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.

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

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