İçeriğe atla

Seri ve paralel devreler

Seri ve paralel devreler elektrik mühendisliğinde devre elemanlarının bağlanış şekillerini ifade eder. Seri devrelerde devre elemanları aynı hat üzerinde her elemanın çıkışı bir sonrakinin girişine bağlanacak şekildedir. Bütün elemanlar üzerinde aynı akım akar. Fakat devre elemanları üzerindeki gerilim farklı olabilir. Paralel devrelerde ise bütün elemanların girişleri de çıkışları da ortaktır. Bütün elemanların üzerindeki gerilim eşittir. Buna karşılık devre elemanları üzerinde akan akım farklı olabilir.

Seri devre

Seri bağlı iki devre elemanı

Seri devrede akan akım;

Burada devreden geçen toplam akımdır. ise herhangi bir elemanın üzerinden geçen akımdır. Hat ortak olduğu için aynı akım bütün devre elemanlarının üzerinden geçer.

Buna karşılık elemanlar üzerindeki gerilim bu akım ile o elemanın empedansının çarpımı suretiyle bulunur.

Her eleman üzerindeki gerilimin toplamı devrenin iki ucu arasındaki gerilimi verir.

Paralel devre

Paralel devre elemanları

Paralel devre elemanlar üzerindeki gerilim eşittir.

Burada devrenin iki ucu arasındaki gerilim farkıdır. ise herhangi bir elemanın üzerindeki gerilimdir. Uçlar ortak olduğu için her eleman üzerindeki gerilim eşittir. Buna karşılık elemanlar üzerinde akan akım bu gerilimin o elemanın empedansına bölünmesi suretiyle bulunur. Buna göre

Her eleman üzerinden geçen akımın toplamı devreye giren akıma eşittir.

Devre elemanları

Devre elemanları empedans (direnç, kondansatör veya indüktör) olabileceği gibi aktif elemanlar ya da anahtarlar da olabilir.

Direnç için empedans
Kondansatör için empedans
İndüktör için empedans

Burada açısal frekans () ve sanal operatördür.

Devre daha karmaşık olduğu zaman eşdeğer devre elemanlarını kullanmak daha uygun olur. e indisi ile eşdeğer eleman kastedilirse;

Seri devrede ;

Paralel devrede ;

Örnek

Seri devre

İki ucu arasında 400 volt olan bir seri devrede 3 direnç vardır ve değerleri sırayla 50 ohm, 30 ohm ve 20 ohm dur. Elemanlardan geçen akım ve elemanlar üzerindeki gerilim şu şekilde bulunur;

Devre seri olduğundan üç dirençten de aynı akım geçer. Gerilimler ise şu şekilde bulunur;

Toplam gerilim () devrenin iki ucu arasındaki gerilime eşittir.

Paralel devre

İki ucu arasında 12 volt olan bir paralel devrede 3 direnç vardır ve değerleri sırayla 4 ohm, 6 ohm ve 12 ohm dur. Elemanlardan geçen akım ve elemanlar üzerindeki gerilim şu şekilde bulunur;

Her direnç üzerinde düşen gerilim kaynak gerilimine eşit, yani 12 volttur. Dirençlerden geçen akım ise

Devreden geçen toplam akım

Toplam akım eşdeğer direnç yardımıyla da bulunabilir;

olduğundan

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Kondansatör</span> Ani yük boşalması amacıyla kullanılan devre elemanı

Kondansatör ya da sığaç veya yoğunlaç, elektronların kutuplanıp elektriksel yükü elektrik alanın içerisinde depolayabilme özelliklerinden faydalanılarak bir yalıtkan malzemenin iki metal tabaka arasına yerleştirilmesiyle oluşturulan temel elektrik ve elektronik devre elemanı. Piyasada kapasite, kapasitör, sığaç gibi isimlerle anılan kondansatörler, 18. yüzyılda icat edilip geliştirilmeye başlanmış ve günümüzde teknolojinin ilerlemesinde büyük önemi olan elektrik-elektronik dallarının en vazgeçilmez unsurlarından biri olmuştur. Elektrik yükü depolama, reaktif güç kontrolü, bilgi kaybı engelleme, AC/DC arasında dönüşüm yapmada kullanılır ve tüm entegre elektronik devrelerin vazgeçilmez elemanıdır. Kondansatörlerin karakteristikleri olarak;

