teÖ 01 doğru akım ve alternatif akım devreleri 522ee0243

8/3/2019 TE 01 Doru Akm ve Alternatif Akm Devreleri 522EE0243

1/120

T.C.

MLL ETM BAKANLII

BLM TEKNOLOJLER

DORU AKIM VE ALTERNATF AKIMDEVRELER

522EE0243

ANKARA, 2011


2/120

Bu modl, mesleki ve teknik eitim okul/kurumlarnda uygulanan ereveretim Programlarnda yer alan yeterlikleri kazandrmaya ynelik olarakrencilere rehberlik etmek amacyla hazrlanm bireysel renmemateryalidir.

Mill Eitim Bakanlnca cretsiz olarak verilmitir. PARA LE SATILMAZ.


3/120

i

AIKLAMALAR .......................................................................................................ivGR ...........................................................................................................................5RENME FAALYET -1........................................................................................ 71. LME VE L ALETLER..............................................................................7

1.1. Elektrik Kazalarna Kar Korunma ve lk Yardm ..........................................71.1.1. Ksa Devre.................................................................................................. 71.1.2. Sigortalar .................................................................................................... 71.1.3. Topraklama................................................................................................. 71.1.4. Yaltm........................................................................................................ 81.1.5. Elektrik Kazalarna Kar Alnacak Tedbirler............................................8

1.1.6. Elektrik arpmalarna Kar lk Yardm Tedbirleri...................................81.1.7. Yanklara Kar Tedbirler...........................................................................91.1.8. Yangna Kar Tedbirler.............................................................................9

1.2. El Takmlar ve Kullanm...............................................................................101.2.1. Kontrol Kalemleri ....................................................................................101.2.2. Pense.........................................................................................................101.2.3. Kargaburun...............................................................................................111.2.4. Yankeski................................................................................................... 11

1.3. Elektrik Enerjisi ve zellikleri........................................................................121.3.1. Elektrik Enerjisi........................................................................................12

1.4. letkenler, Yaltkanlar ve Yar letkenler ........................................................191.4.1. letkenler...................................................................................................191.4.2. Yaltkanlar................................................................................................191.4.3. Yar letkenler ..........................................................................................20

1.5. lme ..............................................................................................................211.6. Elektrik l Aletlerinin Tantlmas.............................................................. 23

1.6.1. Gsteren l Aletleri .............................................................................231.6.2. Kaydedici l Aletleri ........................................................................... 241.6.3. Toplayc l Aletleri............................................................................. 241.6.4. Bellekli (Hafzal) l Aletleri...............................................................25

1.6.5. l Aletlerine Ait Semboller ve Anlamlar............................................251.7. l Aletlerine Ait Terimler ........................................................................... 271.7.1. Doruluk Derecesi....................................................................................271.7.2. Duyarllk .................................................................................................271.7.3. l Aletinin Sabitesi ..............................................................................271.7.4. lme Snr .............................................................................................271.7.5. lme Alan .............................................................................................281.7.6. l Aletlerinin Sarfiyat .........................................................................28

1.8. l Aletleri .................................................................................................... 281.8.1. Analog l Aletlerinin Ortak zellikleri...............................................28

1.8.2. Analog l Aletlerinin Mekanik Ksmlar............................................311.8.3. Dijital l Aletlerinin Genel Tanm .....................................................32

NDEKLER


4/120

ii

1.8.4. Doruluk Derecesine Gre l Aletleri.................................................36

1.8.5. Kullanm Yerlerine Gre l Aletleri....................................................36UYGULAMA FAALYET...................................................................................38LME DEERLENDRME...............................................................................41

RENME FAALYET -2......................................................................................422. DORU AKIM......................................................................................................42

2.1. Elektrik Devreleri............................................................................................422.1.1. Elektrik Devrelerinde Kullanlan Elemanlar ............................................422.1.2. Devre eitleri ..........................................................................................44

2.2. stel Fonksiyonlar ..........................................................................................462.2.1. stel Fonksiyonlarn Karakteristii .........................................................46

2.3. Diren..............................................................................................................492.3.1. Diren Deerini Etkileyen Faktrler ........................................................502.3.2. Diren Renk Kodlar ................................................................................532.3.3. Diren Deerinin llmesi.....................................................................54

2.4. Elektrik Akm ve Gerilimi .............................................................................562.4.1. Elektrik Akm..........................................................................................562.4.2. Doru Akm..............................................................................................582.4.3. Elektrik Potansiyeli ve Gerilim................................................................582.4.4. Akmn ve Gerilimin Yn ......................................................................592.4.5. Gerilim lme..........................................................................................61

2.4.6. Akm lme .............................................................................................652.5. Ohm Kanunu ................................................................................................... 682.5.1. Ohm Kanunuyla Gerilim Hesaplama .......................................................692.5.2. Ohm Kanunuyla Akm Hesaplama ..........................................................692.5.3. Ohm Kanunuyla Diren Hesaplama.........................................................71

2.6. ve G..........................................................................................................712.6.1. ...............................................................................................................712.6.2. G ...........................................................................................................722.6.3. G lme................................................................................................72

UYGULAMA FAALYET...................................................................................74

LME DEERLENDRME...............................................................................79RENME FAALYET3 ......................................................................................813. ALTERNATF AKIM............................................................................................81

3.1. Alternatif Akm ile Doru Akm Arasndaki Farklar......................................813.2. Alternatif Akmn Elde Edilmesi.....................................................................823.3. Alternatif Akmda Kullanlan Terimler...........................................................84

