenen olgudur.Bir sistemdeki sabit yükler bir elektrik alanına ve bir sistemdeki hareketli yüklerin manyetik alana yol açmasına neden olur.Elektrik alanın ve manyetik alanın yönü daima birbirine diktir ve dalga ışık hızında hareket eder.İskoç bilim adamı ve matematikçi James Clerk Maxwell, elektrik ve manyetizma arasındaki ilişkiyi Maxwell’in denklemlerini kullanarak ilk kez getirdi. Maxwell’in dört (4) diferansiyel denklemi, Newton’un mevcut elektrik ve manyetizma yasalarını birleştirdi.

Yasa ; Faraday Yasası, Kelvin kanunu ve Ampere Kanunu ;

Maxwell’in Denklemlerini öğrenmeden önce, denklemlerin temel öğeleri olan 3 Matematiksel işlemi öğrenmeliyiz.Del operatörü, bir fonksiyonun kısmi farklılaşmasını ifade eder.Onu Nabla olarak ifade ediyoruz. Grad f, bir fonksiyonun gradyanını verir, yani grad f = ∇f, yani bir fonksiyonun x, y ve z-eksenine göre 3 boyutlu bir alanda kısmi ayrımı anlamına gelir.Degrade bir vektör miktarıdır.Bir vektör miktarının divergence operatörü bize, yoğunluğun belirli bir aralıktan çıktığı hızı temsil eden bir skaler varlık verir.Div v = ∇.v olarak temsil edilir.Curl, bir vektörün üç boyutlu bir alanda dönüşünü temsil eder. Curl v = ∇ x v ile gösterilir.

4 temel Maxwell Denklemi aşağıdaki gibidir:

Gauss Yasası : ∇. E =  p / ԑ0

Gauss Manyetizma Yasası : ∇xB = 0

Maxwell – Faraday Denklemi =  ∇ x E = – (αB / αt)

Amper Yasası : ∇x B = u0 ( J + e0 x (αE / αt))

Burada ρ, yüzey içinde net yükü temsil eder, vacuum o ; vakumun geçirgenliğini, B manyetik alanı, E elektrik alanını ve J akım yoğunluğunu temsil eder.Birinci yasa, kapalı bir yüzey boyunca oluşan elektrik akısının, kapalı olan şarjla orantılı olduğunu belirtmektedir.İkinci yasa, kapalı bir yüzey boyunca indüklenen manyetik akının sıfır olduğunu belirtmektedir.Üçüncü yasa, zamanla değişen manyetik alanların bir elektrik alanına yol açtığını belirtmektedir.Dördüncü yasa, zamanla değişen Elektrik alanlarının veya sabit akımların manyetik alana yol açtığını belirtmektedir.

Bu nedenle, yukarıdaki denklemlerin gösterdiği gibi, değişken bir elektrik alanın manyetik alana ve değişken bir manyetik alanın bir elektrik alanına yol açtığı kanıtlanmıştır.Maxwell denklemlerinin çözümü, ışık hızında hareket eden bir dalgayı temsil eden üç boyutlu bir denklemdir.Elektromanyetik enerji dalgaları boş alan boyunca enerji taşır ve bu enerji uzaktan algılama teknikleri, Radyo dalgaları, Ultraviyole (UV) ışınları ve daha birçok gibi çeşitli uygulamalar için kullanılır.

Maxwell Denklemlerine Giriş

Maxwell’in Denklemleri, elektromanyetik dünyasını tanımlayan 4 karmaşık denklem grubudur. Bu denklemler, elektrik ve manyetik alanların nasıl yayıldığını, etkileşimde bulunduğunu ve nesneler tarafından nasıl etkilendiğini tanımlar.

James Clerk Maxwell [1831-1879], bir dizi bilinen deneysel yasaları (Faraday Yasası, Ampere Yasası) ele geçiren ve onları Maxwell Denklemleri olarak bilinen simetrik  bir denklemler kümesinde birleştiren bir Einstein/Newton seviyesinde dahiydi.Elektromanyetik (EM) dalgaların yayılma hızını belirleyen ilklerden biri olan Maxwell, ışığın hızı ile aynıydı ve dolayısıyla EM dalgalarının ve görünür ışığın aslında aynı şey olduğu sonucuna vardı.

Dünyayı anlamak için, denklemlerin ne anlama geldiğini ve sadece matematiksel yapıları bilmediğinizi anlamalısınız. Elektromanyetik ve Maxwell Denklemlerinin öğretme yöntemlerini kabul ettirme yöntemlerinin anlamadığını düşünüyorum. Ve bununla birlikte, bu denklemler hakkında bir şeyler söyleyelim.

Maxwell’in Denklemleri yasalardır  ; yerçekimi yasası gibi.Bu denklemler, evrenin elektrik ve manyetik alanların davranışını yönetmek için kullandığı kurallardır.Elektrik akım akışı manyetik alan üretecektir. Eğer akım akışı zamanla değişirse (herhangi bir dalga veya periyodik sinyalde olduğu gibi), manyetik alan bir elektrik alanına da yol açacaktır.Maxwell’in Denklemleri, ayrılan yükün (pozitif ve negatif) bir elektrik alanına yol açtığını gösterir – ve bu zaman içinde değişiyorsa, yayılan bir elektrik alanına da yol açacak ve daha da ilerleyen bir manyetik alana yol açacaktır.

ELEKTROMANYETİK TEORİ NEDİR SONUÇ :

Bugünki yazımızda Elektromanyetik Teori Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Maxwell denklemleri ve anlamları , elektromanyetizma tanımı ile umarım birtakım faydalı bilgileri aktarabilmişizdir.

İyi Çalışmalar

İyonizasyon Enerjisi Nedir ?

İYONİZASYON ENERJİSİ NEDİR ? 

İyonizasyon Enerjisi Nedir ? Bohr atom modeli nedir ? İyonlaşma enerjisini etkileyen faktörler nedir ? Nükleer yük nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız İyonizasyon Enerjisi Nedir adlı yazımızla sizlerleyiz.

Bu yazıda iyonlaşma enerjisi , iyonizasyon gibi terimler ve açıklamaları ile karşılaşacağız.

İYONİZASYON ENERJİSİ

Bir elementin pozitif iyonları oluşturmak için en dıştaki elektronlarını verebilme yeteneği, atomlarına verilen elektronları dışarıda yeteri kadar alması için yeterli miktarda enerji ile ortaya çıkar.Bu enerji, İyonlaşma Enerjisi olarak bilinir.Basitçe söylemek gerekirse, İyonlaşma Enerjisi, pozitif bir iyon oluşturmak için en gevşek bağlı valans kabuk elektronunu saf dışı etmek için izole edilmiş bir atom veya moleküle sağlanan enerjidir.Birimi elektron-volt eV veya kJ  mol olup, hızlı hareket eden bir elektronun elektronlarından birini çıkarmak için gaz şeklinde bir elementle çarpıştığı bir elektrik deşarj tüpünde ölçülür.Ne kadar az İyonlaşma Enerjisi (IE) varsa, katyonlar için oluşturma yeteneği o kadar iyidir.

Herhangi bir atom için Y , Y+IE ->(Y^+) + (e^-)

Bu, bir atomun Bohr modeli ile açıklanabilir; çünkü, bir elektronun, bir coulomb  kuvveti nedeniyle pozitif yüklü bir çekirdeğin etrafında döndüğü ve elektronun sadece sabit veya kuantize edilmiş enerji seviyelerine sahip olduğu bir hidrojen benzeri atomu ele alır.Bir Bohr model elektronunun enerjisi aşağıdaki gibi nicelenir ve verilir:

Formül = E(n) = -(13.6Z^2 x eV/N^2)

Z, atom numarasıdır ve n, n’nin bir tamsayı olduğu ana kuantum sayısıdır.Bir hidrojen atomu için, iyonizasyon enerjisi 13.6eV’dir.

İyonlaşma Enerjisi (eV), elektronu n = 1’den (temel hal veya en kararlı durum) sonsuza kadar almak için gereken enerjidir.Dolayısıyla, sonsuzlukta 0 (eV) referansı alarak, İyonlaşma Enerjisi şöyle yazılabilir:

Formül = IE = 0 –E(0)

İyonlaşma Enerjisi kavramı, Bohr’un atom modelinin, elektronun, çekirdek tarafından, sabit veya ayrı enerji seviyelerinde ya da ana kuantum sayısı ‘n’.İlk elektron, pozitif çekirdeğin çevresinden uzaklaştıkça, elektrostatik çekim gücü arttıkça, bir sonraki gevşek bağlanmış elektronu çıkarmak için daha fazla enerji gerekir, yani, ikinci İyonizasyon Enerjisi birinci olandan daha büyüktür.

Örneğin, Sodyum’un (Na) ilk iyonlaşma enerjisi şöyle verilir:

Formül = Na + 5.139076 eV(IE1) -> (Na^+) + (e^-)

Ve ikinci iyonlaşma enerjisi ise ;

Formül = (Na^+) + 47.2864 Ev (I E2) -> (Na^2+) + (e^-)

Bu nedenle, IE2 > IE1 (eV). Bu, eğer iyonizasyonların K sayısı varsa, o zaman IE1 <IE2 <IE3 ………. <IEk ise doğrudur.

Metaller düşük iyonizasyon enerjisine sahiptir.Düşük İyonizasyon Enerjisi, elemanın daha iyi iletkenliğini gösterir.Örneğin, Gümüş’ün (Ag, atom numarası Z = 47) iletkenliği 6.30 × 107 s / m ve İyonizasyon Enerjisi 7.575 eV ve Bakır için (Cu, Z = 29) 5.76 × 107 s / m ve İyonizasyon Enerjisi 7.726 eV’dir. İletkenlerde, düşük İyonlaşma Enerjisi, elektronların, bir elektron bulutu oluşturan, pozitif yüklü kafes boyunca hareket etmesine neden olur.

İyonlaşma Enerjisini Etkileyen Faktörler

Periyodik tabloda genel eğilim, İyonlaşma Enerjisinin soldan sağa doğru artması ve yukarıdan aşağıya doğru azalmasıdır.Dolayısıyla iyonlaşma enerjisini etkileyen faktörler aşağıdaki şekilde özetlenebilir:

Atomun Büyüklüğü: İyonlaşma Enerjisi atomun büyüklüğüyle azalır çünkü atomik yarıçap çekirdeğin çekirdeği ile en dıştaki elektron arasındaki çekişme kuvveti arttıkça ve bunun tersi de artar.

Koruyucu Etkisi: İç kabuk elektronlarının varlığı çekirdeğin ve valans kabuk elektronları arasındaki çekiciliğin kuvvetini korur veya zayıflatır.Böylece iyonizasyon enerjisi azalır.İç elektronların sayısı daha fazla koruma anlamına gelir.Ancak, altın söz konusu olduğunda, İyonlaşma Enerjisi, gümüşün büyüklüğü gümüşten daha fazla olsa bile, gümüşten daha büyüktür. Bunun nedeni, altın durumunda iç d ve f orbitallerin sunduğu zayıf korumadır.

Nükleer Yük: Nükleer yük ne kadar fazla olursa, çekirdek ve elektronlar arasında daha fazla çekim gücü nedeniyle atomu iyonlaştırmak o kadar zor olacaktır.

Elektronik Konfigürasyon: Atomun elektronik konfigürasyonu ne kadar kararlı olursa, elektronu daha fazla iyonize etmek daha zordur.

İYONİZASYON ENERJİSİ NEDİR SONUÇ :

Bugünki yazımızda İyonizasyon Enerjisi Nedir adlı yazıyı sizlerle paylaştık.Temel elektronik serisinin 15. yazısı olan bu yazı ile kaldığımız yerden hızla devam ediyoruz.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Space Charge Nedir ?

SPACE CHARGE NEDİR ? 

Space charge nedir ? Space charge’ın etkileri nedir ? Space charge nerelerde karşımıza çıkar ? Space charge nasıl kullanılır ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Space Charge nedir adlı yazımızla karşınızdayız.Space charge’ın detaylı olarak etkilerini ve kullanımını bu yazımızda irdeledik.

SPACE CHARGE

Space charge, üç boyutlu bölgeden dağıtılan elektrik yüküdür.Bir elektron tüpünde,örneğin, bir negatif yük, katottan yayılan elektronların, aniden plakaya (anot) gitmediği, ancak hareket için sonlu bir zaman gerektirdiği durumdur.Bu elektronlar katot etrafında bir bulut oluştururlar ve bulut sürekli olarak plakaya giden ve katodun yaydığı elektronlarla yenilenen elektronlar tarafından tükenir. Negatif space charge’ı üreten bu elektron bulutudur.

Space Charge’ın bir başka örneği, iki farklı yarı iletken malzeme bir araya getirildiğinde ortaya çıkar. Malzemelerin (verici) birindeki arayüze çok yakın olan elektronlar, termodinamik dengeyi kurmak için tipik olarak diğer malzemeye (alıcıya) göç eder.Elektronları kaybeden atomlar pozitif yüklüdür ve verici içinde sabit bir uzay yükü tabakası oluşturur.

Space Charge bir başka tanımla da  ;

Belirli bir bölgede yüklerin birikmesi, space charge olarak adlandırılır.Yüklerin yoğunlaştığı alan, boş alan ya da bir dielektrik alan olabilir.Ayrıca, bu durum bulutların doğası gereği hareketli veya hareketsiz olabilir.Örneklerin yardımıyla daha iyi anlamaya çalışalım.

Örnek 1: Şimdi, bir n-tipi yarı-iletken ile temas halinde p-tipi yarı-iletken getirdiğimiz durumu düşünün.İyi bilindiği gibi, n-tipi yarı iletken malzemenin fazla elektronları bulunurken, p-tipi materyaller tükenmiştir.Böylelikle, bu iki tür malzeme temasa geçtiğinde, elektronlar n-tipi ila p-tipi arasında hareket etmeye başlayacaktır.

Bu, birleşme yeri yakınında bulunan elektronların ve deliklerin birbirleriyle yeniden birleşmesine neden olur.Sonuç olarak, bu alan çevresindeki belirli bir bölge mobil yük taşıyıcıları tarafından tüketilecektir.Bu bölge, hareketsiz iyonlara sahip space charge bölgesinden başka bir şey değildir.