<span class="mw-page-title-main">Ohm kanunu</span> iki nokta arasındaki iletken üzerinden geçen akımın, potansiyel farkla doğru; iki nokta arasındaki dirençle ters orantılı olması

Ohm yasası, bir elektrik devresinde iki nokta arasındaki iletken üzerinden geçen akım, potansiyel farkla doğru; iki nokta arasındaki dirençle ters orantılıdır.

<span class="mw-page-title-main">Volt</span> elektrikte kullanılan potansiyel farkı (gerilim) birimi

Volt, elektrikte kullanılan potansiyel farkı (gerilim) birimi. Elektromotor kuvvet birimi de volttur. Bir ohm'luk bir direnç üzerinden, bir amper'lik elektrik akımı geçmesi halinde direncin iki ucu arasındaki gerilim bir volttur.

<span class="mw-page-title-main">Öz empedans</span>

Öz direnç (Empedans), maddenin kimyasal özelliğinden dolayı direncinin artması ya da azalmasına neden olan her maddeye özgü ayırt edici bir özelliktir. Farklı maddelerin empedansları aynı olabilir ama öz dirençleri aynı olamaz. R= Lq/Q dur. (Rezistif Direnç= Uzunluk*öz direnç/kesit, Alternatif akım'a karşı koyan zorluk olarak adlandırılır. İçinde kondansatör ve endüktans gibi zamanla değişen değerlere sahip olan elemanlar olan devrelerde direnç yerine öz direnç kullanılmaktadır. Öz direnç gerilim ve akımın sadece görünür genliğini açıklamakla kalmaz, ayrıca görünür fazını da açıklar. DA devrelerinde öz direnç ile direnç arasında hiçbir fark yoktur. Direnç sıfır faz açısına sahip öz direnç olarak adlandırılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Güç (elektrik)</span>

Elektriksel güç, elektrik enerjisinde elektrik devresi tarafından taşınan güç olarak tanımlanır. Gücün SI birimi watt'tır. Elektrikli cihazların birim zamanda harcadığı enerji miktarı olarak da bilinir. 1 saniyede 1 joule enerji harcayan elektrikli alet 1 watt gücündedir.

Elektriksel gücün tanımı aşağıdaki gibidir.

<span class="mw-page-title-main">Seri bağlama</span>

Elektriksel elemanların seri bağlanmasında önemli olan elemanlarının birbirine bağlı uçlarının işaretidir. Her bir elemanın (-) ucu sonraki kondansatörün (+) ucuna bağlandığında seri bağlama sağlanmış olur. Yandaki resimde düzgün olarak seri bağlanmış 3 adet kondansatör bulunmaktadır. Seri bağlı elemanların her birinden geçen akım aynıdır. Her bir elemanın uçları arasındaki gerilimin toplamı ise o elemanlara uygulanan toplam gerilimi verir.

Direnç - kapasitör devresi (RC devresi) veya RC filtresi direnç ve kapsitörlerden oluşan ve gerilim veya akım kaynağı tarafından beslenen bir elektrik devresidir.

Genlik, periyodik harekette maksimum düzey olarak tanımlanabilir. Genlik, bir dalganın tepesinden çukuruna kadar olan düşey uzaklığın yarısıdır. Genlik kavramı ışık, elektrik, radyo dalgaları gibi konuları da kapsayan fen bilimleri alanında kullanılır.