3.3.1. Alternans ..................................................................................................843.3.2. Periyot ......................................................................................................843.3.3. Frekans .....................................................................................................85

3.4. Alternatif Akm ve Gerilimin Deerleri..........................................................85

3.4.1. Ani Deer .................................................................................................853.4.2. Maksimum Deer.....................................................................................86


5/120

iii

3.4.3. Ortalama Deer ........................................................................................ 86

3.4.4. Etkin Deer ..............................................................................................863.5. Sinzoidal Akmn Vektrlerle Gsterilmesi..................................................873.5.1. Faz ............................................................................................................873.5.2. Sfr Faz.................................................................................................... 883.5.3. leri Faz .................................................................................................... 893.5.4. Geri Faz .................................................................................................... 893.5.5. Faz Fark................................................................................................... 90

3.6. Alternatif Akm ve Gerilimi llmesi ..........................................................913.6.1. Analog Avometre ile Akm ve Gerilim lme........................................923.6.2. Dijital Avometre ile Akm ve Gerilim lme..........................................93

3.6.3. Frekansmetre ............................................................................................943.6.4. Osilaskop..................................................................................................98UYGULAMA FAALYET.................................................................................107LME VE DEERLENDRME.......................................................................113

MODL DEERLENDRME ................................................................................115CEVAP ANAHTARLARI....................................................................................... 116KAYNAKA...........................................................................................................118


6/120

iv

AIKLAMALAR

KOD 522EE0243

ALAN Biliim Teknolojileri

DAL/MESLEK Alan Ortak

MODLN ADI Doru Akim ve Alternatif Akim Devreleri

MODLN TANIMIBu modl, doru akm ve alternatif akm devreleri kurup budevrelerin elektriksel lmlerini yapabilme becerilerininkazandrld bir renme materyalidir.

SRE 40/32

N KOUL n koulu yoktur

YETERLK Doru akm ve alternatif akm devreleri kurmak.

MODLN AMACI

Genel Ama:renci, bu modl ile gerekli ortam salandnda; igvenlii kurallarna uygun ekilde doru ve alternatif akmdevreleri kurarak devre zerindeki lmleri, l aletinezarar vermeden ve hatasz olarak yapabilecektir.Amalar:

1. lme ilemlerini yapabilecektir.2. Doru akm devresi kurabilecektir.3. Alternatif akm devresi kurabilecektir.

ETM RETMORTAMLARI VEDONANIMLARI

Ortam:Elektrik - Elektronik laboratuvar, iletme ortam.Donanm (Ara-gere, ekipman ve koullar)Projeksiyon, analog/dijital l aletleri, elektrik kablolar,eitli byklk ve eitlerde diren, kondansatr, bobin,diyot, transistr, mantksal devre elemanlar.

LME VEDEERLENDRME

Modl iinde yer alan her renme faaliyetinden sonra verilenretici sorular ile rendiiniz bilgileri pekitirecek ve

kendinizi deerlendireceksiniz.Modl sonunda ise lme arac (oktan semeli test, doru-yanl testi, boluk doldurma vb.) kullanarak modluygulamalar ile kazandnz bilgi ve becerileri lerekkendinizi deerlendireceksiniz.

AIKLAMALAR


7/120

5

GR

Sevgili renci,

Alternatif Akm Devreleri modl ile endstriyel otomasyon teknolojileri alanndagerekli olan elektrik devre analizi ve devre elemanlarnn zelliklerine ynelik bilgi veteknolojiye ait temel yeterlikleri kazanacaksnz.

Gnlk hayatta ska kullandmz alternatif akm, doru ve gvenli bir ekildekullanabileceksiniz. Ayrca alternatif akma ait elektriksel byklkleri (akm, gerilim, g,enerji ve frekans) ve bu byklklerin aralarndaki ilikileri kavrayacaksnz.

Bu modl baarl bir ekilde tamamladnzda Biliim Teknolojileri alanndaalternatif akma iliki problemleri zebilecek, her gn i yerinizde ve evinizdekarlatnz sorunlar ok rahat zebileceksiniz.

Doru Akm Devreleri modl ile endstriyel otomasyon teknolojileri alanndagerekli olan doru devre analizi ve devre elemanlarnn zelliklerine ynelik bilgi veteknolojiye ait temel yeterlikleri kazanacaksnz.

Gnlk hayatta ska kullandmz doru akm, doru ve gvenli bir ekilde

kullanabileceksiniz. Ayrca doru akma ait elektriksel byklkleri (akm, gerilim) ve bubyklklerin aralarndaki ilikileri kavrayacaksnz.

Bu modl baarl bir ekilde tamamladnzda endstriyel otomasyon teknolojisialannda doru akmla ilgili problemleri ok rahat zebileceksiniz.

GR


8/120

6


9/120

7

RENME FAALYET -1

Deiik tipteki avometrelerle (multimetrelerle) gerekli blm ve kademe ayarlarnyapp uygun balant eklini kurarak akm, gerilim, diren, endktans ve kapasite deerlerinihatasz ve tekniine uygun olarak lebileceksiniz.

Avometrelerin yap, ekil ve eitlerini aratrarak bir rapor haline getiriniz.

1. LME VE L ALETLER1.1. Elektrik Kazalarna Kar Korunma ve lk Yardm

1.1.1. Ksa Devre

Ksa devre; krmz, sar, mavi, ntr ve toprak hatlarnn en az ikisinin birbirine temasederek elektriksel akmn bu yolla devresini tamamlamasdr.