Örnek 2: Ardından, güçle beslenen bir elektron tüpümüz olduğunu varsayalım.Böyle bir durumda, elektronlar katot terminalinden dışarı atılacak ve anot yönünde hareket etmeye başlayacaktır.

Bununla birlikte, bu elektronlar hedeflerine anında ulaşamazlar, yani yolculuklarını tamamlamak için bir miktar sonlu zaman alacaklardır.Sonuç olarak, bu elektronlar, aygıtın katot ucunun yakınında bir negatif yük bulutu oluşturan birikebilir. Bu, uygulanan elektrik alanın etkisi altında hareket edebilen negatif alan şarj bölgesinin oluşumuna yol açar.

Örnek 2’de yüklerin birikmesine yol açan temel nedenin, toplama oranının, birikim oranına kıyasla daha az olduğu gerçeği olduğunu göstermektedir.Yani, katot terminali anot yönünde ilerleyenlerden daha fazla sayıda elektron yaymaktadır.Bununla birlikte, şarjların, sürüklenmenin ve difüzyonun sıkışması bile alan şarj bölgesinin meydana gelmesine katkıda bulunabilir.

Dahası, space charge’ı oluşturan yüklerin polaritesi, ilişkili elektrodun ki ile aynı ise, bunlar homocharges(aynı yük) olarak adlandırılır. Diğer taraftan, eğer kutupları birbirlerinden farklı ise, o zaman heterocharges(farklı yük) olarak adlandırılır.

Space Charge son olarak ;

Space Charge etkisi, termiyonik konvertörlerin dönüşüm verimliliğini ve çıkış gücünü etkileyerek bir zorluk oluşturmaktadır.Bunun nedeni, metal yüzey çevresinde böyle bir elektron bulutu bulunduğunda, son noktalarına ulaşması beklenen elektronlar için ek bir bariyer teşkil etmesidir. Elektronların hareketi için bu engelleme, bulutta bulunan elektronlardan yayılan elektronlar için itme şeklinde yaşanır.

Dielektriklerde meydana gelen space charge etkisi, kapasitörler gibi elektriksel bileşenlerin bozulmasına da yol açar.Bunun nedeni, yüksek gerilimler uygulandığında, elektrottan yayılan elektrik yüklerinin onu çevreleyen gaz içinde sıkışmasıdır. Aynı etkinin, yüksek voltajlar taşıyan güç kablolarının arızalanmasına neden olduğu da görülmektedir.

Bununla birlikte, bazı senaryolarda uzay yükü etkisinin de avantajlı olduğu görülmektedir.Örneğin, uzay yükü bölgesinin varlığı, belirli tüpler üzerinde negatif bir sapma sağlayarak, negatif bir sapma yaratır.Bu, mühendislerin amplifikasyon süreci üzerinde daha iyi bir kontrole sahip olmalarına ve böylece verimliliğinin artmasına yardımcı olduğu için, çok yararlıdır.

Bahsedilmekte olan kayda değer bir başka örnek, space charge’ın, atış gürültüsünü azaltma eğiliminde olmasıdır.Bunun nedeni,temelde space charge’ın, yüklerin yol boyunca kolayca hareket etmesini etkilemesidir.Bu giriş, rastgele gelen yüklerin sayısını azaltır, bu sayede atış sesinden başka hiçbir şey olmayan istatistiksel varyasyonlarını azaltır.

SPACE CHARGE NEDİR SONUÇ :

Bugünki yazımızda Space Charge Nedir adlı yazıyı sizlerle paylaştık.Space charge ile ilgili tanımlamaları ve kullanımını gördük.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Cyclotron Nedir ve Nasıl Çalışır ?

CYCLOTRON  NEDİR & NASIL ÇALIŞIR ?

Cyclotron nedir ? Cyclotron’un çalışma prensibi nedir ? Cyclotronun kullanım alanları nerelerdir ? Cyclotron uygulaması nedir ? Bu yazımızda Cyclotron Nedir ve Nasıl çalışır başlıkları altında bilgi vermeye çalışacağız.Yine manyetik alan ve bu alanla ilgili formüllere , tanımlamalara da yer veriyoruz.

Cyclotron’un temel çalışma prensibini anlamadan önce, manyetik alandaki hareketli yüklü bir parçacık üzerindeki kuvvetin ve ayrıca yüklü partikülün manyetik alandaki hareketinin anlaşılması gereklidir.

CYCLOTRON GİRİŞ

Manyetik Alanda Hareketli Yüklü Parçacık Üzerinde Kuvvet

Akım I ile akım uzunluğu L metre akım taşıyan bir iletken, metre kare başına akı yoğunluğu B Weber manyetik alanında dikey olarak yerleştirildiğinde, o zaman iletkene etki eden kuvvete manyetik kuvvet deriz ve ;

Formül = B x I x L Newton

Şimdi, iletkendeki toplam N sayıda serbest elektronun L akımının mevcut I amperine neden olduğunu göz önünde bulunduralım ; Bu durumda

Formül = I = Ne /t   olacaktır.

Burada e bir elektronun elektrik yüküdür ve 1.6 x 10-19 coulomb’dur.

Şimdi ilk iki formülü alalım ;

Formül = Fm = B x (Ne / t) x L = B x Ne x (L / t)

Burada, I akımına neden olan N sayıda elektronun ve L metre uzunluğa t zamanında gittiklerini düşünün, böylece elektronların sürüklenme hızı

Formül = v = L/t  olacaktır.

Manyetik alandaki N elektron sayısına etki eden kuvvettir, dolayısıyla bu manyetik alandaki tek bir elektron üzerindeki kuvvet

Formül = fm = B x eV Newton = B x v x 1.6 x10^-19 Newton olacaktır.

Manyetik Alanda Yüklü Parçacık Hareketleri

Yüklü bir parçacık manyetik bir alanda hareket ettiğinde,farklı iki koşul olacaktır.Parçacık ya manyetik alanın yönü boyunca hareket eder ya da manyetik alana dik olarak hareket eder.

Parçacık manyetik alan yönünün ekseni boyunca hareket ettiğinde, üzerinde hareket eden manyetik kuvvet,

Formül = fm = B x eV x sin 0 = 0 olacaktır.

Bu nedenle, parçacık üzerinde hareket eden hiçbir kuvvet olmayacak, dolayısıyla parçacık hızında herhangi bir değişiklik olmayacak ve dolayısıyla sabit hız ile düz bir çizgide hareket edecektir.

Artık yüklü parçacık manyetik alana dik olarak hareket ederse, parçacık hızında hiçbir değişiklik olmayacağını görmüş olduk.Bunun sebebi, parçacık üzerinde etkili olan kuvvetin, partikülün hareketine dik olmasıdır, bu nedenle, kuvvet, parçacık üzerinde herhangi bir etki yapmayacaktır, böylece parçacığın hızında hiçbir değişiklik olmayacaktır.

Ancak hareketine dik olan parçacık üzerinde hareket eden bu parçacık ve parçacığın hareketinin yönü sürekli değişecektir.Sonuç olarak, parçacık alan içerisinde ,  sabit hızda sabit bir yarıçapın dairesel bir yolunda hareket edecektir.

Dairesel hareketin yarıçapı R metre ise ;

Formül = (m x v^2)/R = e x Bv -> (m x v) / R = e x B -> R = (m x v) / (e x B) olacaktır.

Şimdi,

Formül = (2πRN) / t = v -> (2πN / t)  x R = V -> w = v / R -> R = v/w

R = mv / Eb => v/w = mv/eB => w = Eb/m = 2π/T

2πf = w -> w/2π => f = 2π/w = T

Bu nedenle hareketin yarıçapı hareketin hızına bağlıdır.

Açısal hız ve zaman periyodu sabittir.

Temel Bilgiler ve Cyclotron’un Prensibi

Manyetik alandaki yüklü parçacık hareket kavramı, cyclotron adı verilen bir cihazda başarıyla kullanılmıştır.Kavramsal olarak bu cihaz çok basittir ancak mühendislik, fizik ve tıp alanında büyük kullanım alanları vardır.Bu yüklü parçacıkları hızlandırma cihazıdır.Yüklü parçacığın dikey manyetik alan altındaki hareketi sadece siklotron adı verilen cihazla uygulanır.

Cyclotron Yapısı

Bu cihaz temel olarak üç ana yapısal parçaya sahiptir

İki yüz yüze yerleştirilmiş manyetik karşıt kutupları arasında tek tip manyetik alan oluşturmak için büyük boyutlu elektromıknatıs.

Yüksek iletken metallerden yapılmış iki düşük yükseklikte içi boş yarım silindir.Cyclotronun bu bileşenleri Dee olarak adlandırılır.

Yüksek frekanslı alternatif bir yüksek voltaj kaynağı.

Yapı Detayları

Dee, elektromanyetik kutuplar arasında yüz yüze yerleştirilir.Dee parçaları öyle bir şekilde yerleştirilir ki, düz kenar, aralarındaki küçük boşlukla yüz yüze olacak şekilde olmalıdır.Ayrıca elektromıknatısın manyetik akısı bu Dee’i dik olarak kesin bir şekilde kesecek şekilde olmalıdır.

Şimdi bu iki Dee, alternatif bir voltaj kaynağının iki terminaline bağlanır, böylece bir Dee pozitif potansiyelde diğerinden aynı anda tam ters negatif potansiyelde olacaktır.Kaynak değişirken, Dee’nin potansiyeli kaynağın frekansına göre değiştirilir.

Şimdi, yüklü bir parçacık, belirli V1 hızına sahip bir şekilde Dee’nin merkezine yakın bir noktadan atılırsa, parçacık hareketi  dıştan uygulanan manyetik alana dik olarak, hız değişikliği olmayacak, ancak yüklü parçacık dairesel bir yol izleyecektir.

Formül = R1 = mv / qB

Burada m gram kütle ve q coulomb olarak atılan partikülün yüküdür ve B Weber / metre^2 harici olarak uygulanan dikey manyetik alanın akı yoğunluğudur.

Π radyan veya 180 derece yarıçapı R1’de hareket ettikten sonra yüklü parçacık Dee’nin kenarına gelir. Şimdi uygulanan voltaj kaynağının zaman periyodu ve frekansı, döngüsel hareketin zaman periyodu ile ayarlanmaktadır.

Formül = T = 2m / qB

Diğer Dee’nin polaritesi, parçacığın yükünün tersi olur.Bu nedenle Dee’nin hareketli parçacığın çekiciliği ve partikülün yer aldığı Dee’nin itilmesinden ötürü, parçacık daha fazla kinetik enerji alır.

Formül = qv = ½ x m (v-iki^2 – v-bir^2) olacaktır.

V1, önceki Dee’deki partikülün hızıdır ve ν2, sonraki Dee parçacığın hızıdır.Şimdi parçacık, R2 metrelik yarıçaplı alanda bu büyük hız ile hareket edecektir.

Yine sabit dikey manyetik alan nedeniyle, parçacık bu yeni yarıçap R2 metre ile başka bir yarım çevrimi hareket ettirir ve mevcut Dee’nin kenarına gelir.Bu kenar söz konusu olduğunda, öndeki Dee tekrar arka tarafın karşıt polaritesine girer ve parçacık, kinetik enerji (q x V) kazanımı ile Dee’ler arasındaki boşluğu keser ve dolayısıyla dairesel hareket eden yüklü parçacığın hız ve yarıçapının kazancı elde edilir.

Bu şekilde yüklü parçacık, sürekli artan hız ile bir spiral hareket yolunu izler.Bu nedenle yüklü parçacık, cyclotron atış kafasından ayrılmadan önce yeterince yüksek gerekli hızı alır.

Voltaj kaynağı frekansı f olarak ;

Formül = w = 2πf = eB/m -> w = 2π x (1/T) = eB/m => 1/T = eB/2πm = > T = 2πm/qB olur.

Burada 2π sabittir, m, q ve B bilinir, bu nedenle T hesaplanabilir ve dolayısıyla voltaj kaynağının frekansı ;

Formül = qB / 2πm olacaktır.

Cyclotron uygulaması 

Esas olarak iki tip cyclotron uygulaması vardır.Bir tanesi, yüksek hızlandırılmış fotonların gerekli olduğu farklı fizik deneylerinin uygulamasıdır.Ayrıca yüksek hızlandırılmış fotonlar dokuları ışınlamak için kullanılmaktadır.

CYCLOTRON NEDİR ve NASIL ÇALIŞIR SONUÇ : 

Bugün Cyclotron nedir ve nasıl çalışır adlı yazıyı sizlerle paylaştık.Cyclotron mantığını anlamak ve bu nasıl çalıştığını görmek adına güzel bir yazı olduğu inancındayım.Umuyorum size de faydalı bir yazı olmuştur.

İyi Çalışmalar

SI Birimleri Sistemi Nedir ?

SI BİRİMLERİ SİSTEMİ NEDİR ?

SI Birimleri Sistemi Nedir ? SI birimleri nedir ? Birim ne demektir ? SI sisteminde hangi birimler kullanılmaktadır ?Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız SI Sistemi Birimleri Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Birimler, herhangi bir fiziksel büyüklüğü etkili bir şekilde ölçebileceğimiz araçlar olarak tanımlanır.Örneğin, eğer uzunluk ölçmek istiyorsak, o zaman metre, santimetre, ayaklar vb. kullanılarak ölçüm yapılabilir ya da  kütleyi ölçmek zorunda kalırsak, o zaman bu, kilogram, gram vb. olarak ölçülebilir.

Yani yukardaki örneklerde de görüleceği üzere belirli bir parçayı ölçmek istediğimizde kullanabileceğimiz birçok birim bulunmaktadır.

Şimdi diğer fiziksel miktarları da alırsak, o zaman belirli bir miktar için birçok birim bulunur.Ve bu durumda bir takım karışıklığa yol açabilmektedir ki ölçüm yapmak istediğimizde hangisini seçmemiz gerektiğini ve hangisini ölçüm için seçmememiz gerektiğini düşünebiliriz.

Burada mevcut olan birçok birim, eğer diğer birime dönüştürmek için dönüşüm faktörü olabilseydi ki bu durum çok kullanışsızdır , bunu yaparken yüksek bir hata olasılığı ile karşılaşırdık.Ve eğer belirli bir birimi farklı , üçüncü bir birim ile ölçmeye kalksaydık , hatalı ve beklenmedik sonuçlar alırdık.

