2.Hafta

Transkript

2.Hafta

DOĞRU AKIM DEVRE ANALİZİ
Ö. ŞENYURT - R. AKDAĞ
İKİNCİ BÖLÜM: ELEKTRİKÎ BÜYÜKLÜKLER VE ELEMANLAR
Anahtar Kelimeler
Amper, blok diyagramları, iletkenlik, akım, ohm, direnç, direnç renk kodları, şematik diyagramlar,
siemens, anahtar, volt, gerilim
Bu bölümde kazandırılacak yeterliklerden sonra öğrenci;
 Yük, potansiyel fark (emk), akım, direnç ve iletkenliğin ölçüm birimlerini listeler. Bunlar için
uygun ifade ve simgeleri kullanır.
 Asıl elektriki birimlerini ve bunlardan türetilenlere ilişkin kısaltmaları ve metrik sistem terimlerini
kullanır. Bir iletkenin direncini etkileyen etkenleri listeler.
 Sık kullanılan iletkenleri tanır. Kablo çizelgesini kullanarak verilen uzunluk için iletken direncini
bulur.
 İletkenlerin devreye bağlantı şekillerini öğrenir.
 Değişik türdeki dirençlerin karakteristiklerini verir.
 Direnç renk kodlarını kullanır. Akım, gerilim ve direnç ölçümü için ölçü aletinin nasıl
bağlandığını açıklar.
 Temel elektronik eleman ve cihazları simgelerle gösterir ve tanır.
 Blok ve şematik diyagramlara yatkınlık kazanır. Laboratuar ortamında güvenli çalışmayı
öğrenir.
TEMEL ELEKTİRİKİ BİRİMLER VE KISALTMALAR
Önceki bölümde anlatıldığı gibi “Q” veya “q” harfiyle gösterilen elektriki yükün birimi kulon olup
kısaltması “C” dir. Birimler için kullanılan kısaltmalar hangi şekilde standardize edilmişse öylece
korunmalıdır. Yani yük birimi olarak kullanılan “C” kısaltması yerine “c” kullanılmamalıdır.
POTANSİYEL FARK
Potansiyel fark elektro motor kuvvet veya gerilimin birimi volt olup “V” harfiyle gösterilir.
Hatırlayacağınız gibi 1 Volt, 1 Ohm’luk direnç üzerinden 1 Amper akım akıtan elektromotor kuvvetinin
miktarıdır.
AKIM
Akımın birimi amper olup “A” harfiyle gösterilir. Akımı simgeleyen “I” harfi aslında elektron hareketinin
yoğunluğunu anlatmaktadır. Yani “I” harfi akım için, “A” harfi de akımın birimi için kullanılmaktadır.
Hatırlayacağınız gibi verilen bir noktadan 1 saniyede 1 Kulonluk elektron akışı 1 Ampere denk
düşmektedir.
DİRENÇ
Direnç “R” harfiyle gösterilir ve birim olarak küçük omega harfi “” kullanılır. Okunuşu omdur.
Hatırlayacağınız gibi 1 om 1 voltluk gerilim altında akımı 1 amperde sınırlayan direnç değeridir.
İLETKENLİK
İletkenlik, direncin tersine, devre veya devre elemanlarının akımın akışına gösterdiği kolaylık olarak
tanımlanabilir. İletkenliğin birimi bilim adamı Ernst Von SİEMENS’in anısına Siemens (S) olarak
seçilmiştir. İletkenliğin kısaltması “G” harfidir.
G=1/R (siemens)
Şekil 2.1 Multimetreler (Avometreler) gerilim akım ve direnci ölçmek için kullanılan ölçü aletleridir.
a) Analog Avomete b)Dijital Avometre