Elektrik akm tayan devrelerde ksa devre olmas olaandr. zellikle yksekgerilim ihtiva eden sistemlerde mmkndr. Byle bir durum ok byk tehlikeler arz eder.Bugn gerek sistemi, gerekse sistemde grev yapan elemanlar korumak iin eitlinlemlerin alnmas balca yaptrmlar arasna girmitir.

1.1.2. Sigortalar

Alternatif ve doru akm devrelerinde kullanlan cihazlar ve bu cihazlarda kullanlan

iletkenleri, ar akmlardan koruyarak devreleri ve cihaz hasardan kurtaran elamanlardr.Sigortalar; evlerde, elektrik santrallarnda, endstri tesislerinde kumanda panolarnda,elektrikle alan btn aletlerde kullanlr.

1.1.3. Topraklama

Binann elektrik sistemi kurulurken binann dnda topraa belirli bir byklkte birbakr ubuk veya bakr levha gmlr. Bu bakr ubua bal bir kablo, binann giriindekifaz ve ntrn binaya ilk girdii ana elektrik kutusuna kadar getirilir. Bu noktadan itibarentm binaya, tm dairelere bir faz, bir ntr ve bir de toprak hatt gider. Toprakl prizlerdeortadaki iki delik faz ve ntr' e bal iken, d taraftaki metal kntlar da toprak hattnabalanr.

RENME FAALYET1

AMA

ARATIRMA


10/120

8

1.1.4. Yaltm

1.1.4.1. Koruyucu Yaltma

Normalde gerilim altnda olmayan, ancak yaltm hatas sonucu elektriklenebilenparalarn izoleli yaplmasdr. Elektrik ilerinde kullanlan penseler, kargaburunlar,tornavidalar ve benzer el aletleri uygun ekilde yaltlm; yadanlklarn, sprgelerin,fralarn ve dier temizlik aralarnn saplar akm geirmeyen malzemeden yaplmolmaldr.

1.1.4.2. zerinde Durulan Yerin Yaltlmas

Yerleri deimeyen sabit elektrikli makine ve aralarla, elektrik panolarnn tabanalanna tahta zgara, lastik paspas vb. konulmak suretiyle yaplan bir korunma nlemidir. Bukorunma nlemi, herhangi bir elektrik kaanda insan topraa kar yaltt iin elektikarplmas gereklemez.

1.1.5. Elektrik Kazalarna Kar Alnacak Tedbirler

Elektrik tesislerinde, evlerimizde, i yerlerimizde yaplan hatalar ve yldrm dmesisonucunda insan hayat ile ilgili elektrik arpmas ve yanklar meydana geldii gibi yangnlarda ba gsterebilir. Bunlara kar ani ve etkili tedbirler almak suretiyle zararlar en dkseviyede tutulabilir.

1.1.6. Elektrik arpmalarna Kar lk Yardm Tedbirleri

zerinden elektrik akm geerek elektrie arplan bir kimse, komaya girmise tekrarhayata kavuturmak iin vakit kaybetmeden aadaki ilk yardm tedbirleri uygulanr:

Kazazedenin elektrik arpmasna maruz kald hatal akm devresi derhalkesilir; bunun iin duruma gre fi prizden ekilir, anahtar alr veya sigortakarlr.

Eer akmn derhal kesilmesi mmkn olmazsa elektrik alan, kuru bir tahtaparas, bir baston veya benzeri, kolayca tedarik edilebilecek yaltkan bir cisminaracl ile kazazededen uzaklatrlr.

Eer elektrik tesislerinin uzaklatrlmas mmkn olmazsa, bu taktirdekazazede, elbisenin kuru olan ksmlarndan ekilerek veya kazazedeyi kuru birbez veya elbise paras ile tutarak gerilimin altnda bulunan tesis ksmndanuzaklatrlr.

Bu esnada yardm eden kimselerin de ayn zamanda elektrik arpmasna maruzkalmamalar iin kazazedenin el, kol, ayak veya bacak gibi plak vcutksmlarndan tutarken ayn zamanda topraklanm maden ksmlara temasetmemeye ve iletken zemine basmamaya dikkat etmeleri gerekir.

Komaya girmi olan kazazedenin elbiselerini kartmak iin zamankaybetmeden derhal suni teneffs uygulanr ve bu ie olumlu sonu alnncayakadar uzun zaman devam edilir. Kazazedenin ldne kesin olarak kanaat


11/120

9

getirilmeden, mesela lm morluu ba gstermeden veya k tutulduunda

gz bebeklerinde daralma olduu srece suni teneffse nihayet verilmemelidir. Bir taraftan suni teneffs yaptrlrken dier taraftan da hastaneye veya en yaknilk yardm merkezine telefon ederek shhi yardm istenmeli ve ambulansarlmaldr.

Kazazede, amblansla hastaneye nakledilirken dahi bir taraftan oksijenverilirken dier taraftan derhal suni teneffse devam edilmelidir.