Dolayısıyla, ölçümde standart miktarları seçmek için mutlak bir gereklilik vardır.Bu durumda, yaptığımız şey, birimin standart birim olarak bilindiği belirli bir miktar için tek bir birim seçmektir. Ölçümlerin çoğu da o birimde yapılır.Böylece ölçüm basitleşir, aynı zamanda belirli bir miktar için tek bir birim önem taşır.

SI BİRİMLERİ SİSTEMİ

Çoğumuz SI birimlerinin ne olduğunu biliyoruz ama SI’nın ne anlama geldiğini bilmiyoruz. Sadece uluslararası sistem birimleri anlamına gelir.Fiziksel büyüklüklerin ölçülmesinde kullanılan birimler toplu olarak SI birimleri olarak adlandırılır.Bilimsel, teknik, endüstriyel ve ticari işlerde uluslararası kullanım için 1971 yılında Ağırlıklar ve Ölçümler Genel konferansı tarafından geliştirilmiş ve tavsiye edilmiştir.

Şimdi sorun şu ki, hangi birimleri seçmeliyiz? Seçilen birimler aşağıdaki niteliklere sahip olmalıdır.

Uygun bir boyuta sahip olmalı.

Doğru bir şekilde tanımlanmalıdır.

Kolay erişime sahip olmalı.

Zamandan bağımsız olmalı.

Fiziksel büyüklüklerdeki değişim ile değişmemelidir.

SI birimleri , diğer niceliklerin yardımı olmadan temsil edilen temel büyüklükler olarak bilinen uzunluk, sıcaklık vb. ifade eder.Temel birimler yardımıyla temsil edilebilecek birimlerden türetilmiş birimlere , türetilmiş birimler denir.

Temel miktarlar ve standart birimleri (SI)

SI Temel Üniteleri

Uzunluk = Metre = m

Kütle = Kilogram = kg

Zaman = Saniye = s

Sıcaklık = Kelvin = K

Madde miktarı = mole =  mol

Elektrik Akımı = amper = A

Işık şiddeti = candela = cd

Düzlem açısı = radyan = rad

Katı Cisim Açısı = Steradian = sr

SI Türetilmiş Birim Örnekleri

Alan = Metrekare  = m^2

Hacim = Metreküp = m^3

Hız = bir saniyedeki metre = m/s

Hızlanma = saniyede metre kare = m/ s^2

Dalga Sayısı = Reciprocal ölçer = m^-1

Kütle yoğunluğu = bir metreküpteki kilogram = kg/m^3

Belirli Hacim = Bir kilogram için metreküp = m^3/kg

Akım yoğunluğu = bir metrekaredeki amper = A/m^2

Manyetik Alan Kuvveti = Bir metredeki amper = A/m

Işık = bir metrekaredeki candela = cd/m^2

Kütle Kesri = bir kilogramdaki kilogramdır yani 1 rakamını temsil eder = kg/kg=1

Birimlerin SI Sisteminin Avantajları

Birimler için , tutarlı bir sistemdir.

Birimler için , rasyonel bir sistemidir.

SI bir metrik sistemdir.

SI Birimleri Sistemi ; 

Her ne kadar büyük avantajlara sahip olsa da, şimdi ölçümlerin çoğu için SI birimlerini kullanıyoruz, ama dezavantajları da bulunmaktadır.Diğer ünitelerin önemi azaltıldığından, ağırlıklı olarak sadece bir birime odaklandığı gibi dezavantajlara sahiptir.Ayrıca SI birimi her zaman bir miktarı doğru bir şekilde tanımlayamaz.Örneğin, bir evin kapsadığı alanın ölçülmesi durumunda, çoğu durumda alan birimi olarak kare ayakları kullanırız, bu nedenle bu durumlarda arzu edilmeyen SI birimlerine dönüştürmek zorunda kalabiliriz.Diğer durumlarda da benzer sorunlar vb. ortaya çıkabilir, ancak SI sistemlerinin avantajları daha baskındır, bu yüzden çok popülerdir ve oldukça sık kullanırız.

SI BİRİMLERİ SİSTEMİ NEDİR SONUÇ : 

Bugünki yazımızda SI Birimleri Sistemi Nedir adlı yazıyı sizlerle paylaştık.Temel elektronik serisine kaldığımız yerden hızla devam ediyoruz.Umuyorum yine bu yazıda da faydalı bilgileri aktarabilmişizdir.

İyi Çalışmalar

AC Sinyalin RMS Değeri Nedir ?

AC SİNYAL RMS DEĞERİ NEDİR ? 

AC Sinyalin RMS Değeri nedir ? RMS değer nedir ? RMS değer nasıl hesaplanır ? RMS değer nasıl ölçülür ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız AC Sinyalin RMS Değeri adlı yazımızla karşınızdayız.Temel elektronik serisine hızla devam ediyorken , bu yazı ile de kendimize yine faydalı bilgiler katabileceğimizi umuyorum.

AC SİNYAL RMS DEĞERİ

AC sistemlerde rms değerleri neden kullanılır? Ortalama ve rms değeri ne anlama geliyor? Neden AC sistemlerinin tüm derecelendirmeleri rms içinde ortalama değerde değil? Rms ve ortalama değer arasındaki fark nedir?

Bunlar AC devreleri ile uğraşırken her zaman aklımıza gelen sorulardır.

Diyelim ki, basit bir DC devresine sahibiz ve bunu bir AC devresinde aynısını yapmak istiyoruz.Şu anda bir AC besleme gerilimi olan besleme gerilimi haricinde herşeyi aldık diyelim.Şimdi, bu soru, AC besleme voltajının değeri olmalıdır ki biz böylece devremizi DC ile aynı şekilde çalıştırabilelim.

DC devresinde bulunan aynı AC besleme voltajı değerini (AC Vpeak = 10 volt) verelim.Bunu yaparak , AC voltaj sinyalinin sabit DC voltajının tüm alanını nasıl kapladığını bir yarım döngü için görebiliriz.Bu da AC sinyalimizin bizim DC kaynağımız ile aynı miktarda güç sağlayamayacağı anlamına gelir.

Yani aynı alanı kaplamak için AC voltajını arttırmalı ve aynı miktarda güç sağlayıp sağlamadığını görmeliyiz.

DC besleme voltajının Vpeak (π / 2) değerine kadar olan tepe gerilimini AC ile DC’nin tüm alanını kapsayabileceğimizi  biliyoruz.AC voltaj sinyali DC voltaj sinyalini tam olarak temsil ettiğinde, o zaman DC sinyalinin değeri AC sinyalinin ortalama değeri olarak adlandırılır.

Şimdi AC voltajımız aynı miktarda güç sağlamalıdır.Ancak, beslemeyi açtığımızda şaşırtıcı bir sonuçla karşılaşıyoruz çünkü  AC voltajının DC’den daha fazla güç sağladığını görürüz.Çünkü ortalama bir AC değeri aynı miktarda şarj sağlar ancak aynı miktarda güç beslemez.Yani, AC besleme tedarikinde aynı miktarda güç almak için AC besleme voltajımızı azaltmalıyız.

Vpeak tepe gerilimini √2 kat DC gerilime kadar azaltarak, her iki devrede de aynı miktarda güç aktığını bulduk.AC voltaj sinyali DC’de olduğu gibi aynı miktarda güç sağladığında, o zaman DC voltajının değeri kök ortalama karesi veya AC rms değeri olarak adlandırılır.

Bu gücü sağlamak için ne kadar elektron gerektiğine bakılmaksızın, devrelerimizden ne kadar güç aktığından endişe duyuyoruz ve bu nedenle AC sistemindeki her yerde ortalama değer yerine her zaman AC beslemesinin rms değerini kullanıyoruz ki bu sebeple rms değeri kullanılması yaygındır.

RMS” terimi “Kök-Ortalama-Kare” anlamına gelir. Çoğu kitap bunu “eşdeğer bir DC gücü ile aynı ısıtma etkisini üreten AC gücünün miktarı” veya bu satırlar boyunca benzer bir şey olarak tanımlar, ancak bir RMS değeri bundan daha fazlasıdır. RMS değeri anlık değerlerin kare fonksiyonunun ortalama (ortalama) değerinin kareköküdür. Bir RMS değerini tanımlamak için kullanılan semboller, VRMS veya IRMS’dir.

RMS, sadece, zamanla değişen sinüzoidal voltajlar, akımlar veya karmaşık dalga formları, zaman içindeki dalga biçimi değişikliklerinin büyüklüğü anlamına gelir ve DC devre analizinde kullanılmaz veya hesaplamaların büyüklüğü her zaman sabittir.Eşdeğer bir DC devresi olarak belirli bir yüke aynı elektrik gücünü besleyen alternatif sinüzoidal dalga formunun eşdeğer RMS voltaj değerini karşılaştırmak için kullanıldığında, RMS değeri “etkin değer” olarak adlandırılır ve genel olarak şu şekilde sunulur: Veff veya Ieff.

Diğer bir deyişle, etkili değer, zamanla değişen bir sinüzoidal dalga formunun, aynı gücü üretme yeteneği açısından, ne kadar volt veya amper DC’ye eşit olduğunu gösteren eşdeğer bir DC değeridir.

Örneğin, Birleşik Krallık’taki yerel şebeke tedariği 240Vac’dir. Bu değerin “240 Volt rms” değerinin etkili olduğunu belirtiyor olması beklenir.Bu, bir İngiltere evinin duvar prizlerinden gelen sinüzoidal rms voltajının, aşağıda gösterildiği gibi, 240 voltluk sabit DC voltajı ile aynı ortalama pozitif gücü üretme kabiliyetine sahip olduğu anlamına gelir.

Sonuç olarak burada ;

Bir AC akımın ortalama değeri, DC akımındaki eşit şarj miktarını temsil eder.Bir AC akımın RMS değeri, DC akımındaki eşit güç miktarını temsil eder.AC akımı aynı miktarda DC gücü sağlamak için daha az ücret alır.

Alternatif voltajlar (veya akımlar) ile uğraşırken, bir voltajı veya sinyal büyüklüğünü nasıl temsil edeceğimizle ilgilendik.Diğer bir kolay yol, dalga biçimi için tepe değerlerini kullanmaktır.Diğer bir yaygın yöntem, Kök Ortalama Kare’nin daha yaygın ifadesi veya basitçe RMS değeri ile de bilinen etkili değerin kullanılmasıdır.

Kök ortalama karesi, bir sinüzoidin RMS değeri, tüm anlık değerlerin ortalaması ile aynı değildir. Gerilimin RMS değerinin maksimum voltaj değerine oranı, akımın RMS değerinin akımın maksimum değerine oranı ile aynıdır.

Multimetreler ve ya voltmetre ya da ampermetre, saf sinüzoidal dalga formu varsayarak RMS değerini ölçer.Sinüzoidal olmayan dalga formunun RMS değerini bulmak için bir “True RMS Multimetre” gereklidir.

Bir sinüzoidal dalga formunun RMS değeri, aynı değere sahip bir DC akımı ile aynı ısıtma etkisini verir. Yani bir doğru akım ise, R ohm direncinden geçiyorum, direnç tarafından tüketilen DC gücü, bu nedenle ısı ( I^2 x R) watt olacaktır.Sonra bir alternatif akım ise, i = Imax * sinθ aynı dirençten geçerse, AC gücü ısıya dönüştürülür: ( I^2rms * R )watt.

Ardından, alternatif voltajlar ve akımlarla uğraşırken, aksi belirtilmedikçe RMS değerleri olarak ele alınmalıdır. Bu nedenle, 10 amper’lik bir alternatif akım, 10 amperlik bir doğru akım ve 14.14 amperlik bir maksimum değer ile aynı ısıtma etkisine sahip olacaktır.

AC SİNYAL RMS DEĞERİ NEDİR SONUÇ :

Bugünki yazımızda AC Sinyal RMS Değeri nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Burada AC Sinyal , RMS değeri , hesaplamalar gibi faydalı bilgileri paylaşmaya çalıştık.Umuyorum faydalı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Sinüzoidal Dalga Sinyali Nedir ?

SİNÜZOİDAL DALGA SİNYALİ NEDİR ? 

Sinüzoidal dalga sinyali nedir ? Sinyal nedir ? Sinüs dalgası nedir ? Sinüzoidal dalga neden önemlidir ? Bu yazımızda Sinüzoidal Dalga Sinyali ile ilgili bilgiler içeren bir incelemeyi sizlerle paylaşıyoruz.Temel elektronik serisinde bir hayli bilgi birikimi yapıyorken , bu yazı ile de kaldığımız yerden devam ediyoruz.

Sinüs dalgaları , sinüzoidal sinyaller gibi tanımlamalar dahil matematiksel ifadelerle de desteklenen yazımıza hızla giriş yapalım.

SİNÜZOİDAL DALGA SİNYALİ 

Sinüs dalgası veya sinüzoidal dalga sinyalinin ne olduğunu ve nasıl çalıştığını anlamak için, önce bir sinyalin ne olduğunu anlamaya çalışalım.

Sinyal nedir?

Bizi çevreleyen dünyada farklı ölçülebilir miktarlar var.Bazı miktarlar, yerçekimi, ışık hızı, havada ses hızı nedeniyle hızlanma gibi sabittir.Bazıları AC voltajı, basınç, sıcaklık gibi zamana göre değişmekte olan ölçülebilir miktarlardır.Zaman değiştikçe bu miktarların da  değerinin değiştiği anlamına gelir. Sinyal, sadece belirli bir süre boyunca alınan herhangi bir miktarın değeri anlamına gelir.Sinyaller genellikle doğada değişen zamanlardır. Genel olarak, farklı zaman anındaki değerler arasında bir grafik çizilir. Buna sinyalin grafiksel gösterimi denir.

Sinüs dalgası veya sinüzoidal dalga sinyali nedir?

Sinüs Dalgası veya Sinüzoidal Dalga Sinyali özel bir sinyal türüdür.Bu da bir fonksiyon ile ifade edilir ;

Formül = f(t) = sin (wt) ya da f(t) = Axsin(wt + α) , burada w = 2πf’tir.