METRİK SİSTEMİN KULLANIMI
Metrik sistemi pek çok insan günlük hayatta kullanmaktadır. Mesela metre (yaklaşık 39 inç) santimetre
(bir metrenin yüzde biri) , milimetre ( bir metrenin binde biri) ve kilometre (bin metre) gibi. Bu
örneklerde gördüğünüz gibi metre kelimesinin önüne gelen eklerle metrenin as ve üst katları
tanımlanmıştır. Bir başka deyişle metre ana birim, Santimetrenin yüzde birini anlatan ön ek ve buna
benzer olarak binde bir yerine mili, bin kat yerine kilo ön ekleri kullanılmıştır.
Bu tür ön ekler elektronik devreler üzerinde çalışırken de sıklıkla karşımıza çıkmaktadır. Bu ast ve üst
katların matematiksel gösterimleri de çok kullanılır. Aşağıdaki tablolarda ast ve üst katlar verilmiştir.
Çizelge 2.1. Metrik ast ve üst katlar
Metrik terim
Simgesi
Anlamı
Atto
a
10-18
Femto
f
10-15
Piko
p
10-12 :Trilyonda biri
Pikoamper (pA)
Nano
n
10-9
Nanosaniye (ns)
Mikro
µ
10-6 :Milyonda biri
Mili
Senti
: Milyarda biri
Tipik kullanım örneği
Mikrovolt (µV)
m
10-3
:Binde biri
Miliafarad (mF)
c
10-2
:Yüzde biri
Santimetre (cm)
Desi
d
10-1
:Onda biri
Desimetre (dm)
Deka
da
101
:On katı
Dekametre (dam)
Hekto
h
102
:Yüz katı
Hektometre (hm)
k
103
:Bin katı
Kiloohm (kΩ)
Kilo
:Milyon katı
Megaohm (MΩ)
Mega
M
106
Giga
G
109
:Milyar katı
Gigahertz (GHz)
Tera
T
1012 :Trilyon katı
Terahertz (THz)
Peta
P
1015
Eksa
E
1018
Çizelgeden görülebileceği gibi 3,5 mikroamperi (A) yazmak 0,0000035 amper yazmaktan anlamak ve
üzerinde işlem yapmak açısından daha kolaydır. Yine görebileceğiniz gibi 3,5 mikoamper (A) yerine
3,5.10-6 amper şeklindeki ifade ile kolayca kullanabiliriz. Benzer şekilde 5500000 Ohm () değerinde
bir direnç ile hesap yaparken 5,5.106  veya 5,5 M ifadelerini kullanmak çok daha kolaydır.
Görüldüğü gibi ast ve üst katlar ondalık noktayı ifade ettikleri değere göre o kadar sağa veya sola
kaydırmaktadır. Ast ve üst katları hesap makinesi üzerinde kullanmak ta son derece kolaydır.
Çizelge 2.2. Önemli elektrik birimlerinin kısaltmaları ve sembolleri
İLETKENLER VE KARAKTERİSTİKLERİ
Buraya kadar anlatılanlardan öğrendiğiniz gibi iletkenlerin ana görevi elektrik enerjisini bir noktadan bir
diğer noktaya taşımaktır. Bir diğer ifadeyle iletkenler elektrik akımının develer veya devre elemanları
arasında akışı için kullanılan yollardır. Günlük hayatta çok sayıda iletken türü ile karşılaşılmaktadır.
Mesela, elektrik enerjisini evlere getiren iletim dağıtım hatları, antenle televizyon arasındaki işaret
taşıyıcı hatlar, telefon işaretlerini taşıyan iletkenler ve taşıtlardaki akü bağlantı hatları herkesin gördüğü
iletkenlerdir.
İletken türleri
Yapılacak işe göre ihtiyaç duyulan iletkenin türü esas olarak taşıyacağı elektik enerjisinin miktarına ve