Kazazedeye suni teneffs yaptrmak iin gelitirilmi cihazlar vardr. Ancakbunlar hastanelerde ve ilk yardm merkezlerinde bulunduklarndan, bu cihazlarolmadan da suni teneffs yaptrlabilir. Elektrik arpmasnn ba gsterdiiyerlerde hibir zaman zel suni teneffs cihazlar bulunmadndan ve esasenbunlar tedarik edinceye kadar hastann bekletilmesine msaade edilmeyip

derhal suni teneffse balanmas art olduundan, arasz suni teneffsuygulanmasnn nemi ok byktr. Suni teneffs, nefes alma merkezlerinin dinlenmesini ve rahatlamasn salar;

bylece suni teneffs yaptrlan hasta, bir sre sonra kendiliinden nefes almayabalar. Bu sre, icabnda 5 saat veya daha fazla srebilir. Onun iinnbetleerek suni teneffs yaptrabilmek iin birka yardmcnn hazrbulundurulmasnda fayda vardr.

Suni teneffs yaptrlacak kazazede, havadar ve rahat bir yere srt st yatrlr.Nefes almay kolaylatrmak iin yakas alr, varsa kravat zlr. Azn,mideden gelen veya azda kalm olan yiyecek artklarndan temizlenmesi veayet varsa, takma dilerin karlmas arttr. Dilin geri ekilerek boaz

tkamamasna dikkat edilir. Bunun iin dilin daima az iinde serbest olmassalanr.

1.1.7. Yanklara Kar Tedbirler

Byk yank yaralarna pudra dklmez, ya veya merhem srlmez ve sargyaplmaz. Yank yaralar sadece mikropsuz ve temiz rtlerle rtlr.

Kk yank yaralar ancak zel merhemlerle ve antiseptik sarg bezleriylesarlr.Byk sanayi iletmelerinde ilk yardm iin yetitirilen ekip, gerekli ila vetedavi aralar ile donatlm olarak yardma hazr bulundurulur.

1.1.8. Yangna Kar Tedbirler

Yalnz elektrik tesisleri sebebiyle meydana gelen yangna kar deil; genel olarakyangn hangi kaynaktan gelirse gelsin btn yangnlara kar evlerde ve i yerlerinde yangnsndrme cihazlar ve yangn sndrmek iin gerekli ara ve gereler daima alr birdurumda hazr bulundurulmal ve personel, yangn sndrme iin eitilmelidir.

Yangn, elektrik tesislerindeki bir hatadan kaynaklanmasa dahi ilk tedbir olarak anaanahtar alarak veya ana sigortalar karlarak elektrik tesisleri gerilimsiz braklr. Byleceyangn sebebi ile meydana gelen izolasyon hatalar yznden ksa devrelerin ve yeni yangn

ortamnn meydana gelmesi nlenmi olur. Eer yangnn balad bir yerde ayrca bir ahs


12/120

10

elektrie arplmsa veya yank yaras almsa, bu kimse emin bir yere nakledilerek evvela

yangn sndrlr ve bundan sonra ilk yardm tedbirleri uygulanr.

1.2. El Takmlar ve Kullanm

1.2.1. Kontrol Kalemleri

Kontrol kalemleriyle devrede enerji ve kaak olup olmad ve cihaz kontrol gibiilemler yaplr.

Bu kontrol ilemleri yaplrken dikkatli olunmaldr. Kontrol kalemleri ile lmyaplrken dik tutulmaldr ve dikkatli olunmaldr. Yan tutulmas veya dikkatsiz lm

yaplmas neticesinde ksa devre (faz-ntr, faz-faz akmas) durumu ile karlalabilir.

Kontrol kalemlerinin ular hassas olduundan tornavida yerine kullanlmas dorudeildir. Tornavida yerine kullanlmas durumunda ular abuk bozulur, ayrca tornavidalarkadar darbelere dayankl olmadklarndan kolay krlrlar. Kontrol kalemi, ancak devredegerilim olup olmadnn kontrolnde kullanlr.

Resim 1.1: eitli kontrol kalemleri

1.2.2. Pense

letkenleri, kk paralar tutmaya, ekmeye, sktrmaya ve bkerek ekil vermeyeyarayan bir alet olan pensenin sap ksmlar izole edilmitir. Elektrikilerin kullandpenseler daha kuvvetli olup metal ksma yakn olan blgeye elin temas etmemesi iinkaymay nleyici kntlar yaplmtr.

Elektronikilerin kullandklar ise daha kk yapda yayl ve sap ksmnda kntyoktur. Bazlarnda ise az ve sap ksmna ilaveler yaplarak iletken ve sac kesme gibi ileriin de kullanlabilmektedir. Ayrca ayarl pense, papaan pense, dz ve eri segmanpenseleri ile kerpeten de deiik amalar iin imal edilmi pense gurubunda saylanaletlerdir. Ancak bu aletleri kullanrken elini veya dier parmaklarn kstrmamak iin

dikkatli olmak gerekmektedir.


13/120

11

Resim 1.2: Pense

1.2.3. Kargaburun

Penseye gre az ksm daha ince ve uzun olmas nedeni ile pensenin samayacayerlerdeki paralarn tutulmas ve daha kk ldeki bkme, kvrma ve ekillendirmeilerinde kullanlr. Dz ve eri azl olmak zere eitleri vardr.

Resim 1.3: Kargaburun

1.2.4. Yankeski

letkenleri kesmek amacyla kullanlan bu aletin de elektrikiler ve elektronikilerinkullanabilecei ekilde yaplm olanlar vardr. Bunun yannda daha kaln kablolar kesmekiin kablo makaslar kullanlabilir.

Resim 1.4:Yankeski


14/120

12

1.3. Elektrik Enerjisi ve zellikleri

Enerji ksaca tanmlamak gerekirse i yapabilme gc ve yeteneidir. Skalerbyklktr. Toplamda 8 tane ana enerji tr bulunmaktadr. Bu trler ; potansiyel enerji,kinetik enerji, s enerjisi, k enerjisi, elektrik enerjisi, kimyasal enerji, nkleer enerji ve sesenerjisidir.