Sinüs dalgası sıfırdan başlar ve pozitif değerleri kaplar ve ardından sıfıra tekrar ulaşır.Ardından yine negatif değerleri kapsar, sıfıra ulaşır, ve biz burada bir döngüyü veya tek döngüyü tamamlamış olduğunu söyleyebiliriz.

Sinüs dalgasının üst kısmına pozitif döngü denir ve alt kısma tek döngüde negatif döngü denir.

Farklı zaman değerleri için, Sinyal o zamandaki miktar değerlerini verir.Bu nedenle Sinyal, zamanın bir işlevidir. Bu nedenle, asf (t) olarak ifade edilmiştir.Sinüzoidal sinyalin maksimum değeri de genlik (A) olarak adlandırılır.Burada w Sinyalin Açısal Frekansı olarak adlandırılır ve f, Sinyalin Frekansıdır.α ise Faz farkı olarak adlandırılır.

Frekans Hertz (Hz) cinsinden ölçülür. Saniyede gerçekleşen sinyalin döngü sayısını gösterir. Büyük ω veya büyük f değeri, sinyalin daha az zamanla daha fazla salınımı (yani pozitif değerlerden negatif değerlere) tamamladığını gösterir. Dolayısıyla, sinyal doğada daha da salınımdadır.

Sinüzoidal sinyalin sıfırdan başlaması gerekmez. Belirli bir süre sonra başlayabilir. Sinüzoidal Sinyalin başladığı süre, faz farkı yardımı ile belirtilir (∅). Radyan cinsinden ölçülür.

Periyodik sinyaller, belirli bir süre sonra modellerini tekrarlayan sinyallerdir.Döngünün tekrarlanmasından sonraki bu zaman Periyodik Sinyalin zaman periyodu (T) olarak adlandırılır. Sinyalin frekansı tersidir.

Formül = T = 1/f

Sinüzoidal sinyal periyodik bir sinyaldir, çünkü döngü, bilindiği üzere  bir dalga boyu’ndan sonra tekrarlanmaya devam eder.

Evimizdeki, ofislerdeki ve endüstrilerdeki tüm güç sinyalleri AC sinüzoidal sinyallerdir. Hindistan ve İngiliz ülkelerindeki frekans (f) 50 Hz’dir ve Amerikan ülkelerinde 60 Hz’dir.

Sinüzoidal Dalga Sinyali Neden Önemli?

Sinüzoidal sinyaller hem elektrik hem de elektronik mühendisliği alanlarında önemlidir.

Fourier Serileri Teorisine göre, herhangi bir sinyal (Periyodik Sinyal) sadece farklı sinüslerin sinüs ve kosinüs sinyalleri olarak yazılabilir. Bu nedenle karmaşık bir sinyal basit sinüs ve kosinüs sinyallerine ayrılabilir ve matematiksel analizler kolaylaşır. Bu nedenle elektrik ve elektronik analizde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ayrıca, transformatörlerde çıkış voltajı manyetik akı zaman türevidir. Manyetik akı, giriş geriliminin zaman türevidir.Ancak hem giriş hem de çıkışta aynı voltaj sinyalini istiyoruz.Bu koşulu karşılayan tek işlev sinüs ve kosinüs fonksiyonlarıdır.Sinüs sinyali sıfırdan başlayarak tercih edilir.Bu nedenle bugün dünyadaki güç sistemlerinin çoğu sinüzoidal AC voltaj kullanıyor. Tüm ev cihazları Sinüzoidal AC voltajında ​​da çalışır.

Sinüzoidal Dalga Formu Örneği 1  :

Sinüzoidal dalga formu  Vm = 169.8 sin (377t) volt olarak tanımlansın.Dalga formunun RMS voltajını hesaplayalım.Frekans ve anlık değer voltajı (Vi) 6 milisaniye sonra ;

Sinüzoidal dalga formunda verilen genel ifade ise ;

Formül = V(t) = Vm x sin (wt)

Burada artık maksimum voltaj değerinin 169.8 volt olduğunu dalga formu formüllerinden görebilirsiniz.

V(rms) = 0.707 x maksimum değer

V(rms) = 0.707 x 169.8 = 120 volt

Açısal hız (w) 377 rad/s olarak verilmiştir.Burada 2πf = 377 olduğu için , frekansı hesaplamak artık kolaydır  ;

Frekans  = f = 377 / 2π = 60 Hz’dir.

6ms sonraki anlık voltajı veren ifade ise ;

V(i) = Vm x sin (wt)

V(i) = 169.8 sin (377 x 0.006)

V(i) = 169.8 sin (2.262 radyan)

2.262 radyan x 57.3 derece = 129.6 derece olacaktır.

V(i)= 169.8 sin (129.6 derece ) = 169.8 x 0.771 = 130.8 volt peak olacaktır.

Not : 6ms için acısal hızın (rads) olarak verildiğini unutmayın.Eğer istenirse , bunu derece olarak eşdeğer bir açıya çevirebiliriz ve anlık voltaj değerini hesaplamak için bu değeri kullanabiliriz.

Anlık volt değerinin derece cinsinden açısı ise şu şekilde verilmektedir ;

Derece  = (180 derece / π) x radyan = > (180 derece / π) x 2.262 = 57.3 derece x 2.262 = 129.6 derece

SİNÜZOİDAL DALGA SİNYALİ NEDİR SONUÇ :

Bugünki yazımızda Sinüzoidal Dalga Sinyali Nedir adlı yazıyı sizlerle paylaştık.Sinüzoidal dalga sinyali anlamında genel mantık ve işleyiş konusunda umuyorum faydalı bir içerik olmuştur.Diğer bir temel elektronik serisi yazısında görüşmek üzere.

İyi Çalışmalar

Elektron Volt (eV) Nedir ?

ELEKTRON VOLT (eV) NEDİR ? 

Elektron volt nedir ? Elektron volt anlık güç etkisi nedir ? Elektron volt tanımı nedir ? Elektron volt enerjileri nedir ? Bu yazımızda Elektron Volt (eV) nedir adlı konuyu sizlerle paylaşıyoruz.Elektron volt ile ilgili matematiksel formül ve ifadeler dahil , elektron volt’a dair incelemelerimizi bu yazı içerisinde bulacaksınız.

Elektron Volt (eV) enerji birimi olarak kullanılmaktadır ve aşağıda bununla ilgili bilgileri bulacaksınız.

ELEKTRON VOLT (eV)

Elektron volt kavramı çok basittir.Beraber çok basitten başlayarak inceleyelim.Güç biriminin ‘watt’ olduğunu biliyoruz.

W = V x I

Burada ‘V’ voltaj ve ‘I’ ise akımdır.

Şimdiki hali ile aslında tam olarak bu işimize yaramaz ancak yükün transferi diyebiliriz.Burada , anlık güç etkisi ise  şu şekilde olurdu  ;

Formül  = w = v x i => w = v x (dq / dt)

Burada, q(t) t süresinde transfer olan yükün büyüklüğüdür.

Haydi beraber enerjinin gösterimini inceleyelim ;

Enerji (E) = ∫ w dt = ∫ v dq

Not : v hesaplamada basitlik için alınmış bir sabittir.

Formül = E = v x q

Burada , q  geçen x volt(v) coulomb yükünü ifade eder.

Enerji ifadesinden gerekli olan enerjiyi yazabilir ya da toplam voltajın (V) bir elektrik alanını Q coulomb yük (QV Coulomb-Volt yada joule) ile geçmesini ifade edebiliriz.

Şimdi bir elektron yükünün -1.6 x 10^-19 coulomb olduğunu biliyoruz ve toplam gerilimi 1 V olan bir elektrik alanını bu yükün geçtiğini düşünelim ki artık yapılacak toplam iş = elektrik yükü x 1 V olacaktır.

Formül = 1.6 x 10^-19 x 1 coulomb-volt = 1.6×10^-19 joule

Bu enerji miktarı elektron-volt denilen mikro bir enerji birimi olarak kabul edilmektedir.

Elektron Volt (eV) Tanımı :

Bir elektron-volt , bir elektronun potansiyel farkı 1 volt olan bir elektrik alana karşı yapılması için gerekli olan iş miktarına eşit olan joule cinsinden enerji birimidir.

Bu atomik ve elektronik seviyelerde farklı hesaplamalar için kullanılan çok küçük olan ya da mikro seviyede enerji birimidir.Materyallerdeki enerji seviyesi kavramı , elektron volt olan bu mikro enerji birimi ile ilgilidir.Sadece elektronların enerjisi değil , aynı zamanda ısı, ışık vb. her türlü enerji içinde kullanılmaktadır.

Diğer bir tanımla elektron volt ;

Atomik ve nükleer fizikte fizikte yaygın olarak kullanılan enerji birimidir.Elektron üzerindeki elektrik potansiyeli bir volt arttırıldığında bir elektronun (yüklü bir parçacık taşıma birimi olan elektronik yükü) elde ettiği enerjiye eşittir.

Elektron volt değeri 1.602 x 10^-12 erg ya da 1.602 x 10^-19 joule’dür.MeV kısaltması ise 106 (1,000,000) elektron voltu gösterir.GeV , 109 (1,000,000,000) ve TeV 1012 (1,000,000,000,000) ifade eder.

Elektron Volt Enerjileri  ;

Molekülün oda sıcaklığındaki termal enerjisi  = 0.04 eV

Görünür Işık Fotonları = 1.5 – 3.5 eV

NaCI molekülünün Na+ ve Cl iyonlarına ayrışması için gerekli enerji = 4.2 eV

Atomik hidrojenin iyonlaşma enerjisi = 13.6 eV

Renkli televizyon ekranı (CRT Ekran)’a elektron çarpmasının ortalama enerjisi = 20.000 eV

Medikal X-Ray fotonlarının yüksek enerjisi = 200.000 Ev (0.02 MeV)

Tipik nükleer ayrışma enerjileri  ;

Gama = 0-3 MeV

Beta = 0-3 MeV

Alfa = 2-10 MeV

Kozmik Ray Enerjileri = 1 MeV – 1000 TeV

Not : 1 MeV = 10^6 Ev , 1 GeV = 10^9 eV , 1 TeV = 10^12 Ev

ELEKTRON VOLT (eV) NEDİR SONUÇ : 

Bugünki yazımızda Elektron Volt Nedir adlı yazıyı sizlerle paylaştık.Temel elektronik yazı dizisine hızla devam ediyorken elektron volt ile ilgili bilgileride bu yazı içerisinde paylaşmış bulunmaktayız.Umuyorum faydalı bilgiler sağlayabiliyoruzdur.

İyi Çalışmalar

Elektrik Yükü Nedir ?

ELEKTRİK YÜKÜ NEDİR ?

Elektrik yükü nedir ? Elektrik yükü nasıl oluşur ? Coulomb nedir ? Bir elektrik yükünün değeri nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Elektrik Yükü Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.Temel elektronik serisine devam ettiğimiz bu yazı dizisinde tanımlamalarla beraber , matematiksel olarak ifadelere de yer vermeye çalışıyoruz.

Temel olarak atom kavramları ve elektrik kavramlarını da irdelediğimiz bu yazıda umuyorum faydalı bilgiler elde ederiz.

ELEKTRİK YÜKÜ 

Bu evrendeki her madde atomlardan oluşur.Atomlar elektriksel olarak nötrdür.Bunun nedeni, her bir atomun eşit sayıda proton ve elektrona sahip olmasıdır. Protonların pozitif yükü vardır. Bir atomda, protonlar elektriksel olarak nötronlar ile birlikte merkezi çekirdeğe otururlar.Protonlar çekirdeğe kuvvetle bağlanır. Böylece, protonlar normal bir süreçle çekirdekten ayrılamazlar.Her elektron, atomdaki kesin yörüngede nükleus etrafında döner.Elektronlar negatif yüklüdür.Bir elektronun elektrik yükünün miktarı, bir protonunkine tamamen eşittir, ancak doğada tam tersidir.Elektronlar negatiftir ve protonlar pozitiftir.Dolayısıyla, maddenin bir kısmı elektriksel olarak nötrdür, çünkü elektriksel olarak nötr atomlardan oluşur.

Elektronlar da atomların içerisinde sınırlıdır ama hepsi sınırlı değildir.Çekirdeklerden en uzak olan elektronların bir kısmı, herhangi bir yolla çekirdekten ayrılabilir.Bir cismin nötr atomlarının bu ayrılabilir elektronlarından bazıları çıkarılırsa, burada bir elektron açığa çıkar.Sonra, ayrılabilir elektronların bir kısmının nötr gövdeden çıkarılmasıyla, gövdede ki toplam proton sayısı, gövdede ki toplam elektron sayısından daha fazla olur.Sonuç olarak, gövde pozitif olarak yüklenecektir.

Gövde sadece elektronları açığa çıkaramaz, aynı zamanda dışarıdan sağlanan bazı ekstra elektronları da emebilir.Bu durumda, gövde negatif yüklü hale gelir.

Yani, bir madde kütlesindeki açığın veya fazla elektronun elektrik yükü denir.

Bir elektronun yükü çok küçüktür ve formül olarak (-1.6 x 10 ^-19 Coulomb)’a eşittir. Böylece, toplam (1/1.6 x 10^19 ya da 6.28 x 10^19) elektron , 1 Coulomb’un elektrik yüküne sahiptir.Yani, bir gövde (6.28 x 10^19)’dan fazla elektrona sahipse, vücut 1 coulomb negatif elektrik yük sayısına eşit olacaktır ve diğer bir şekilde de gövde 1 coulomb pozitif elektrik yüklü olacaktır.Diğer yandan, bir gövde (6.28 x 10^19)’dan fazla elektron sayısına sahipse, gövde 1 coulomb negatif elektrik yüklü olacaktır.

Yüklü gövde statik elektrik örneğidir.Bunun nedeni, elektrik yükünün gövdede sınırlı olmasıdır.Gövde üzerinde yük hareket halinde değildir.

Fakat elektrik yükü harekete geçtiğinde elektrik akımına neden olur.Elektrik yükü çalışma potansiyeline sahiptir. Bunun anlamı, ya yükün karşıt doğasını çekme ya da aynı yük doğasını geri çekme potansiyeline sahiptir. Bir yük, elektronları ve protonları ayırmanın sonucudur.