uygulamanın özelliklerine bağlıdır. İletkenleri sınıflandırmak için kullanılan bazı yollar şunlardır:
 Kullanılan metalin türü (Gümüş, altın, bakır, alüminyum gibi)
 Kablonun fiziksel boyutları
 İletken metalin görünüm biçimi (tek damarlı, örgülü, gibi)
 Birlikte paketlenen iletkenlerin sayısı
 Yalıtım karakteristikleri (izoleli, izolesiz, kullanılan izole türü)
Şekil 2.2. Değişik iletken türleri a) Akü kablosu b) Koaksiyel kablo , c) Televizyon ikiz uçlu kablo
d) Çok telli kablo e) Tek damarlı kablo
Katı iletkenlerin direnci
İdeal iletkenin direnci sıfır olmalıdır. Ancak bu sayede taşıdığı elektrik enerjisi iletken üzerinde
harcanmayacaktır. Ama gerçek dünyada iletkenlerin elektron akışına engel olan küçük de olsa
dirençleri vardır ve taşıdıkları elektik enerjisinin bir miktarı iletken üzerinde harcanmaktadır.
İLETKEN DİRENCİNİ ETKİLEYEN FİZİKSEL ETKENLER
İletkenlerin direnci aşağıdaki etkenlere bağlıdır.
 İletkenin yapıldığı malzemenin türü
 İletkenin uzunluğu
 İletkenin kesit alanı
 İletkenin sıcaklığı
Özdirenç : Verilen bir malzemenin öz direnci standart uzunluk, kesit alanı ve sıcaklıktaki direncidir. SI
birim sisteminde uzunluk için metre , kesit alanı için m 2 kullanılmaktadır. Farklı malzemelerin öz
dirençleri de farklıdır. Özdirencin birimi mm2 / m’dir. Simgesi  (ro) dur.
Çizelge 2.3. Bazı malzemelerin özdirençleri
İLETKENİN CİNSİ
ÖZDİRENCİ
Gümüş
0,016
Bakır
0,0178
Altın
0,023
Alüminyum
0,0285
Magnezyum
0,045
Nikel
0,08 – 0,11
Çinko
0,063
Şekil 2.3. Dairesel kesitli iletkenlerin kesit alanının bulunması
Buna göre verilen bir malzeme için direnç;
R=.l / A
Burada R ohm () cinsinden direnç ,  (ro) mm2 / m öz direnç, l metre cinsinden uzunluk ve A da
mm2 cinsinden kesit alanıdır.
Şekil 2.4. İletkenin çapı ve uzunluğu ile direnci arasındaki ilişki : 1 ve 2 numaralı iletkenler aynı
malzemeden yapılmıştır ve şekilleriyle çapları da aynıdır. Ancak 2 numaralı iletkenin boyu diğerinin iki
katı olduğundan bu şartlar altında 2 numaralı iletkenin direnci 1 numaralı iletkenin direncinin iki katı
olacaktır. 3 ve 4 numaralı iletkenlerin malzemeleri de aynıdır. Farklı olarak 4 numaralı iletkenin çapı 3
numaralı iletkenin çapının iki katı ve dolayısı ile kesit alanı da dört katıdır. Bu durumda 4 numaralı
iletkenin direnci 3 numaralı iletkenin direncinin dörtte biridir. Görüldüğü gibi direnç, boyla doğru ve
kesit alanı ile ters orantılıdır.
Örnek
0,65 mm kalınlığındaki bakır bir tel ile 0,5 ’luk direnç elde edilmek isteniyor. Kullanılacak telin
uzunluğu ne kadar olmalıdır?
Çözüm
Öncelikle telin kesitinin bulunması gerekir.
s
 .d 2
4
R
.l
s