1.3.1. Elektrik Enerjisi

1.3.1.1. Elektrik Enerjisinin Tarihesi ve Tanm

Bilim, doann temel yasalarnn aratrlmas ve renilmesi etkinliidir. Teknolojiise insanln doa iindeki gcn arttrmasna olanak salar. nsanlk binlerce yldan beri,hem doay anlamaya ve kavramaya, hem de onun yasalarna bal kalarak gcn veetkinliini arttrmaya almtr. Tatan balta yaplmas, atein kefi, ok ve yayn icad,bronz ve demirin kefi ve eritilmesi, tekerlein icad, piramitlerin yapm, hayvanlarnevcilletirilmesi ve byk tarm devrimi, insanln binlerce yl nce salam olduubilimsel ve teknolojik gelimenin en nemli aamalarndan bazlardr. Ancak bu gelimelerok uzun tarihsel dnemlerde gerekleebilmitir. Keif ve icatlarn birikmesi, nfusunartmas, ulam ara ve imknlarnn oalmas ve yaznn bulunmasyla, bilimsel veteknolojik gelimeler de hzlanmaya ve eitlenmeye balamtr.

Bir enerji kayna ve arac olarak elektriin pratikteki kullanm, henz yenisaylabilecek modern dnemlere zg olmakla birlikte, elektrik kavramnn ve elektrikleilgili dnce ve deneyimlerin douu ve geliimi olduka eskidir. Elektrik ve mknats(magnet) szcklerinin kkeni eski Yunancadan gelmektedir. Elektrik szcnn kayna "kehribar " anlamna gelen Yunanca elektron szcdr. Mknats (magnet) szcnn de,mknats talarna olduka sk rastlanan Bat Anadolu'daki Magnesia (bugnk Manisa)blgesinden tredii sanlmaktadr. Ancak elektrik ve manyetizma ile ilgili elimizdeki ilkyazl belgeler eski Yunan filozof Tales'in (M..625-M..545) elektrie ve manyetizmayailikin nemli gzlemlerde bulunduu, Aristoteles'in yazlarndan reniyoruz. Bugzlemlerinde Tales, kehribarn hafif cisimleri ve mknats tann da demiri ekebilmezellii bulunduunu saptamtr. Hatta daha da ileri giderek bu iki tr olay arasnda ilikikurmaya almtr. Romal air Lukretys, De Nerum Natura adl yaptnda mknats tanndemir halkalar ekebildiinden sz etmektedir.

Elektrik yklerinin art ve eksi olarak belirlenip adlandrlmasn salayan BenjaminFranklin (1706-1790)'dir. Franklin, yapt eitli deneylerin sonucunda elektriin belirliortamlarda fazla veya eksik llerde bulunabilen bir sv olduu grne vard. Herikisinde de elektrik eksiklii ya da fazlal bulunan cisimlerin birbirini ittiini, birindeeksiklik dierinde fazlalk olan cisimlerin ise birbirlerini ektiini leri srd. Fazlal artelektrik, eksiklii ise eksi elektrik olarak adlandrd. Leyden iesiyle ilgili deneyleri desrdren Franklin, Leyden iesinden boalan elektriin oluturduu atrtlar ve kvlcmlarile frtnal havalardaki gk grlts ve imek arasnda bir iliki olmas gerektiini

dnd ve 1752'de, frtnal bir havada uurduu bir uurtma ile bir leyden iesiniyklemeyi baard. Franklin'in bu deneyden pratik yararlar elde etme ynndeki giriimleri


15/120

13

paratonerin bulunmasna giden yolu at. Bu nedenle, yldrma kar bir korunma arac

olarak kullanlan ve topraa bal bir metal ubuktan ibaret olan paratonerin gerek yaratcsFranklin'dir. 1782 ylnda Amerika'nn Philadelphia kentinde paratoner kullanan konut says400' geiyordu.

Volta daha sonra buluunu gelitirdi ve tuzlu suyla nemlendirilmi kartonlarlabirbirlerinden ayrlm ince bakr ve inko levhalar st ste koyarak hazrlanabilen pilleryapt. Volta pili ksa bir sre iinde, zellikle kimya dalnda olmak zere nemli gelimelereyol at. ngiliz kimyac Humphry Davy ( 1778 - 1829 ), 1807 ylnda, zel olarak yaplmgl bir Volta pilini kullanarak bileikler iinden elektrik akmn geirmek suretiylepotasyum ve sodyumu bileiklerinden ayrmay baard. Elektrodinamiin kurucusu olanAmpre ayn zamanda elektrik lme tekniklerini de gelitirdi ve serbeste hareket eden bir

inenin yardmyla elektrik akmn len bir aygt yapt. letkenlerden geen elektrikakmna ilikin almalar yapan Alman fiziki Georg Simon Ohm (1789-1854), biriletkenden geen akmn iletkenin ular arasndaki gerilim ile doru, iletkenin direnciyle tersorantl olduunu buldu. Ohm, gnmzde kendi adyla anlan bu yasay ve onunla ilgilidncelerini 1827 ylnda yaynlad.