Elektrik yükleri genel olarak iki çeşitdedir ; pozitif ve negatif.Yükleri aynı olan ve fazla olan iki nesne birbirine yakın olduğunda , birbirlerine itme kuvveti uygularlar.Eğer biri pozitif negatif yüklü , diğeri ise pozitif yüklü ise bu durumda birbirlerini çekerler.

Maddenin temeli ya da atom altı parçacıklarının çoğu elektrik yüküne sahiptir.Örnek olarak ; elektronlar negatif yüke ve protonlarda pozitif yüke sahiptir.Nötronlar ise , nötr yani yüksüzdürler.

Deney yolu ile ölçüldüğünde her elektronun negatif olan yükü aynı büyüklüğe sahiptir.Bu nedenle yük , bir elektronun ya da protonun temel bir fiziksel sabitinin yüküne eşit olarak bulunur.

Milikan yağ-damlası deneyinde doğal bir elektrik yükü birimi olarak elektronun doğrudan  ölçümü yapılmıştır (1909).Maddenin atomları elektriksel olarak nötr’dür çünkü çekirdekleri çevreleyen elektronlar olduğu için genel olarak aynı sayıda proton içermektedirler.

Elektrik akımı ve yüklü nesneler , bazı negatif atom yüklerinin ayrılmasını isterler.Metal tellerdeki akım , her bir veya iki atomun gevşek bir şekilde bağlı olan elektronun kaymasından meydana gelir.Örnek olarak ; ipek bir bez ile pozitif yüklü bir cam çubuğun sürtünmesi ile yüzey tabakasındaki bazı atomlar , çekirdeklerin geçirgen olmayan protonları nedeniyle pozitif bir yük bırakarak elektron kaybetmişlerdir.Burada , negatif yüklü bir nesnenin yüzeyinde daha fazla elektron vardır.

ELEKTRİK YÜKÜ NEDİR SONUÇ : 

Bugünki yazımızda Elektrik Yükü Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Temel olarak elektrik yükünün ne olduğunu , matematiksel olarak neye eşit olduğunu ve nasıl oluştuğunu irdeledik.Temel elektronik serisine hızla devam  ediyoruz.

İyi Çalışmalar

Elektriksel Güç Nedir ?

ELEKTRİKSEL GÜÇ NEDİR 

Elektriksel güç nedir ? Pasif işaret metodu nedir ? Güç derecelendirmesi nedir ? Direnç güç değerleri nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız bu yazımızda Elektriksel Güç Nedir adlı yazımız ile temel elektronik serisine devam ediyoruz.

Elektriksel güç ile gerilim , akım gibi temel bilgileri de irdeleyeceğiz.Güç kayıpları gibi kavramlara beraber bakacağız.

ELEKTRİKSEL GÜÇ

Gerilim ve akım bir elektrik devresinin iki temel parametresidir.Ancak, sadece bir elektrik devresi elemanının davranışı ifade etmek için gerilim ve akım yeterli değildir.Esas olarak bilmemiz gereken, ne kadar elektrik gücü ile, bir devre elemanı kullanabilir , çalıştırabiliriz.Burada 60 watt’lık bir elektrik lambasının 100 watt’lık bir elektrik lambasından daha az ışık verdiğini biliyoruz.Elektrik tüketimi için elektrik faturası ödediğimiz zaman, belli bir süre için elektrik gücü taleplerini ödüyoruz.Bu nedenle, bir elektrik devresini veya şebekeyi analiz etmek için elektrik gücü hesaplaması oldukça önemlidir.

Not : Güç, bir elektrik elemanı tarafından sağlanan veya tüketilen enerjinin zamana göre oranıdır.

Bir eleman dt saniyede bir dw joule enerjisini beslediğini ya da tükettiğini varsayalım.Artık elementin gücünü şu şekilde ifade edebiliriz ;

Formül = p = dw/dt

Bu denklem de şu şekilde yeniden yazılabilir:

Formül = p = dw / dt = (dw / dq) x (dq / dt) = v x ı

Burada ; dw/dq  voltaj(v)’ı simgeler ve dq/dt ise akım(ı) simgeler.

Bu nedenle, denklemdeki voltaj ve akım ifadesi anlıktır ve aynı zamanda güç de anlıktır.Belirtilen güç zamanla değişkendir.

Formül = p = v x ı

Bu nedenle, bir devre elemanının gücü, eleman boyunca voltajın ve bunun içinden geçen akımın sonucudur.

Daha önce de söylediğimiz gibi, bir devre elemanının gücü emebileceği ve ya verebileceği belirtilmiştir.Güç’ün ifadesine olumlu bir işaret (+) koyarak güç emilimini temsil ediyoruz.Aynı şekilde, devre elemanı tarafından verilen gücü temsil ettiğimizde negatif bir işaret (-) koyarız.

Pasif İşaret Metodu

Akım yönü, voltaj polaritesi ve devre elemanının gücü işareti arasında basit bir ilişki vardır. Bu basit ilişkiyi pasif işaret metodu olarak adlandırıyoruz. Akım, bir elemanın pozitif voltaj polaritesi terminali üzerinden girdiğinde, voltaj ve akımın ürünü öncesinde pozitif bir işaret (+) koyarız.Bu, elemanın elektrik devresinden aldığı gücü emdiği veya tüketiyor olduğu anlamına gelir. Diğer taraftan, elemanın içinden geçen akım, pozitif voltaj kutupluluğundan çıktığı zaman, voltaj ve akımın ürününden önce negatif bir işaret (-) koyarız. Bu, elemanın elektrik devresine güç sağlaması veya beslemesi anlamına gelir.

İki devre terminaline bağlı bir direnç alalım Direnç,  beklenildiği  gibi düşmüş voltaj(v) voltunun pozitif tarafı olsa da, dirençte akım olarak amper olarak girdiği için vi watt gücü tükettiği gözlemlenir.

İki devre terminaline bağlı bir bataryayı alalım. Pil, beklenildiği gibi pozitif kutupluluk terminali üzerinden v volt piline giren akım olarak vi watt gücü sağlar.

Güç Derecelendirmesi

Tüm elektronik bileşenler, bir türden diğerine enerji aktarır.İstenen bazı enerji transferlerine örnek olarak;  Işık yayan LED’ler,dönen motorlar ya da şarj olan piller örnek verilebilir.Diğer enerji transferleri istenmeyen, ancak aynı zamanda kaçınılmazdır. Bu istenmeyen enerji transferleri genellikle ısı şeklinde ortaya çıkan güç kayıplarıdır.Çok fazla güç kaybı ise bir bileşen üzerinde çok fazla ısıya sebep olabilir ki bu durumda çok istenmeyen bir durumdur.

Enerji transferleri bir bileşenin ana hedefi olsa bile, diğer enerji formlarında hala kayıplar olacaktır. Örneğin, LED’ler ve motorlar, diğer enerji transferlerinin bir yan ürünü olarak hala ısı üreteceklerdir.

Çoğu bileşen, dağıtabilecekleri maksimum güç için bir dereceye sahiptir ve bunların bu değer altında çalışmasını sağlamak önemlidir.

Direnç Güç Değerleri

Dirençler, güç kaybının yaşandığı birtakım kötü örneklerden bazılarıdır.Bir direnç boyunca voltajı düşürdüğünüzde, aynı zamanda akım akışını da tetikleyeceksiniz.Daha fazla voltaj, daha fazla akım demektir, daha fazla güç demektir.

Bir hesaplama örneğine beraber bakalım; 9V’nin 10Ω direnç boyunca düştüğü durumda, bu direncin 8.1W’yi dağıtacağını gördük. 8.1, çoğu direnç için birçok watt’tır.Dirençlerin çoğu ⅛W (0.125W) ila ½W (0.5W) arasında bir değere sahiptir.Standart bir 0.5W rezistans boyunca 8W düşürürseniz, bir yangın söndürücü hazırlamanızı tavsiye ederim.

Büyük güç düşüşlerini engellemek için dirençler vardır.Bunlar özellikle güç dirençleri olarak adlandırılır.

Kendinizi bir direnç değeri seçerken bulursanız , aynı zamanda güç derecesini de göz önünde bulundurun.Ve amacınız bir şeyleri ısıtmak değilse (ısıtma elemanları temel olarak gerçekten çok güçlü dirençlerdir), bir dirençteki güç kaybını en aza indirmeye çalışın.

ELEKTRİKSEL GÜÇ NEDİR SONUÇ  :

Bugünki yazımızda Elektriksel Güç Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Elektriksel güç ve alt terimlerine inerek bu konuyu ifade etmeye çalıştık.Temel elektronik serisi adına umuyorum faydalı bir yazı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Elektrik Enerjisi Formül Birimleri Nedir ?

ELEKTRİK ENERJİSİ FORMÜL BİRİMLERİ

Elektrik enerjisi nedir ? Elektrik enerjisi formül birimleri nedir ? Elektrik enerjisi birimi nedir ? Elektrik enerjisi tanımı nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız bu yazımızda Elektrik Enerjisi Formül Birimleri ile ilgili incelememizi sizlerle paylaşıyoruz.

Elektrik enerjisini , tanımını ve birimlerini anlamak bizlere temel elektroniği anlamak adına fayda sağlayacaktır.

ELEKTRİK ENERJİSİ

Elektrik Enerjisi Nedir?

Elektrik enerjisinin ne olduğunu açıklamadan önce, bir elektrik alanındaki iki nokta arasındaki potansiyel farkı incelemeye çalışalım.

A Noktası < – – – – – – – — – – – V volt – – – – – – – – – – > B noktası

Bir elektrikteki A noktası ve B noktası arasındaki potansiyel farkı v volt olarak düşünelim.

A noktası |O = 1 Coulomb| <  – – – – – – – – – – – – – V volt – – – – – – – – – – > B noktası

Potansiyel farkın tanımına göre, eğer bir-coulomb pozitif yükü  bir madde yani  bir pozitif birim elektrik yükü sahip olan madde, A noktasından B noktasına ilerlerse, V joule  kadar iş yapar.

A noktası |O = 1 Coulomb| <  – – – – – – – – – – – – – V volt – – – – – – – – – – > B noktası

Şimdi, bir coulomb şarjı yerine, q coulomb yükü, A noktasından B noktasına hareket ederse, v x q joule kadar iş yapılmış olacaktır.

Q coulomb yükünün A noktasından B noktasına gitmesi için geçen süre t saniyeyse, o zaman yapılan işin oranını şu şekilde yazabiliriz.

Formül = v  x  (q / t)

Yine, saniyede yapılan işi güç olarak tanımlarız. Bu durumda, formül ;

Formül = v x (q / t) elektrik gücü olurdu. Diferansiyel formda yazmak istersek bu formülü , Elektrik gücü  ;

Formül = v x (dq / dt) watt’tır.

Watt, güç birimidir.

Şimdi, eğer A ve B arasına bir iletken yerleştirirsek ve buradan elektriksel yük miktarı (coulomb) oaln bir yük geçirirsek  ,  birim zamandaki (saniye) iletken kesitinin içinden geçen yük formülü  ;

Formül = dq / dt ‘dir.

Neredeyse sonuç anlamında çok küçük , hiçbirşeydir ancak iletken üzerinden bir ‘i’ elektrik akımı geçirirsek ; formülü şu şekilde olacaktır.

Formül  = p = vi watt olacaktır

Bu akım iletkenden bir süre t akarsa, yükün yaptığı toplam işin  ne kadar olduğunu söyleyebiliriz.

Formül = e = vi x t  joule olacaktır.

Bunu elektrik enerjisi olarak tanımlarız. Yani şu şekilde söyleyebiliriz ;

Elektrik enerjisi tanımı

Elektrik enerjisi, elektrik yüküyle yapılan iştir. Akım ‘i’ amper, bir iletkenden ya da potansiyel gerilim ‘v’ volt olan diğer herhangi bir iletken eleman üzerinden akarsa, t saniye için, elektrik enerjisi,

Formül = e = vi x t joule’dür.

Elektrik Enerjisi Formülü

Elektrik gücünün ifadesini şu şekilde yazabiliriz ;

Formül = p = vi x t watt

Elektrik enerjisi ise ;

Formül = e = vi x t joule olacaktır.

Elektrik Enerjisi Birimi

Temel olarak, elektrik enerjisinin birimin joule olduğunu söyleyebiliriz.Bu  ise 1 watt x  birsaniyeye eşittir. Ticari olarak, watt-saat, kilowatt saat, megawatt saatleri gibi diğer elektrik enerjisi ünitelerini de kullanıyoruz.

Watt Saatleri

1 saat süre ile bir watt güç tüketilirse, tüketilen enerji bir watt-saattir diyebiliriz.

BOT Ünitesi veya Ticaret Birimi veya Kwh

Pratik olarak , ticari birim olarak elektrik enerjisinde kilowatt saat kullanılmaktadır.Temel ticari birim olarak ise watt-saat ve bir kilowatt saat 1000 watt saate eşittir.Elektrik tedarik şirketleri, tüketicilerinden kilowatt saat birim başına elektrik enerjisi alırlar. Bu kilovat saat, BOT birimi olan ticaret birimi anlamındadır.

ELEKTRİK ENERJİSİ FORMÜL BİRİMLERİ NEDİR SONUÇ : 

Bugünki yazımızda Elektrik Enerjisi Formül Birimleri nedir adlı yazıyı sizlerle paylaştık.Bu yazı içerisinde elektrik birimleri , tanımı anlamında ilgili bilgileri bulabilir ve temel elektronik adına bu seride kendinize birçok şey katabilirsiniz ki umuyorum bu şekilde olmaya devam ediyordur.

İyi Çalışmalar

Gerilim – Elektriksel Potansiyel Fark Nedir ?

GERİLİM & ELEKTRİKSEL POTANSİYEL FARK NEDİR ? 

Gerilim nedir ? Elektrik potansiyel farkı nedir ? Potansiyel fark nedir ? Gerilim teorisi nedir ? Voltaj tanımı nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Gerilim – Elektrik Potansiyel Fark Nedir adlı yazı ile sizlerleyiz.Temel elektronik yazı dizisinin 5. yazısı olan bu yazı ile elektroniğin temellerini inşa etmeye devam ediyoruz.

Burada gerilim teorisi , elektrik potansiyel farkı , voltaj tanımı , gerilimin tanımı gibi detaylara birlikte bakalım.