(3,14).(0,65) 2 (3,14).(0,4225)

 0,33 mm2
4
4
l 
R.s


(0,5).(0,33)
0,165

 9,27 m
0,0178
0,0178
Örnek
0,20 mm çapında 50 cm uzunluğundaki bakır bir telin direnci ne kadardır?
Çözüm
Direncin bulunması için öncelikle iletken çapı verilen bakır telin kesitinin bulunması gerekir. Kesit
ise;
s
 .d 2
4

(3,14).(0,20) 2 (3,14).(0,04)

 0,0314 mm2
4
4
Bakırın özdirenci 0,0178 mm2/m olduğuna göre iletkenin direnci;
R
.l
s

a)
(0,0178).(0,5) 0,0089

 0,28 
0,0314
0,0314
b)
Şekil 2.5 Çap ölçümünde kullanılan iki alet a) Kumpas b) Mikrometre
DİRENÇLER
Dirençler akımı sınırlayan ve dolayısıyla akımı kontrol eden özellikleri yüzünden elektronikte oldukça
önemlidir. Daha sonra göreceğimiz gibi dirençlerin bir diğer görevi gerilim bölücü olarak çalışmaktır.
Direnç türleri:
Dirençler çalışma güç, akım, gerilim şartlarına bağlı olarak farklı türlerde imal edilirler. İki temel direnç
sınıfı vardır:
1. Karbon veya bileşim dirençleri
2. Tel sargılı direnç
Dirençlerin güç tutma yeteneği fiziksel boyutlarına ve ısı dağıtma özelliklerine bağlıdır. Güç konusu
ileriki bölümlerde ayrıca incelenecektir. Tipik olarak karbon dirençler 0,25 ile 2 W arasında güç
değerlerine sahiptir. Tel sargılı dirençler için güç tutma yeteneği 5 ile 100 watt arasındadır.
Şekil 2.6. Karbon direnç
Şekil 2.7. Tel sargılı direnç
Bir teknik eleman üzerinde çalıştığı deve için direnç seçimi yaparken direncin değerini, güç tutma
yeteneğini, çalışma gerilimini, toleransını ve fiziksel boyutlarına dikkat etmelidir.
Direnç türleri ve simgeleri
Dirençler sabit, yarı sabit veya ayarlı olarak yapılırlar. Sabit dirençlerin değerleri harici olarak
değiştirilemez. Yarı sabit dirençlerin bir ayar ucu vardır ve bu hareketli ayar ucunun konumuna bağlı
olarak direnç değeri değişir. Bu ayar işlemi yapıldıktan sonra normal şartlarda hareketli uç başka bir
konuma getirilemez. Ayarlı dirençlerde ise hareketli kontak ucu istenen herhangi bir yere getirilebilir.
Sahip oldukları mil sayesinde direnç değerini istenen her zaman değiştirmek mümkündür.
Şekil 2.8. Sabit, yarı sabit ve ayarlı dirençlerin yapısı
Aşağıdaki şekilde dirençlerin devre üzerindeki gösterimleri verilmiştir.
Şekil 2.9. Sabit ve ayarlı dirençlerin devre simgeleri
Dirençlerin yapısı
Karbon veya bileşik dirençler karbon veya grafitin yalıtım malzemesi tozu ile karıştırılmasından elde
edilirler. Verilen malzemenin boyutları için gösterilecek direnci karışım belirler. Karbon sabit dirençler
silindirik yapıdadırlar. Direnç değerleri üzerindeki renkli halkalarla belirtilir.
Tel sargılı dirençler , yalıtkan veya seramik bir çekirdek etrafına özel direnç tellerinin sarılması ile elde
edilirler. Direnç miktarı telin boyutu, telin yapıldığı malzeme ve sargı uzunluğuna bağlı olarak değişir.