Empedans uygunluğu elektronikte maksimum güç transferi için gereken kaynak ve yük empedansları arsındaki ilişkidir. Fizikte hemen hemen daima üretilen gücün yüke en yüksek verim ile aktarılması yani maksimum güç transferi yapılması hedeflenir. Elektronik devrelerde maksimum güç transferi için, yük empedansı kaynağa göre ayarlanır.

Elektronik filtre farklı frekanslara sahip sinyallerden kimilerini geçirip, kimilerini bastıran bir devredir.

Admittans elektrik mühendisliğinde karmaşık iletkenlik anlamına gelir. Admittans ile empedans çarpımı 1 dir. Admittans Y ile gösterilir. Birimi MKS sisteminde siemens (S)'dir. Kimi eski kitaplarda S yerine mho birimi de kullanılır.

Kalite faktörü, fiziğin çeşitli dallarında osilasyon yapan sistemlerde osilasyonun verimini belirtmek için kullanılan bir terim.

Kısa devre bir elektrik veya elektronik devrede bir hata sonucu direncin aşırı düşük olması olayıdır. Bu durumda devre aşırı akım çeker ve şayet koruma devresi yoksa, kaynağın arızalanması, aşırı sıcaklık ve yangın tehlikesi oluşur.

<span class="mw-page-title-main">İletim hattı</span>

İletim hattı, elektronik ve haberleşme mühendisliğinde, akımın dalga karakteristiğinin hesaba katılmasını gerektirecek kadar yüksek frekanslarda, radyo frekansı, alternatif akımın iletimi için tasarlanmış özel kablo. İletim hatları radyo vericisi, alıcısı ve bunların anten bağlantıları, kablolu televizyon yayınlarının dağıtımı ve bilgisayar ağları gibi yerlerde kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Karakteristik empedans</span> bir düzgün iletim hattında, yansımasız durumda, hat üzerinde ilerleyen gerilim dalgası ile akım dalgasının genlikleri oranı

Karakteristik empedans, bir düzgün iletim hattında, yansımasız durumda, hat üzerinde ilerleyen gerilim dalgası ile akım dalgasının genlikleri oranı. Genellikle ile gösterilir. SI'da empedans birimi ohmdur. Kayıpsız iletim hatlarında karakteristik empedans sadece reel kısımdan oluşur; bir başka deyişle imajiner kısım içermez. Karakteristik empedansın dirence benzediği bu durumda, hatta bağlı kaynaktan gelen güç, sonsuz uzunluktaki hattın diğer ucuna iletilir ama iletim sırasında hatta herhangi bir güç harcanması söz konusu değildir. Karakteristik empedansına eşit büyüklükte bir yükle sonlandırılmış, sonlu uzunluktaki bir iletim hattı sonsuz uzunluktaymış gibi davranır.

RLC devresi ya da LRC devresi direnç, kapasitör ve bobin'in paralel veya seri bir şekilde bağlanmasıyla oluşan bir gerilim ya da akım kaynağı tarafından beslenen bir devredir. RLC ismi direnç kapasitör ve bobinin elektriksel sembollerinin birleştirilmesi ile oluşmuştur. Bu devre de LC devresi gibi harmonik salınımlar yapar fakat devredeki dirençten dolayı eğer dış bir kaynakla beslenmezse devredeki titreşimler zamanla söner.

<span class="mw-page-title-main">Rezonans (elektrik)</span>

Elektrik rezonans kondansatör ve indüktör gibi devre elemanları olan bir devrede maksimum enerji transferinin yapılabildiği durumdur.

Zaman sabiti matematikte ve fizikte genliği zamanla asimptotik olarak artan veya azalan fonksiyonların genliğinin artış veya azalış hızını gösteren bir sabittir. ile gösterilir.

Suseptans elektrik ve elektronik devrelerinde kullanılan reaktif devre elemanlarının sanal iletkenliğidir. Terim ilk defa 1894 yılında Alman kökenli Amerikan bilim insanı Charles Proteus Steinmetz tarafından kullanılmıştır.