GERİLİM & ELEKTRİKSEL POTANSİYEL FARK 

Gerilim veya elektrik potansiyel farkını anlamadan önce, yüklü bir parçacığın bir biçimli statik elektrik alanında nasıl hareket ettiğini araştırmamız gerekir.

Gerilim teorisi

Bir bataryaya bağlı iki paralel plakı düşünelim.Üst plaka bir akünün artı kutbuna bağlanır. Bu nedenle, bu plaka pozitif olarak yüklenir ve alt plaka pilin negatif terminaline bağlanır ve dolayısıyla bu alt plaka negatif yüklenir.

Bu plakalar aralarında, her iki plakanın yüzey yükü yoğunluğu ile orantılı olan bir statik elektrik alan üretir, bu durumda üst plakanın yüzey yükü yoğunluğu σ olur.Bu durumda alt plakanın yüzey yükü yoğunluğu – σ olacaktır.Tek pozitif plaka tarafından üretilen elektrik alanı, yüzey yük yoğunluğu, levhalar arasındaki boşluğun iki katı geçirgenliği ile bölünür.

Formül = (σ / 2ԑ0)

Benzer olarak yalnızca negatif plaka üzerinde oluşan statik elektrik alan ise ;

Formül = – (σ / 2ԑ0)

Bu nedenle plakalar arasında oluşan elektrik alan

Formül = (σ / ԑ0)

Şimdi bu elektrik alanına pozitif yüklü bir parçacık girelim. Parçacık q  coulomb şarjı varsa, o parçacık üzerine uygulanan elektrostatik kuvvet olacaktır.

Formül = (Fe = q.E)

E elektrik alan vektörüdür ve tek biçimli olan elektrik alanı için sabittir.

Şimdi parçacığın hızlanmasına bakalım ;

Formül =  (Fe / m = (q / m) x E)

Burada, m parçacık kütlesidir.

Bu nedenle herhangi bir t anında parçacığın hızı şöyle yazılabilir:

Formül = V (t) = Vo + ∫(q / m) E dt

Burada Vo, tek biçimli elektrik alanına girişteki partikülün başlangıç ​​hızıdır.

Formül = V(t) = Vo + (q / m) Et

Yani, parçacığın herhangi bir anında pozisyonu şöyle yazılabilir:

Formül = p(t) = po + ∫ V (t) dt

Burada, po partikülün başlangıçta tek biçimdeki elektrik alanına girişinin ilk pozisyonudur.

Formül =  p(t) = po + ∫{vo + (q/m) Et} dt => p(t) = po + Vo x t + (q/2m) x E x t^2

Yol bir parabolün işlevidir.Dolayısıyla, bir şarjlı parçacığın tekdüze bir elektrik alanındaki hareketinin bir parabolik yolda mermi hareketi olduğu fonksiyonundan tahmin edilebilir.

Elektrik Potansiyel Farkı ve Voltaj Tanımı

Uzayda statik elektrik alanını karakterize etmek için elektrik alan vektörünü kullanabiliriz.Yüklü parçacıkların bir elektrik alanı içindeki hareketini gözlemleyerek, o alanın kesin özelliklerini tahmin edebiliriz.Alan yeterince güçlü ise, parabolik bir yolda yüklü bir parçacığın sapması daha keskin olacaktır ve alan zayıfsa, sapma daha azdır.Fakat bir elektrik alanının şiddetini ölçmenin pratik yolu bu değildir. Bir elektrik alanını karakterize etmek ve ölçmek çok daha kolay olan başka bir fiziksel miktardır ve bu miktar elektrik potansiyeli farkı olarak bilinir.

Elektriksel alanda bir konumun elektriksel potansiyeli V(t), elektriksel potansiyel enerjinin gerektirdiği  yükün (q) bir parçacığını yerleştirmek için gerekli olması, parçacığın (q) yükünün bir ürünü ve pozisyon V(t)’nin  potansiyeli olacaktır.

Bu potansiyel enerji U (t) = q x V (t)’dir.

Elektriksel potansiyelin SI birimi, İtalyan fizikçi Alessandro Volta (1745 – 1827) adından gelmektedir ve  Volt’tur.

Voltmetre iki nokta arasındaki potansiyel farkı ölçmek için kullanılır.

Potansiyel ve voltaj konusunda bir yanlış anlama var.Birçoğumuz her ikisinin de aynı olduğunu düşünüyoruz. Ancak voltaj tam olarak potansiyel değildir.İki noktanın elektrik potansiyel farkının ölçüsüdür.

Elektrik Potansiyel ve Elektrik Alan Vektör

Elektrik potansiyeli ve elektrik alan vektörü, her ikisi de elektrik alanının boşluğu olan aynı şeyi karakterize eder. Hem elektrik potansiyeli hem de elektrik alan vektörü bir elektrik alanını tanımladığından, ilişkilidir.

Formül =  dV = – E x ds

Burada dV, d ile mesafeli olan iki nokta arasındaki potansiyel farktır ve elektrik alan vektörü E’dir.

Potansiyel Farkın veya Gerilimin Tanımı

Voltaj teorisinin yukarıdaki kısmını anladıktan sonra, potansiyel farkın bir tanımını ve voltaj tanımını birkaç kelimede oluşturabiliriz. Voltaj, iki nokta arasındaki birim yük başına elektrik potansiyel enerjisindeki farktır.Gerilim, bir ünite yükünün iki nokta arasında hareket etmesi, statik bir elektrik alanına karşı yapılması gereken iştir.Elektrik potansiyel farkının bir ölçüsü olan bir voltaj, kapalı bir devrede akan elektrik akımının sebebidir.

GERİLİM & ELEKTRİKSEL POTANSİYEL FARK NEDİR SONUÇ : 

Bugünki yazımızda Gerilim & Elektriksel potansiyel fark nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Temel elektronik yazı dizisine hızla devam ederken konular anlamında umuyorum faydalı bir yazı dizisi oluyordur.Yine voltaj , gerilim , potansiyel fark gibi genel tanımları öğrenmek adına güzel bir başlangıç olduğu kanısındayım.

İyi Çalışmalar

Elektrik Potansiyeli Nedir ?

ELEKTRİK POTANSİYELİ NEDİR ? 

Elektrik alan nedir ? Elektrik potansiyeli nedir ? Elektrik potansiyeli birimi nedir ? Point charge nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Elektrik Potansiyeli Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.Temel elektronik serisinin 4. yazısı olan bu yazı ile elektroniğin temeline dair birtakım bilgileri öğrenmeye devam ediyoruz.

Elektrik potansiyeli de bu temelde önemli bir yer tutmaktadır.İsterseniz hızlıca konumuza giriş yapalım.

ELEKTRİK POTANSİYELİ

Elektrik alanındaki bir noktadaki elektrik potansiyeli, bir üniteyi pozitif elektrik yükünün sonsuza kadar o noktaya getirmesi için yapılacak iş miktarı olarak tanımlanır.

Benzer şekilde, iki nokta arasındaki potansiyel fark, bir birimden pozitif yükün bir noktadan bir başka noktaya getirilmesi için yapılması gereken iş olarak tanımlanmaktadır.

Bir vücut şarj edildiğinde, zıt yüklü bir cismi çekebilir ve benzer bir şarjlı gövdeyi geri çekebilir. Yani, yüklü bedenin iş yapma yeteneği vardır.Şarjlı bir bedenin iş yapabilmesi, o bedenin elektrik potansiyeli olarak tanımlanır.

Elektriğe bağlı iki gövde bir iletken tarafından bağlanırsa, elektronlar daha düşük potansiyel gövdeden daha yüksek potansiyel cisme akmaya başlar, yani akımın daha yüksek potansiyel gövdeden gövdenin potansiyel farkına ve iletkenin bağlanma direncine bağlı olarak potansiyel vücuttan daha düşük akmaya başlar.

Dolayısıyla, bir cismin elektrik potansiyeli, başka bir cihaza elektrik yükünden mi alınacağını veya verilip verilmeyeceğini belirleyen şarj edilmiş durumudur.

Elektrik potansiyeli, elektriksel seviye olarak derecelendirilir ve bu iki seviyenin farkı, aralarında akımın akmasına neden olur. Bu seviye referans sıfır seviyesinden ölçülmelidir. Toprak potansiyeli sıfır seviyesi olarak alınır. Dünya potansiyelinin üzerindeki elektrik potansiyeli pozitif potansiyel olarak kabul edilir ve toprak potansiyelinin altındaki elektrik potansiyeli negatiftir.

Elektrik potansiyeli birimi volttur. Birim yükü bir noktadan diğerine getirmek için, bir joule işi yapıldığında, noktalar arasındaki potansiyel farkın bir volt olduğu söylenir.

Yani şu ifadeleri söyleyebiliriz ;

Volt = Joule / coulomb

Eğer bir nokta 5 volt elektrik potansiyeline sahipse, o zaman bir coulomb yükünü bu noktaya getirmeyi söyleyebiliriz, 5 joule işin yapılması gerekir.

Bir nokta 5 volt potansiyele sahipse ve başka bir nokta 8 volt potansiyele sahipse, bir coulomb’u birinci noktadan saniyeye taşımak için 8 – 5 yani 3 joule çalışır.

Point Charge nedeniyle bir noktada ki potansiyel

Uzayda pozitif bir yük + Q alalım. Söz konusu yükü + Q’dan bir mesafede x bir nokta hayal edelim. Şimdi bu noktaya bir birim pozitif yük koyarız.Coulomb yasasına göre, birim pozitif yük bir güçle karşılaşacak,

F = Q / (4π)(e0)(er)(x^2)

Şimdi, bu birimi pozitif yükü, Q yüküne doğru küçük bir mesafe dx ile hareket ettirelim.

Bu hareket sırasında sahaya karşı yapılan iş,

dw = -F x dx = -(Q / (4π)(e0)(er)(x^2)

Yani, pozitif birim yükü sonsuzdan x mesafesine getirmek için yapılacak toplam iş,

Toplam iş = (Q / (4π)(e0)(er)(x))

Tanım gereği, bu, yükün Q + şarjı nedeniyle elektrik potansiyelidir. Yani, şu şekilde ifade edebiliriz ;

V = Q / (4π)(e0)(er)(x)

İki Nokta Arasındaki Potansiyel Fark

D1 ve d2 mesafelerinde ki iki noktaya bir + Q yükü üzerinden bakalım.

Elektrik potansiyelini d1 metreden uzakta + Q’dan itibaren ifade edebiliriz.

Vd1 = Q / (4π)(e0)(er)(d1)

Elektrik potansiyelini d2 metreden uzakta + Q’dan itibaren ifade edebiliriz.

Vd2 = Q / (4π)(e0)(er)(d2)

Böylece, bu iki nokta arasındaki potansiyel fark ;

Vd1 – Vd2 = (Q / (4π)(e0)(er)) x [(1/d1) – (1/d2)]’dir.

ELEKTRİK POTANSİYELİ NEDİR SONUÇ : 

Bugünki yazımızda Elektrik Potansiyeli nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Potansiyel fark gibi konuları ve formüllerinide irdeleme fırsatı bulduk.Umuyorum temel elektronik serisi faydalı bir yazı dizisi olmaktadır.

İyi Çalışmalar

Elektrik Akımı ve Elektriğin Teorisi – Isıtma ve Manyetik Etkisi

ELEKTRİK AKIMI & ELEKTRİĞİN TEORİSİ NEDİR

Elektrik akımı nedir ? Elektrik akımının tanımı nedir ? Elektriğin teorisi nedir ? Isıtma ve manyetik etki nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Elektrik Akımı ve Elektroniğin teorisi adlı yazımızla sizlerleyiz.Bu yazı içerisinde geniş bir inceleme ile karşılaşacak olup temel elektronik anlamında geniş bir bilgi birikimi elde edeceksiniz.

ELEKTRİK AKIMI – ELEKTRİĞİN TEORİSİ

Elektrik Akımı Nedir?

Elektrik akımı, zamanla ilgili olarak iletken bir ortamdan elektrik yükünün akış hızından başka bir şey değildir.Bir iletkenden belirli bir yöne serbest elektronların sürüklenmesinden kaynaklanır. Hepimizin bildiği gibi, elektriksel değişim ölçü birimi Coulomb’dur ve zaman birimi saniyedir, akım ölçüm birimi saniyede coulomb’dur ve bu  birim ünlü Fransız bilim adamı André-Marie Ampere’den sonra Ampere ismini almıştır.

Eğer toplam Q Coulomb şarjı, bir iletkenden t zamanına kadar geçerse, o zaman I = Q / t coulomb olacaktır.

Daha iyi anlaşılması için, bir örnek verelim, toplam 100 coulombs şarjın 50 saniye içinde bir iletken yoluyla aktarıldığını varsayalım.Burada Akım nedir ?

Akım, herhangi bir zamana göre enerjinin aktarıldığı orandan başka bir şey olmadığından, bunun için gereken zamana aktarılan toplam yükün oranı olacaktır.

İşte burada ;

I = 100 coulomb / 50 sn => 2 Amper olacaktır.

Amper, Sl birimidir.

Elektrik Akımının Tanımı

Bir iletken üzerinde potansiyel bir fark uygulanırken, elektrik yükü içinden akar ve elektrik akımı, birim zaman boyunca iletken boyunca akan elektrik yükünün miktarının ölçüsüdür.

Elektrik Teorisi

Bir atomda eşit sayıda elektron ve proton vardır.Bu nedenle, atom genel olarak nötrdür. Merkezi nucleus üzerindeki protonlar pozitif yüklü olduğu için ve çekirdeğin etrafında dönen elektronlar, negatiftir, elektronlar ve protonlar arasında bir çekim kuvveti olacaktır.Bir atomda çeşitli elektronlar kendilerini çekirdekten farklı mesafelerde bulunan farklı yörüngeli kabuklara yerleştirirler.

Kuvvet, çekirdeğe yakın olan elektronlara, atomun dış kabuğunda bulunan elektronlara göre daha çok etki eder.Bu gevşek bağlanmış elektronların bir veya daha fazlası atomdan ayrılabilir. Elektron eksikliği olan atomlara iyon denir. Elektron eksikliğinden dolayı, proton sayısına kıyasla, söz konusu iyon pozitif olarak yüklenir. Bu nedenle, bu iyon pozitif iyon ve pozitif elektrik yükü nedeniyle ifade edilir ki bu iyon dışarıdan diğer elektronları çekebilir. Daha önce başka bir atomdan ayrılmış elektron, bu iyonun dış kabuğunu işgal edebilir ve dolayısıyla bu iyon tekrar nötr atom olur.