Tel sargılı dirençler sabit, yarı sabit veya ayarlı olarak imal edilirler.
Şekil 2.10. Renk kodlu karbon direnç
Şekil 2.11. Karbonlu bir potansiyometrenin iç görünüşü
Şekil 2.12. Yüksek akım taşıma kapasitesine sahip tel sargılı ayarlı direnç. Bu direnç iki uçlu reosta
veya üç uçlu potansiyometre olarak yapılabilir.
Potansiyometre olarak adlandırılan bazı ayarlı dirençler karbon veya tel sargılı elemanlar içerebilirler.
Tarayıcı kola sahip kontağın değişen konumlarında dairesel karbon veya tel direnç elemanına temas
edilerek direnç direnç miktarı değiştirilir. Tarayıcı kol potansiyometrenin her iki ucu arasında hareket
etme kabiliyetine sahiptir. Bu özelliği sayesinde gerilim bölücü işlevini iyi bir şekilde yerine getirir.
Mesela radyoların ses kontrol düğmelerinin arka tarafında bu tür potansiyometreler bulunmaktadır.
Tel sargılı dirençler özellikle yüksek akımın geçtiği ama az bir direncin gerektiği yerlerde kullanılırlar.
Tolerans : Seri üretim metodu ile imal edilen dirençlerin tam değerleri garanti edilemez. Fakat bu bir
dezavantaj değildir. Çünkü bir çok elektronik devrede kullanılan direnç değerleri kritik değerde değildir.
100 ’luk bir direnç için 100 nominal değerdir. Tolerans %10 ise bunun anlamı ; direnç 90 ve 110 
arasında herhangi bir değerde olabilir.
Güç değeri : Dirençte ısınma sonucu bozulma meydana getirmeyecek maksimum değerdeki güç
değeridir. Bir çok elektronik devre için ; 0,25 ve 0,5 Watt gücünde dirençler uygundur. Güç değeri daha
yüksek direncin fiziksel boyutları da daha büyüktür.
Kararlılık : Bir direnç için kararlılık , ısı artışında ve kullanma ömrünün çok olmasına karşılık , değerini
koruyabilme özelliğidir.
Direnç renk kodları
Çizelge 2.4. Yapıldığı maddeye göre direnç özellikleri
ÖZELLİK
Maksimum değer
Tolerans
Güç
Kararlılık
Kullanım yeri
KARBON KARIŞIMI
20 M
 %10
0,125 – 1 W
Zayıf
Genel
KARBON FİLM
10 M
 %5
0,25 – 2 W
İyi
Genel
METAL OKSİT
100 M
 %2
0,5 W
Çok iyi
Hassas çalışmalar
TEL SARGILI
270 
 %5
2,5 W
Çok iyi
Düşük değerlerde
Renk kodları yerine etiketlerin kullanıldığı dirençler de vardır.bu tür etiketlerde (R) yüz omun altındaki
dirençler için ondalık noktanın konumunu gösterir. Mesela 2R7 2,7  demektir. Tolerans için kullanılan
harflerden (F) %1, (G) %2, (J) %5, (K) %10, (M) %20 anlamına gelmektedir. Buna göre bir
direncin etiketinde 2R7K yazıyorsa o direncin değeri 2,7  0,27 omdur.
Eğer direncin değeri 3 hane ile ifade edilemeyecek kadar büyükse dördüncü hane olarak çarpan sayı
yazılır. Mesela üzerinde 4702K yazan bir direncin değeri 47000 4700 omdur.
Çizelge 2.5. Direnç renk kodları ve anlamları
RAKAM
RENK
ÇARPAN TOLERANS
0
SİYAH
1
1
KAHVERENGİ
10
%1
2
KIRMIZI
100
%2
3
TURUNCU
1K
4
SARI
10K
5
YEŞİL
100K
%0,5
6
MAVİ
1M
%0,25
7
MOR
10M
%0,1
8
GRİ
%0,05
9
BEYAZ
ALTIN
0,1
%5
GÜMÜŞ