lk kez deniz fenerlerinde kullanlan ark lambalar daha sonra sokak aydnlatlmasndada kullanlmaya baland. Bu yndeki ilk uygulama, 1877 ylnda Paris'te Avenue d'Operacaddesinin ark lambalar ile aydnlatlmasdr. Bu uygulama alternatif akmla alan arklambalar ve enerji kayna olarak da Gramme dinamolar kullanlmt. Benzeri sokak veiyeri aydnlatma sistemleri daha sonra Avrupa ve Amerika'nn belli bal ehirlerinde de

kullanlmaya baland. XIX. yzyln ilk yarsnda ngiltere'de platin flman kullanlan akkorlambalar yaplmt. Ancak lambalarda istenilen dzeyde vakum elde edilemedii iinbaarl sonular alnamamtr. Civa pompasnn bulunmasyla yksek vakum salamaolanaklar dodu ve bylece daha iyi sonular alnd. Ancak akkor lambann ticariuygulamaya girebilmesini salayan mucit, Amerikal Thomas Alva Edison (1847-1931)'dr.Edison, 1877'de, sesi kaybedip yineleyebilen gramofonu (fonograf) gelitirmiti. ki yl sonrada lamba zerinde almaya balad. En uygun flman maddesinin seimi iin yzlercedeney yaptktan sonra karbon flmanl akkor lamba iin patent bavurunu yapt. yl sonraNew York sokaklar artk bu lambalarla aydnlanyordu. Edison yaam boyuncagerekletirdii eitli bulular iin 1093 patent ald.

Kimya ve elektrik devrimlerinin balamas iin yaklak bir yzyln daha gemesigerekmitir. Elektrik devrimi kavramn da Coulomb'un kendi adyla tannan yasasnyaynlad 1785 ile Maxwell'in "Treatise on Electricity and Magnetism (Elektrik veManyetizma zerine nceleme) " adl yaptn yaynlad 1873 tarihi arasndaki dnem iinkullanabiliriz. 88 yl sren bu dnemde matematikteki gelimelerle elektrikteki gelimelerarasnda yakndan ilikiler vardr. Bu ilikiye rnek olarak, elektrik ve manyetizmannmatematik kuramnn kurulmasnn nclerinden biri olan G. Green'i ve almalarnverebiliriz. [ Bir frncnn olu olan ve kendisi de frnclk yapan Green (1793-1841), hieitim almakszn kendi kendini yetitirmi ender rastlanan matematikilerden biridir.Elektrikle ilgili tm matematiksel almalar izlemi ve 1828 ylnda "Matematikzmlemenin Elektrik ve Manyetizma Kuramlarna Uygulanmas zerine Deneme" adl

makalesini yaynlamt. Bu makalede gelitirilen ve bugn onun adyla anlan Greenkarllk teoremi ile Green teoremi ve Green ilevleri, elektrik potansiyelinin


16/120

14

hesaplanmasnda kullanlan en nemli aralardr. Green, 40 yanda Cambridge

niversitesi'ne kaydolmu ve matematik blmn drdnc olarak bitirmiti. ] Elektrik ilematematik arasndaki iliki iin daha zel olarak da unu syleyebiliriz. rnein, Franszmatematiki Pierre Simon Laplace (1749-1827) Laplace Denklemini, Fransz matematikiJoseph Fourier ( 1768 - 1830 ) Fourier Serilerini ve Alman matematiki Carl Friedrich Gauss( 1777 - 1855 ) vektr hesabnn nemli bir teoremi olan Gauss Teoremini gelitirmiolmasayd, modern elektromanyetizma kuram da gelitirilemezdi.

1.3.1.2. Elektrik Enerjisinin zellikleri

Elektrik enerjisinin dier enerji trlerine dntrlmesi kolaydr. Dier enerji trlerine gre ok uzaklara tanmas ve kullanlmas son derece

rahattr. Verimi yksektir. Bir enerji, istenen baka bir enerji trne dntrlrken,ekseriya istenmeyen baka enerji trleri de ortaya kar. Bunlarn arasndazellikle s enerjisinin byk olmas dikkati eker. stenmeyen bu s enerjisi,yararlanlamad iin yitirilir ve verimi drr. te elektrik enerjisinin sdanbaka bir enerjiye dntrlmesinde oluan s enerjisi az olduu iin verimiyksektir.

Elektrik enerjisi saysz bir ok paraya ayrlarak kullanlabilir. rnein: Birelektrik santralnda kazanlan elektrik enerjisi, enerji tama hatlaryla bykkentlere gtrlmekte ve orada saysz konut ve i yerlerine datlarakkullanlmaktadr.

Elektrik enerjisi bulunduu yerin ekonomik, sosyal ve kltrel dzeylerini hzlaykseltir ve kendisine kar duyulan gereksinmenin artmasna gene kendisineden olur.

Elektrik enerjisi toplumlarn ekonomik, sosyal ve kltrel ynlerdenkalknmasn salayan ve ada uygarln en nemli aralarndan biridurumundadr.

Son 50 yl iinde ba dndrc bir hzla ilerleyen teknolojideki geliimler vehatta bir ev kadnnn eli altna bir makinann verilmesi (rnein amarmakinesi) elektrik enerjisi sayesinde olanakl olmutur.