Atomdan atoma rastgele hareket eden elektronlara serbest seçim yapan denir.Bir iletkene bir voltaj uygulandığında, elektrik alanın varlığı nedeniyle, serbest elektronlar voltaj ve elektrik alanı yönüne göre belirli bir yöne doğru sürüklenmeye başlar. Bu olay iletkende akıma neden olur.Elektronların hareketi, negatif yükün hareketi anlamına gelir ve bu yük aktarımının zamana göre oranı, akım olarak bilinir.

Bir elektrondaki negatif elektrik yükünün miktarı 1.602 × 10-19 Coulomb’dur. Bu nedenle, bir coulomb negatif elektrik yükü 1 / 1.602 × 10^-19 = 6.24 × 1018 elektron sayısından oluşur.Bu nedenle, elektronun belirli bir yöne doğru kayması sırasında, 6.24 × 10 18 elektron sayısı, iletkenin belirli bir enine kesitini geçerse, bir saniyede akımın bir amper olduğu söylenir. Zaten akım ünitesini görmüştük. (amper=  coulomb / second)

Akımın Ölçülmesi

Akım ölçümünün en yaygın yöntemi, ölçülecek akımın bulunduğu bir ampermetreyi seri olarak bağlamaktır.Çünkü , devre boyunca akan tüm akım da ampermetre boyunca akmalıdır. Bir ampermetrenin ideal iç direnci veya empedansı sıfırdır. Bu nedenle, ideal olarak devrede bağlı ampermetre boyunca voltaj düşüşü yoktur. Bir konvansiyonel analog ampermetre bir akım bobininden oluşur. Akım bu bobinden aktığı zaman, içinden akan akım miktarına bağlı olarak pozisyonundan sapar. Bobin tertibatına bir işaretçi bağlanmıştır; Bu nedenle, ampermetrenin kadranındaki mevcut okumayı gösterir. Alternatif akımı ölçmek için, normal ampermetre yerine metre veya tong test cihazında klips kullanılabilir. Bu ampermetrede, bir akım transformatör göbeği, canlı akım taşıma iletkenine kolayca klipslenebilen metreye bağlanır. Bu düzenlemeden ötürü, devrede akım, CT’nin ikinciliğine dönüşür ve bu ikincil akım, daha sonra, konvansiyonel ampermetreden farklı olarak akımın sürekliliğini bozmadan, metre üzerindeki klape üzerinde ölçülür.

Akım vs Elektron Akımının Geleneksel Akışı

İlk günlerde, akımın, pozitif yük akışının ve dolayısıyla akımın her zaman akünün artı kutbundan çıktığı, dış devreden geçtiği ve akünün eksi kutbuna girdiği düşünülmüştür.Buna geleneksel akım akışı denir. Bu anlayış temelinde, tüm elektrik, formül ve sembol teorileri geliştirilmiştir. Maddenin atomik doğasını geliştirdikten sonra, bir iletkendeki gerçek akım nedeninin serbest elektronların ve elektronların hareketinin negatif bir değişimden kaynaklandığını anladık. Negatif yük nedeniyle, elektronlar negatif terminalden harici devre üzerinden akünün artı kutbuna hareket eder.Dolayısıyla , normal akım akışı daima elektron akışının ters yönünde.Ancak, daha önce keşfedilmiş olan tüm kuralları, kuralları, kuramları ve formülleri, iletkendeki elektronların akış yönüne göre değiştirmek imkansızdı.Böylece geleneksel akım akışı kavramı benimsenmiştir. Gerçek elektron akışı sadece belirli etkileri açıklamak gerektiğinde kullanılır (diyotlar ve transistörler gibi yarı iletken cihazlarda olduğu gibi). Temel elektrik devrelerini ve cihazlarını göz önüne aldığımızda, geleneksel akım akışını kullanırız, yani, pozitif terminalden negatif terminale devrenin etrafında akan akım.

Akım Türleri

Sadece iki tip elektrik akımı, doğru akım ve alternatif akım vardır.

Bunları sırasıyla DC ve AC olarak kısaltıyoruz. DC’den önce AC kavramı geliştirildi.Fakat AC elektrik üretimde en popüler yolu haline geldi çünkü AC akım iletilir ve dağıtılır.Doğru akımın yönü tek yönlüdür, bu akımın akma sırasında yönünü değiştirmediği anlamına gelir.Günlük yaşamımızda en yaygın DC örnekleri, her türlü akü sisteminden aldığımız akımdır.Ancak en yaygın elektrik akımı türü alternatif akım veya AC’dir. AC’nin üretime, iletime ve dağıtmaya yönelik olarak DC’ye göre bazı avantajları vardır ve bu nedenle elektrik tedarik şirketlerinden aldığımız akımın normalde alternatif akım olduğunu görürüz.

Alternatif akım

Akışı tek yönlü olmayan akım dahası bir frekansta dönüşümlü olarak, alternatif akım olarak adlandırılır.Başka bir deyişle, akımın yönü sürekli olarak ileriye doğru geriye ve sonra da ileriye doğru geriye doğru değişir. Bu yönün sayısı, bu yönden ileriye doğru veya geriye doğru, saniyede ileriye doğru değişir, akımın frekansı olarak adlandırılır.Alternatörde üretilen akım daima alternatif bir akımdır. Alternatif bir akımın dalga şeklinin şekli genellikle sinüsoidaldir.Ancak kare, üçgen ve diğer dalga formları da akımlara katılabiliyor.

Alternatif Akımın Yaygın Yönü

Doğru akım olarak, alternatif akım ok ile gösterilir.Bir AC, hem ileriye hem de geriye doğru akış yönüne sahiptir. Ok başı daima akımın ileri yönünü gösterir. Farklı bir bakış açısında, akım pozitif bir valfe sahip olduğunda, akım yönü referans ok ile aynıdır ve akım negatif değer aldığında; onun yönü, referans okun tam tersidir.

Elektrik Akımının Etkileri

Isıtma etkisi ve manyetik etki gibi, akımın iki etkisi vardır. Günlük hayatımızda gördüğümüz her bir elektrik kullanımı, ya ısıtma etkisinden ya da akımın manyetik etkisinden dolayıdır. Örnek olarak, evimizdeki ampul parlaması, akımın ısınma etkisinden ve fanın evimizde dönmesi nedeniyle akımın manyetik etkisinden kaynaklanmaktadır. Akımın etkisini de gösterebilen binlerce başka örnek var.

Elektrik Akımının Isıtma Etkisi

Akım bir iletkenden geçtiği zaman, iletkendeki omik kayıptan dolayı bir ısı oluşumu olacaktır. Bu genellikle akımın ısıtma etkisi olarak bilinir.

Elektrik enerjisini doğrudan kullanamadığımız için, ısı, ışık veya mekanik güç vb. gibi başka bir kullanılabilir güce dönüştürmemiz gerekir.Akım bir iletkenden geçerken, bazı kayıplar meydana gelir ve bu kayıp neredeyse kaçınılmaz olur ve daha fazla dirençli iletkenlerde, daha fazla kayba sebep olur.İletkenin elektrik direncinden kaynaklanan bu kayıp esas olarak akımın ısınma etkisi nedeniyledir.

Bazı elektrik enerjisi ısı enerjisine dönüştüğünden, bu durum Joule yasası tarafından şöyle ifade edilebilir:

H = i^2 x r x t

Burada, H, kalorilerde üretilen ısıdır, i telden geçen akımdır ve amper cinsinden ölçülür, r, ohm’daki (Ω) iletken direncidir ve t saniyeler içinde akan akımın süresidir.Akan akımın zamanını, telin direncini ve akım akış miktarını biliyorsak, devrenin üretilen ısısını kolayca bulabiliriz.Bu ısı çeşitli şekillerde kullanılabilir.

Telin elektriksel direncinin, devredeki üretilen ısıdan ne kadar fazla olduğunu, ancak akımın ısınma etkisiyle ilgili daha doğru bir şekilde bilmenin atomik seviyeden bilmesi gerektiğini gördük.Akımın akışı elektronların akışından başka bir şey olmadığı için, her zaman iletkenin sabit atomlarından gelen direnç olacaktır.Telin sabit atomları elektronların akışına direnir ve bunun sonucunda çarpışmalar olur ve kinetik enerji ısı enerjisine dönüştüğünden telin ısındığını görürüz.

Elektrik Akımının Isıtma Etkisi Uygulamaları

Şimdi, üretilen ısı birçok açıdan görülebilir.Bazen sadece bir kayıp olarak görülür ve en aza indirilmeye çalışılır. İletkenden ısı yayılımını en aza indirmek için çeşitli adımlar atılmıştır.Ancak, günlük yaşamımızdaki akımın ısınma etkisinin birçok olumlu uygulamasını görebiliriz.Elektrik demir, tüm fikir veya çalışma prensibi, akımın ısınma etkisine bağlıdır.Yüksek dirençli tel, elektrik bobinde ana bobin olarak kullanılmakta, akım bobinden aktığı zaman, bobin ısınmakta ve ütüyle çalışmaktadır.Peki ya elektrikli demirin aşırı ısınması ?.Bu problem, bimetalik iletkenler kullanılarak çözülebilir.Devrede iki farklı metalden yapılmış bimetalik plakalar kullanılır.Isının genleşme katsayısı iki metal için farklı olduğundan, ısıtma etkisinden dolayı bir metalin genleşmesi diğer metalden farklıdır; sonuç olarak levha bükülür ve belirli bir sıcaklıkta ulaştıktan sonra devrenin teması kesilir ve bobin boyunca akan akım durdurulur ve elektrik demiri de artık ısıtılmaz.

Elektrikli ısıtıcıda aynı mekanizma kullanılır, tek fark bimetalik plaka veya devre kesici içermemesidir.

Elektrik ampullerinde akımın ısıtma etkisinin başka bir uygulaması görülmektedir.Ampulün içinde kullanılan tel aydınlanır ve belli bir sıcaklığa ulaştıktan sonra ışık yayar. Ampulde kullanılan metal esas olarak tungstenden yapılır.

Son olarak ve belki de akımın ısıtma etkisinin en önemli uygulaması, hemen her yerde kullanılan elektrik sigortalarındandır.Büyük endüstrilerden yerel seviyeye, her yerde elektrik sigortası bir zorunluluktur. Sigorta, belirli bir erime noktasına sahip olan bu metallerden yapılır.Normal akım için iyidirler, fakat aşırı akım devre boyunca akarken; sigorta telindeki üretilen ısı, sigorta telinin metal kısmını eritmek ve devreyi kesmek için yeterlidir.Bu sayede maliyetli ekipman büyük akım akışı olarak korunur, ekipmana kalıcı olarak zarar verebilir.

Elektrik Akımının Manyetik Etkileri

Akım Taşıyan İletkene Bağlı Manyetik Alan ;

1819’da Danimarkalı bir fizikçi olan Hans Christian Oersted tarafından bir akımın her zaman belirli bir manyetik etki ile gerçekleştirildiği keşfedilmiştir. Manyetik bir iğnenin yanına yerleştirildiğinde akım taşıyan bir iletken gözlemledi; iğne belirli bir yöne doğru sapar. Ayrıca, iletkendeki akımın yönü tersine döndüğünde, iğnenin ters yönde saptığı gözlemlenmiştir.

Bu, akım taşıyan iletkene bağlı bir manyetik alan olduğu anlamına gelir.Daha fazla araştırma, iletken etrafındaki manyetik alanın bir dizi eş merkezli kapalı hattan oluştuğunu göstermektedir.Şekilde gösterildiği gibi bir kart üzerinden bir iletken aracılığıyla bir iletken geçirirsek ve bu karttaki manyetik iğnenin yardımıyla alanı çizmeye çalışırsak, şekilde gösterildiği gibi manyetik çizgilere sahip oluruz.Bunlar kapalı daireler ve iletken ile eş merkezli.Şimdi, iletkendeki akımı tersine çevirirsek ve aynı deneyi şekilde gösterildiği gibi tekrar edersek, gösterildiği gibi iletkenle eş merkezli olarak birbirine dönük kapalı dairesel manyetik çizgilere sahip oluruz.

Aynı zamanda, iletken iletkenin içinden yukarı doğru aktığı zaman, dairesel manyetik çizgilerin yönünün, tepeden bakıldığında saat yönünün tersi olduğu bulunmuştur. Diğer yandan; Akım iletkenden aşağıya doğru akarsa, üstte gözlemlersek dairesel manyetik çizgiler saat yönünde olur.

Akım taşıyan bir iletkene bağlı manyetik alanın özellikleri aşağıdaki gibi özetlenebilir.

Manyetik alanın bütün çizgileri, birbirlerine simetrik olan ve akım taşıma iletkeni ekseni ile eş merkezli olan daireseldir.

İletken ekseninden uzaklaştıkça kuvvet çizgileri yarıçapı artar.

Manyetik dairesel hattın yönü, iletken aracılığıyla akımın akış yönüne bağlıdır.

İletken içinden akan akım artarsa ​​ve akım azaldığında azalırsa, iletken etrafındaki manyetik alanın manyetik akı yoğunluğu artar.

Akım Taşıyan Bir İletkenin etrafındaki manyetik alanın belirlenmesi ;

Akım taşıyan bir iletken nedeniyle manyetik alanın yönünü belirlemek için başlıca iki popüler kural vardır ve bunlar Cork vidası kuralı ve Sağ el kuralıdır.

Sağ vidalı vidayı, akımın yönüne işaret eden iletkene paralel olarak eksenine tutturulur ve vidanın başı, vidanın akım akışı yönünde hareket ettiği bir yönde döndürülürse, vidanın başı döndürülen, manyetik kuvvet çizgilerinin yönü olacaktır.

Sağ El Kuralı : 

Akım taşıyan iletken, gözlemcinin sağ elinde tutulduğu takdirde, parmakları sağa doğru, parmak akımı yönünde akan parmaklar ile çevrelendiğinden parmak uçları, manyetik kuvvet çizgilerinin yönünü gösterecektir.