0,01
%10
Dirençler üzerindeki renklerin sayısı 4 veya 5 olabilir. Eğer direnç dört renkten oluşuyorsa ilk üç renk
direnç değerini dördüncü renk ise toleransı gösterir. Eğer direnç beş renkli ise ilk dört renk direnç
değerini beşinci renk ise toleransı göstermektedir. Dirençlerin renklerle kodlanmasında direnç değerini
veren renkler altın veya gümüş olamaz. Ayrıca siyah, turuncu , sarı ve beyaz tolerans olarak
kullanılmaz. Beyaz da çarpan olarak kullanılmaz.
Buna göre 1. ve 2. renklerin (eğer 5 renk varsa 3. renk de) karşılığı yan yana yazılır. Bir sonraki renk
çarpan olduğundan karşılığı kadar sıfır eklenir. Direnç değeri elde edilir.
Baskılı Kod
Bu kodlamada direnç üzerine harf veya rakam basılır. R’nin anlamı x1 , K’nın anlamı x10 3 , M’nin
anlamı x106 dır. Tolerans değeri ise en sona bir harf eklenerek belirlenir. J=%5, K=%10 , M=%20 .
bu kodlamaya örnekler aşağıdaki tabloda verilmiştir.
Çizelge 2.6. Baskılı kod gösterimi
DEĞER 0,27 3,3 10 220 1K 68K 100K 4,7M
İŞARET R27 3R3 10R 220R 1K0 68K 100K
4M7
ÖLÇÜ ALETLERİ İLE GERİLİM, AKIM VE DİRENCİN ÖLÇÜMÜ
Şekil 2.13. a) Analog ölçü aleti b) Dijital ölçü aleti
(a)
(b)
Şekil 2.14. Elektrik ölçü aletlerinin resimleri ve devre simgeleri a) Analog ölçü aletleri b) Dijital ölçü
aletleri
Şekil 2.15. Bir devre elemanının üzerine düşen gerilim ölçülmesi
Şekil 2.16. Bir devreden geçen akımın ölçülmesi
Şekil 2.17. Direnç ölçümü
Akım ve gerilim ölçümü öncesinde devre gücünün kesilmesi gerektiğini, güç kesikken ölçü aletinin
bağlanacağını, aletin kademesinin en yüksek değerde olmasıyla ölçüme başlanacağını, bağlantılar
bitince gücün uygulanacağını, göstergede okunan değer küçükse kademenin buna uygun olarak
küçültülmesi gerektiğini unutmayınız. Devrede güç varken ölçü aleti bağlantısı veya bağlantılarda
değişiklik asla yapmayınız!
Direnç ölçümü sırasında direnç elemanının devreden tümüyle yalıtılması gerektiğini unutmayınız. Ölçü
aletleri direnç ölçümü sırasında kendi güç kaynaklarını kullanırlar. Bu genellikle pillerden oluşur. Akım
ve gerilim ölçümü sırasında doğrudan devre gücünü kullanan ölçü aletlerinin devreye bağlanmaları ve
devreden çıkarılmalarıyla ilgili kurallara mutlaka uyulmalıdır.
DİYAGRAMLAR VE DEVRELERDE KULLANIMI
Elektik devrelerinde en çok kullanılan diyagramlar blok diyagramları ve simgeli gösterimlerdir. Simgeli
gösterimleri kullanmak için devre elemanlarının simgelerini bilmek gereklidir. Bu tür gösterimler teknik
elemanların bir anlamda stenosudur.
Çok kullanılan bazı simgeler aşağıdaki çizelgede verilmiştir.
Çizelge 2.4. Değişik devre elemanları ve gösterimleri
Blok gösterimlerde her bir blok bir işlevi temsil eder. Önceki bölümde kullandığımız basit bir elektrik
sistemine ilişkin gösterim bir blok gösterim idi. Blok gösterimlerde genel sistem anlamlı alt sistemlere