Elektrik enerjisinin belirtilen bu ve bunlara benzer avantajlar ve iyi ynleri yan sra

sakncal ynleri de vardr. Bunlarn banda elektrik enerjisinin depo edilemeyen bir enerjitr olmas gelir. Nitekim elektrik enerjisi retildii anda kullanlmak zorunluluundadr.Bundan dolay retim ile tketim arasnda devaml bir dengenin bulunmas gerekir. Ayrcaretim sisteminde bir arza ortaya ktnda, bu sisteme bal saysz abonede hizmetlerindurmasna ya da aksamasna neden olur. Bu nedenle, elektrik enerjisinin retiminde sreklibir devamlln salanmas ve elde byk lde yedek sistemlerin bulundurulmaszorunludur. Elektrik enerjisinin bir baka sakncas da retimine paralel olarak tama vedatm iin zel dzenlere kesinlikle gereksinme duymasdr. Oysaki, rnein: bir dokumafabrikas rnlerini tketiciye gtrmek iin zel yollara ve tatlara gereksinme duymaz. Bugrevi herkesin yararland bir yoldan ve bir kamyon ile yapabilir. Buna karn elektrikenerjisinin tama ve datlmas iin projeye ayrca yatrmlarn (rnein: direkler, teller,

izolatrler) katlmas zorunlu olmaktadr.


17/120

15

Birim zamandaki elektrik enerjisi, elektrik gc olarak tanmlanr. Bu nedenle g ilezamann arpmndan elektrik enerjisi miktar hesaplanabilir.

W = P.tW: Elektrik enerjisi [Ws] veya [J]P: Elektrik gc[W]T: Zaman[s]

Enerji birimi olarak [Ws] veya [J] kullanlmaktaysa da bazen ifade edilmek istenenenerji miktar ok daha byk olabilmektedir. Gnlk hayatta daha ok [Wh] ya da [kWh]birimleri kullanlmaktadr.

Aada enerji birimlerini ve anlamlarn grebilirsiniz.

Tablo 1.1: Enerji birimleri ve anlamlar

rnek 1.4: Evimizde kullandmz 100[W]lk lambay gnde 4 saat yaktmzda 30 gniin bu lambann harcad toplam enerji miktarn hesaplaynz.

zm 1.4

En kolay hesaplama iin kullanlacak birim [Wh]dir. Buna gre:W=100[W]x4[h] x 30= 12000[Wh] (30 gnde harcanan toplam enerji)

1[kWh] = 1000[Wh]W=12000/1000=12[kWh] (30 gnde harcanan toplam enerji)

Zaman saniye cinsinden kullanrsak enerji miktar [Ws] olarak ifade edilir.t=4[h]=4x60x60[s]W=100[W]x4x60x60[s]=1440000[Ws] (1 gnde harcanan toplam enerji)W=100[W]x4x60x60[s]x30=43200000[Ws] (30 gnde harcanan toplam enerji)

1[Ws]=1[J] W=1440000[J] W=43200000[J]


18/120

16

UYGULAMA FAALYET

Bu uygulama faaliyeti ile 220 V AC gerilimde alan deiik gteki lambalarndijital Avometre ile AC akm ve geriliminin lmn kavrayabileceksiniz.

lem Basamaklar neriler

lm iin kullanlacak 220V gerilimdeeri insan sal iin tehlikeliolabileceinden uygulamalarnzda ok

dikkatli olunmas gerekir.

Devre emasna gre gereksinim duyulanalet ve gereleri seerek deney masaszerinde uygun konumda yerletiriniz.

Transformatrn ve dijitalavometrenin ayarlarn kontrol ediniz. Btn anahtar ve butonlar lmdennce kapal durumda olmaldr (zellikleoutput butonu). Gerilim kaynann k gerilimiminimum seviyede olmaldr.

Devre emasna gre kablolarlabalantlar yapnz. Dijital avometrenin seici anahtarn ACdurumuna getiriniz ve lm kademesini300Vtan daha byk bir deere getiriniz.

Balantlar ve ayarlar btn grupyeleri tarafndan kontrol edildikten sonraretmeninizi arnz.

Gerilim kaynan altrnz v e kgeriliminin 0V olup olmadn kontrolediniz. Output butonuna basnz ve kgerilimini ayar dmesi yardmylaykseltiniz. k gerilimi istenen deerine

gelinceye kadar devrede beklenmeyen birdurum olup olmadn kontrol ediniz. lm sonularn kaydediniz. Output butonuna basarak kgeriliminin 0V olmasn salaynz. Lambay deitirip lm ilemlerinitekrar ediniz. Her iki durum iin direnlerihesaplaynz.


19/120

17

Bu uygulama faaliyeti ile paralel balantda hangi lambann parlak yanabileceini

anlayabileceksiniz.


Deneyden nce hangi lambann dahaparlak yandn (veya daha fazla enerjiharcadn) dnnz. Nedeniniaklaynz. Dncelerinizi grupyeleriyle paylanz. Daha sonrayaptnz gerilim ve akm lmleriyledncelerinizi karlatrnz.

Devre emasna gre gereksinim duyulanalet ve gereleri seerek deney masaszerinde uygun konumda yerletiriniz.

Gerilim kaynann ve dijitalavometrenin ayarlarn kontrol ediniz. Btn anahtar ve butonlar lmdennce kapal durumda olmaldr (zellikleoutput butonu). Transformatrn k gerilimiminimum seviyede olmaldr.

Devre emasna gre kablolarlabalantlar yapnz. Dijital avometrenin seici anahtarn ACakm durumuna ve lm kademesinimaksimum akm durumuna ayarlaynz.

Balantlar ve ayarlar btn grupyeleri tarafndan kontrol edildikten sonraretmeninizi arnz.