Akım taşıyan bir iletkene bağlı manyetik akı yoğunluğu

Çevreyi çevreleyen bir manyetik alan belirdiğinde. Akım taşıyan iletkenin bu manyetik alanının yönü, Cork Vidası kuralı veya Sağ El kuralı ile belirlenebilir.

Biot Savart yasasına göre, bir akıma (P) yakın bir noktada (P) akımın manyetik akı yoğunluğunun ifadesi ‘I’ akımını taşıyan bir iletkene daha yakındır.

dB = (µ/4π)x(I x dl x sinα / r^2)

Burada dB, P noktasındaki sonsuz akı yoğunluğudur.

Akım I iletkenden geçiyor.

dl, infinitesimal iletken uzunluğudur.

r, dl elemanının merkezinden P noktasına kadar olan yarıçap vektörüdür.

Current -> akım ve yarıçap vektörü arasındaki açıdır.

Şimdi, iletkenin toplam uzunluğuna bağlı olarak P noktasında gerçek manyetik akı yoğunluğunu B bulmak için, dl’ye göre dB ifadesini entegre etmek zorundayız.

B = (µI / 4π) ∫ (sinα / r^2) x dl

Yukarıdaki ifade, sonsuz uzun doğrusal iletken nedeniyle herhangi bir noktada manyetik akı yoğunluğunu B değerlendirmek için kullanılır ve bu

B = µI / 2πr

Burada, R, iletkenden P noktasına kadar olan radyal mesafedir.

Şimdi eğer B’yi mevcut taşıma iletkenini çevreleyen bir R yarıçapı yolu etrafında entegre edersek,

Bu denklem, H’nin kapalı bir yol etrafındaki integralini, yolun kapsadığı akıma eşit olduğunu göstermektedir. Bu Ampere’nin yasasından başka bir şey değildir.Entegrasyon yolu ise ;  her biri aynı yöndeki bir akım I olan telin N sayısı ile çevrilmişse ;

∫H x dl = NI

Bu ilişki çok önemli bir ilişkidir; Bir iletken sisteminin kaçak akısını belirlemek için kullanılır. Akı bağlantısından, sistemin indüktörü kolayca belirlenebilir.

İletkendeki akım değişirse, akı bağlantısının değişmesine neden olur. Akı bağlantısının değişiminin iletkenlerde bir voltaj oluşturduğunu ve akı bağlantısının değişim hızının indüklenen voltaj ile doğru orantılı olduğunu biliyoruz. Bu Faraday’ın elektromanyetik indüksiyon yasaları olarak bilinir.

ELEKTRİK AKIMI – ELEKTRİĞİN TEORİSİ NEDİR SONUÇ :

Bugün ki yazımızda Elektrik Akımı – Elektriğin Teorisi ve Isıtma-Manyetik Etkisi adlı yazıyı sizlerle paylaştık.Temel elektronik yazı dizisinin 3. yazısı olan bu inceleme ile geniş bir inceleme yazısını sizlerle paylaşmış bulunmaktayız.Temel olarak Elektrik akımı ve teorileri hakkında umuyorum faydalı bir yazı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Akım – Hız Sürüklenme ve Elektron Hareketliliği

AKIM & HIZ SÜRÜKLENME VE ELEKTRON HAREKETLİLİĞİ

Akım sürüklenmesi nedir ? Hız sürüklenmesi nedir ? Elektron hareketliliği nedir ? Elektronikte sürüklenme nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız bu yazımızda Akım – Hız Sürüklenme ve Elektron Hareketliliği’ne dair bilgileri sizlerle paylaşıyoruz.Temel elektronik yazı dizisinin 2. yazısı olan bu yazıda elektroniğin temellerine dair faydalı bilgileri umarım birlikte öğreniriz.

AKIM – HIZ – ELEKTRON

Sürüklenme Hızının Tanımı 

Parçacık, uzayda, yönlerini ve hızlarını rasgele değiştirecek şekilde hareket ederse, bu rastgele hareketlerin bir bütün olarak ortaya çıkması, sürüklenme hızı olarak adlandırılır.

Sürüklenme hızın tanımı, bir iletkende serbest elektronların rastgele hareketi düşünülerek anlaşılabilir. Serbest elektronlar, bir iletkende rastgele hızlar ve rastgele yönlerde hareket eder.İletken boyunca bir elektrik alanı uygulandığında, rastgele hareket eden elektronlar ilgili alanın yönünde bir elektriksel güç meydana getirirler.

Bu alandan dolayı, elektronlar hareket kabiliyetlerinden vazgeçmezler, ancak rastgele hareketleri ile daha yüksek potansiyele yönelirler. Bu, elektronların rastgele hareketleri ile birlikte daha yüksek potansiyele doğru kayması anlamına gelir. Böylece, her elektron iletkenin daha yüksek potansiyel ucuna doğru bir net hıza sahip olacaktır. Ve bu net hızı da elektronların sürüklenme hızı olarak adlandırıyoruz. Atlamalı, değişken hızının tanımını burada anlamaya başlıyoruz. Elektronların elektriksel olarak gerilime sahip bir iletkenin içindeki bu sapma hareketinden dolayı akım, sürüklenme akımı olarak bilinir.Her elektrik akımının “sürüklenme akımı” olduğunu söylemek doğru olmayacaktır.

Sürüklenme Hızı ve Hareketlilik

Oda sıcaklığında her metalin içinde bazı serbest elektronlar vardır. Daha bilimsel olarak, mutlak sıfırın üzerindeki herhangi bir sıcaklıkta, madde metal gibi iletken ise en azından bazı serbest elektronlar olmalıdır. İletken içindeki bu serbest elektronlar rastgele hareket eder ve sıklıkla daha ağır atomlarla çarpışır ve her seferinde hareket yönünü değiştirir.İletkene sabit bir elektrik alanı uygulandığında, elektronlar uygulanan elektrik potansiyeli farkının pozitif terminaline doğru hareket etmeye başlar.Fakat bu elektron hareketi düz bir şekilde gerçekleşmez.

Pozitif potansiyele doğru ilerlerken, elektronlar sürekli olarak atomlarla çarpışır ve rastgele geri döner. Çatışma sırasında, elektronlar kinetik enerjilerinin bir kısmını kaybederler ve yine elektrik alanın varlığı nedeniyle, pozitif potansiyele yeniden hızlanırlar ve kinetik enerjilerini yeniden kazanırlar. Yine, diğer çarpışmalar sırasında, elektronlar, kinetik enerjilerini kısmen aynı şekilde kaybederler. Böylece uygulanan elektrik alan bir iletken içindeki elektronların rasgele hareketini durduramaz. Uygulanan elektrik alanın mevcudiyetinde, elektronların hareketleri hala rastgele olmakla birlikte, pozitif terminallere doğru elektronların genel hareketi ortaya çıkacaktır.

Başka bir deyişle, uygulanan elektrik alanı elektronların pozitif terminale doğru kaymasını sağlar. Bu, elektronların ortalama bir sürüklenme hızına sahip olduğu anlamına gelir. Elektrik alan şiddeti artarsa, elektronlar her çarpışmadan sonra pozitif potansiyele doğru daha hızlı hızlanır. Sonuç olarak, elektronlar pozitif potansiyele, yani uygulanan elektrik alanın tersine doğru daha fazla ortalama sürüklenme hızına ulaşırlar.

Eğer ν sürüklenme hızı ise ; E uygulanan elektrik alanıdır.

Burada : v ->ueE olacaktır.

Ue elektron hareketliliği olarak adlandırılır.

Ve ; değişken hızdan dolayı elektronların sabit akışından kaynaklanan akım , değişken akım olarak adlandırılır.

AKIM & HIZ SÜRÜKLENME VE ELEKTRON HAREKETLİLİĞİ SONUÇ : 

Bugünki yazımızda Akım – Hız Sürüklenme ve Elektron Hareketliliği adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Burada sürüklenme hızı , hareketlilik gibi temel tanımları sizlerle paylaşmış bulunmaktayız.Temel elektronik serisi ile ilgili bilgileri umuyorum faydalı bir şekilde öğrenebiliyoruzdur.

İyi Çalışmalar

Elektriğin Doğası

ELEKTRİĞİN DOĞASI VE ELEKTRİK KAVRAMI

Elektriğin doğası nedir ? Elektrik kavramı nedir ? Temel elektronik nedir ? Atomun yapısı nedir ? Elektrik ile ilgili temel bilgiler nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Elektriğin Doğası ve Elektrik Kavramı adlı yazımızla karşınızdayız.

Bu yazı dizisinde temel elektroniğe dair bir dizi yazılarımızla elektroniğin temelini anlamaya çalışacağız.

ELEKTRİK 

Elektrik en yaygın enerji formudur.Elektrik , aydınlatma , nakliye , yemek pişirme , iletişim, fabrikalardaki çeşitli ürünlerin üretimi ve daha fazlası gibi çeşitli uygulamalar için kullanılmaktadır.Tam olara elektriğin ne olduğunu hiçbirimiz bilememekteyiz.Arka planda meydana gelen elektrik ve teori kavramları , farklı davranışlarını gözlemleyerek geliştirilebilirdir.

Elektriğin doğasını gözlemlemek için , durumların yapısını incelemek gerekmektedir.Evren üzerindeki her madde moleküler olarak bilinen son derece küçük maddelerden meydana gelmektedir.Molekül , bu maddenin tüm kimliğinin bulunduğu , o maddenin en küçük parçacığıdır.Moleküller atom olarak bilinen daha küçük parçacıklardan oluşmaktadırlar.Bir atom , var olan bir elementin en küçük parçacığıdır.

İki çeşit madde bulunmaktadır.Madde , moleküllerin benzer atomlardan meydana getirdiği bir element olarak bilinmektedir.Molekülleri birbirinden farklı atomlardan oluşan madde ise , bileşik olarak adlandırılır.Elektrik kavramı ise maddelerin atomik yapılarından elde edilebilir.

Atomun Yapısı :

Atom , bir merkezi çekirdekten oluşmaktadır.Çekirdek , pozitif protonlardan oluşmaktadır ve daha az nötron bulunmaktadır.Bu çekirdek , orbital elektronların sayısı ile çevrilidir.Her elektronun negatif yükü 1.602×10^-19 Coulomb ve çekirdekteki her bir protonda +1.602×10^-19 Coulomb pozitif yüke sahiptir.Ters yük nedeniyle çekirdek ile yörüngedeki elektronlar arasında bir çekim gücü bulunmaktadır.Elektronlar çekirdeğin kütlesine kıyasla nispeten ihmal edilebilir bir kütleye sahiptir.Her bir proton ve nötronun kütlesi bir elektron kütlesinin 1840 katıdır.

Her elektronun ve her bir protonun modül değeri aynı olduğundan elektronların sayısı, elektriksel olarak nötr bir atomdaki proton sayısına eşittir.Bir atom elektronları kaybettiğinde pozitif yüklü iyon haline gelir ve benzer bir şekilde atom elektron kazandığında negatif iyon haline gelir.

Atomlar en dış yörüngesinde gevşek bir şekilde bağlı elektronlara sahip olabilirler.Bu elektronların ana atomlardan ayrılması için küçük bir enerji gerekmektedir.Bu elektronlar , maddenin içinde rastgele hareket eden ve bir atomdan diğerine aktarılan serbest elektronlar olarak adlandırılırlar.Bir bütün olarak eşit olmayan sayıda elektron ve proton içeren herhangi bir madde parçası elektrik yüklü olarak adlandırılır.Protonlarına göre daha fazla sayıda elektron olduğunda , maddenin negatif yüklü olduğu ve elektronlarla karşılaştırıldığında daha fazla sayıda proton olduğu zaman , madde pozitif yüklüdür diyebiliriz.

Elektriğin temel doğası gereği , negatif yüklü bir gövdenin bir iletken aracılığı ile pozitif yüklü bir gövdeye bağlanması durumunda , negatif gövdenin aşırı elektronları , pozitif olan alandaki elektron eksikliğini kapatmak için pozitif gövdeye doğru akmaya başlar.

Burada umuyorum ki yukarıdaki açıklamalardan çok temel kavramlara sahip olmuşsunuzdur.Normal oda sıcaklığında bol miktarda serbest elektron bulunan bazı malzemeler bulunmaktadır.Bu tür malzemelerin çok iyi bilinen örnekleri , gümüş , bakır , alüminyum , çinko vb.’dir.Bu potansiyel elektronların hareketi, bu materyallerin bir parçası boyunca elektrik potansiyel  farkı uygulanırsa , belirli bir yöne kolayca yönlendirilebilirler.

Bol miktarda serbest elektron sebebi ile bu malzemeler iyi bir elektriksel iletkenliğe sahiptirler.Bu malzemeler iyi iletken olarak adlandırılırlar.Bir iletken içerisindeki elektronların bir yönde kayması, akım olarak bilinir.Aslında elektronlar düşük potansiyelden (-Ve) daha yüksek potansiyele (+Ve) akarlar ancak genel konvansiyonel akım yönü potansiyel noktanın düşürülmesi için en yüksek potansiyel nokta olarak düşünülür.Bu sebeple de bilinen akım yönü , elektronların akış yönünün tam tersi olmuştur.Cam , mika ,porselen gibi metalik olmayan malzemelerde en dış yörünge tamamlanır ve en dıştaki kabuğundan elektronları kaybetme şansı nerdeyse yoktur.Bu nedenle bu tip malzemelerde neredeyse hiç serbest elektron bulunmamaktadır.

Bu sebeple de bu malzemeler elektrik üretemez ki bu malzemelerin elektriksel iletkenliği çok zayıftır.Bu materyal iletken olmayan veya elektriksel yalıtkan olarakta bilinmektedir.Elektriğin doğası , bir iletken içerisinde akarken , elektriksel bir potansiyel fark boyunca uygulanır.Ancak yüksek elektriksel potansiyel fark olsada bir yalıtkan içerisinden akmaz.

ELEKTRİĞİN DOĞASI VE ELEKTRİK KAVRAMI SONUÇ : 

Bugünki yazımızda Elektriğin doğası ve elektrik kavramı adlı yazıyı sizlerle paylaştık.Burada temel elektroniğe bir giriş yapmış bulunmaktayız.Elektriğin doğasını anlamak yapacağımız işlerle alakalı bizlere yardımcı olacaktır.

İyi Çalışmalar