bölünür ve bu alt sistemlerin her biri bir bloğu temsil edecek şekilde bloklar arası bağlantılar yapılır.
Sistemler ana olarak elektrik enerjisini bir kaynaktan çok sayıda yüke dağıtırlar. Elektik enerjisinin akış
yönü blok gösterimde bu yüzden önem kazanmaktadır. Genel olarak güç kaynağından enerji
alınmakta dağıtım bileşenleri bu gücü değişik yüklere aktarmakta ve dağıtılan bu güç yükler tarafından
kullanılmaktadır.
Şekil 2.18. Basit bir blok gösterim
Şekil 2.19. Başka bir blok gösterim örneği
Blok gösterimleri faydalı olma yeteneğini yitirdiği anda simgeli gösterimler devreye girer. Blok
gösterimde kullanılan elektriki simgeler standardize edilmiş olduğundan bir başkası tarafından
tasarlanan çalışma bir diğer kişi tarafından kolayca anlaşılır. Bu gösterimde devrenin bağlantı şekilleri,
elemanların türleri ve değerleri ve önemli olan başka bilgiler kolaylıkla ifade edilebilir.
Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi her elemanın kendine özgü adı vardır. Mesela dirençler için R 1, R2,
R3 ve anahtarlar için S1 ve S2 kullanılmıştır. Güç kaynağının uçları artı ve eksi simgeleri ile belirtilmiştir.
Ek olarak elemanlar arasın bağlantı kabloları açıkça görülmektedir. Benzer olarak bir devrede kablo
sayısı dikkati dağıtacak kadar fazla ise bunların da kendilerine özgü adlarla kodlanmaları karışıklığı
önlemektedir.
Şekil 2.20. Basit bir devrenin resmi ve devre çizimi gösterimi
DOĞRU GERİLİM KAYNAKLARI
Doğru gerilim elde edilen kaynakların genellemesini yaparsak pil, akümülatör, doğru gerilim dinamosu
ile alternatif gerilimi doğru gerilime çeviren doğrultma devreleridir. Bunların yapılarına kısaca bakalım.
Piller
Alessandro Volta’nın buluşuyla keşfedilen piller kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren
aygıtlardır. Piller şu şekilde sınıflanabilir:
1. Atom pili
2. Yakıt pili
3. Güneş pili
4. Kuru pil
5. Sıvı piller
6. Gazlı piller
Atom pili uranyum ve grafit bloklardan oluşan ve nükleer enerjiden elektrik enerjisi elde etmeye
yarayan pillerdir. Yakıt pili dışarıdaki yakıttan örneğin: hidrojen ve oksijen gibi, elektrik enerjisi elde
etmeye yarayan düzeneklerdir. Güneş pilleri veya foto piller amorf silisyum kristallerinden elde edilen
P- N kavşaklı bir yarıiletken yapıdır. Kuru pilde elektrot olarak Çinko ve Karbon kullanılır. Sıvı pillerde
elektrolit sıvıdır. Basınç altındaki gaz içinde olan piller gazlı pil olarak adlandırılır.
Gündelik hayatta kullandığımız pilleri inceleyelim. Günlük hayatta kullandığımız kuru piller, çeşitli
boylarda ve güçlerde imal edilirler. Pillerin ürettiği voltaj üzerlerinde yazılıdır. Pillerin eskimesi halinde
bu voltaj değerinde düşme meydana gelir.
Gündelik kullanımdaki piller iki tiptir:
1. Şarj edilebilen piller



Nikel Kadmiyum piller
Nikel Metal Hidrit piller
Lityum İon piller
2. Şarj edilemeyen piller




Muhtelif alkali piller
Gümüş oksit piller
Çinko - Karbon pilleri
Cıvalı piller
Şekil 2.21. Pil örnekleri
Nikel kadmiyum piller :
Nikel-Kadmiyum pil pozitif elektrot (katot) olarak Nikel-Oksit, negatif elektrot (anot) olarak bir
Kadmiyum karışımı ve elektrolizinde Potasyum-Hidroksit kullanan pildir. Nikel Kadmiyum pil şarj
edilebilir. Böylelikle defalarca kullanabilirsiniz.
Şarjlı halde 1.44 volt maksimum voltaja sahiptir. Boş halde 1.2 voltta tutulmalıdır.Bu pillerin verimli
kullanılması için 1.1 volt pil geriliminde mutlaka tekrar şarj edilmeleri gerekir. Tüm pillerin üzerinde
mevcut olan pilin akım gücünü gösteren bir rakam mevcuttur Nikel-Kadmiyum piller akım şarjına
tabidirler. Şarj voltajları 1000 volta kadar çıkabilir. Ni-Cd piller üzerlerinde yazılı olan mA/saat değeri
ne ise o değerin onda biri kadar bir akım ile 14 saat şarj edilirler. Ama çoğu zaman hızlı şarj devreleri
ile çabuk şarj gerekli olur.Bu durum pilin ömrünü kısaltır ve genellikle pilleri 1 saatte şarj edecek kadar
akım basılır. Bu durumda 400 - 1000 mA gibi yüksek bir şarj akımı uygulanır. Bir Nikel Kadmiyum pilin
şarj olduğunu, sıcaklığının artmasından da anlayabiliriz; çünkü bu, durumda kimyasal reaksiyon bitmiş
verilen enerji ısı enerjisine dönüşmekte demektir. Bu tip pilleri şarj etmek için yapılacak şarj cihazının
voltajını yüksek tutmak ve akım regülasyonu yapmak gerekir.
Nikel - Kadmiyum pillerin şarjında değişik teknikler kullanılır, bunlar pilin ömrünü uzatmak için yapılan
işlemlerdir. Pil yarı boşalmış halde iken şarj edilmez, aksi halde pil hafızasında tuttuğu bu noktadan
ileriye doğru şarj olur bu da kapasitesini düşürür. Bu tip piller önce boşaltılır, sonra şarj edilir. Tricle
şarj tekniği denen bir teknik de gelişmiş şarj cihazlarında mevcuttur. Bu teknikte düşük akım kullanılır.
Bu pillerin kullanım yerleri Cep telefonları, Telekomünikasyon ekipmanları, Taşınabilir görsel-işitsel
ekipman, Acil durum lambaları vb.
Nikel metal hidrit piller
Nikel Kadmiyum pillerden sonra piyasaya çıkan bir pildir. Ni-Cd pillere göre daha yüksek kapasiteye
sahiptir. Ni-Cd piller gibi şarj edilirler. Her iki pilin de bir iç direnci vardır, bu direnç Ni-Cd pillerde daha
yüksektir, bu nedenle kullanılmadığında bu piller kendi içinden bir akım akıtır ve boşalırlar, bu olay NiMH pillerde daha çabuk olur ve daha kısa sürede boşalırlar. 1,2 ~ 1,6 saat içinde şarj olur.
Kullanım alanları, diz üstü bilgisayarlar, Cep telefonları, PHS telefonlar, telekomünikasyon cihazları,
video kameralar, dijital kameralar, elektrikli diş fırçaları, çeşitli taşınabilir cihazlar .
Lityum-İyon piller
Diğer şarj edilebilen pillere göre daha yüksek kapasiteleri olan pillerdir. Hafif piller olup, kendi kendine
boşalmaları yavaştır. Şarj edilmeleri biraz daha güçtür, fakat bir yandan kullanılır bir yandan da şarj
edilebilirler. Hem voltaj hem de akım regülasyonu ile şarj edilirler. Çok düşük sıcaklıklarda
kullanılmaya uygundur. Tek bir lityum pil yaklaşık 3V bir çıkış üretir.
Kullanım Alanları; flaş kullanan tamamen otomatik fotoğraf makineleri, ışıklandırma, radyolar,
elektronik kilitler, tıbbi cihazlar, su, gaz, elektrik sayaçları, hafıza yedekleme üniteleri.
Akümülatörler
Kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü diğer bir aygıtta akümülatör (akü)’dür. Pillerden
farklı olan yönü elektrotların bir elektrolitin içinde olmalarıdır. Ağırlıkla her tür taşıtta kullanılmakla
beraber telefon santrallerinde, telsizlerde, kesintisiz güç kaynaklarında kullanılmaktadır. Normal şarj
için akü kapasitesinin 1 /10 u kadar akım verilerek 24 saat süresince şarj yapılır.
Şekil 2.22. Akümülatör
Dinamolar
Doğru gerilim kullanılan yerlerde daha büyük güçlere ihtiyaç duyulduğunda elektromanyetik indüksiyon
prensibi ile çalışan dinamolar kullanılır. Çalışma prensibi manyetik alan içerisinde bir iletkenin hareket
ettirilmesi ile bir elektro-motor-kuvvet indüklenmesi olarak açıklanabilir.
Şekil 2.23. Dinamo (Doğru akım generatörü)
Doğrultma Devreleri
Alternatif gerilimin bulunduğu bir yerde doğru gerilime ihtiyaç duyulması halinde alternatif gerilimi
doğru gerilime dönüştüren devreler oluşturulur. Bu devrelerde esas olarak yarı iletken malzemeler
doğrultma işini yapmaktadır. İstenen doğru gerilimi elde edebilmek için oluşturulacak devrede
transformatör, kondansatör, zener diyot, transistör vb. elemanlardan faydalanılır.
Şekil 2.24. Örnek bir doğrultucu devre

2.Hafta

Transkript

Benzer belgeler

PathFinder - bekab kablo

PathFinder PF

SES İLE AKTİF OLAN ANAHTAR DEVRESİ (MC2830)

Rapor

gbpusd, eurjpy ve xauusd güniçi yorum

SÜPER BAS TAŞINABİLİR HOPARLÖR

11 - E-Kitap - AkademikPort