Gerilim kaynan altrnz v e kgeriliminin 0V olup olmadn kontrolediniz. Output butonuna basnz ve 220 Voluncaya kadar gerilimi kademe kademeykseltiniz. Bu ilemi yaparken devredebeklenmeyen herhangi bir durum olupolmadn kontrol ediniz (zellikle dijitalAVOmetre deerleri). lm sonularn kaydediniz. Output butonuna basnz. Gerilim ayardmesini minimum seviyeye getiriniz. Parlak yanan lambann gc ......[W] . Yandaki tablo iin hesaplamalar yapnz.


20/120

18

Bu uygulama faaliyeti ile seri balantda hangi lambann parlak yanabileceini

anlayabileceksiniz.


Deneyden nce hangi lambann dahaparlak yandn (veya daha fazla enerjiharcadn) dnnz. Nedeniniaklaynz. Dncelerinizi grupyeleriyle paylanz. Daha sonrayaptnz gerilim ve akm lmleriyledncelerinizi karlatrnz.

Devre emasna gre gereksinim duyulanalet ve gereleri seerek deney masas zerindeuygun konumda yerletiriniz.

Transformatrn ve dijitalAVOmetrenin ayarlarn kontrol ediniz. Btn anahtar ve butonlar lmdennce kapal durumda olmaldr (zellikleoutput butonu). Transformatrn k gerilimiminimum seviyede olmaldr.

Devre emasna gre kablolarlabalantlar yapnz. Dijital avometrenin seici anahtarn AC

durumuna getiriniz ve lm kademesini 300V tan daha byk bir deere getiriniz.

Balantlar ve ayarlar btn grupyeleri tarafndan kontrol edildikten

sonra retmeninizi arnz.

Transformatr altrnz ve kgeriliminin 0V olup olmadn kontrolediniz. Output butonuna basnz ve 220Voluncaya kadar gerilimi kademe kademeykseltiniz. Bu ilemi yaparken devredebeklenmeyen herhangi bir durum olupolmadn kontrol ediniz (zellikle dijitalavometre deerleri).

lm sonularn kaydediniz. Output butonuna basnz. Gerilim ayardmesini minimum seviyeye getiriniz. Parlak yanan lambann gc .......[W]. Yandaki tablo iin hesaplamalar yapnz.


21/120

19

1.4. letkenler, Yaltkanlar ve Yar letkenler

Elektrik enerjisinin iletim durumlarna gre maddeler e ayrlr. Bunlar basit olaraktanmlayacak olursak;

Elektrik ileten tm maddelere letken, elektrik iletmeyen maddelere yaltkan, elektrikiletkenlii bakmndan, iletken ile yaltkan arasnda kalan maddelere ise yar iletken denir.

Bir maddenin elektrik enerjisine kar gstermi olduu tepki o maddenin atomyapsna bal olarak deimektedir.

1.4.1. letkenler

Bir maddenin iletkenliini belirleyen en nemli faktr, atomlarnn sonyrngesindeki elektron saysdr. Bu son yrngeye "Valans Yrnge" zerinde bulunanelektronlara da "Valans Elektron" denir. Valans elektronlar atom ekirdeine zayf olarakbaldr. Valans yrngesindeki elektron says 4 'den byk olan maddeler yaltkan 4 'denkk olan maddeler de iletkendir. rnein bakr atomunun son yrngesinde sadece birelektron bulunmaktadr. Bu da bakrn iletken olduunu belirler. Bakrn iki ucuna birelektrik enerjisi uygulandnda bakrdaki valans elektronlar g kaynann pozitif kutbunadoru hareket eder. Bakr elektrik iletiminde yaygn olarak kullanlmaktadr. Sebebi isemaliyetinin dk olmas ve iyi bir iletken olmasdr. En iyi iletken altn, daha sonragmtr. Fakat bunlarn maliyetinin yksek olmas nedeniyle elektrik iletiminde

kullanlmamaktadr.

letkenlerin balca zellikleri:

Elektrik akmn iyi iletirler. Atomlarn d yrngesindeki elektronlar atoma zayf olarak baldr. Is, k ve

elektriksel etki altnda kolaylkla atomdan ayrlrlar. D yrngedeki elektronlara Valans Elektron denir. Metaller, baz sv ve gazlar iletken olarak kullanlr. Metaller, sv ve gazlara gre daha iyi iletkendir. Metaller de, iyi iletken ve kt iletken olarak kendi aralarnda gruplara ayrlr. Atomlar 1 valans elektronlu olan metaller, iyi iletkendir. Buna rnek olarak,

altn, gm, bakr gsterilebilir. Bakr tam saf olarak elde edilmediinden, altn ve gme gre biraz daha kt

iletken olmasna ramen, ucuz ve bol olduundan, en ok kullanlan metaldir. Atomlarnda 2 ve 3 valans elektronu olan demir (2 d elektronlu) ve

alminyum (3 d elektronlu) iyi birer iletken olmamasna ramen, ucuz ve bololduu iin gemi yllarda kablo olarak kullanlmtr.

1.4.2. Yaltkanlar

Yaltkan maddelerin atomlarnn valans yrngelerinde 8 elektron bulunur. Bu tr

yrngeler doymu yrnge snfna girdii iin elektron alp verme gibi bir istekleri yoktur.


22/120

20

Bu sebeple de elektrii ilemezler. Yaltkan maddeler iletken maddelerin yaltmnda

kullanlr. Yaltkan maddelere rnek olarak tahta, cam ve plastii verebiliriz. sterseniz burnekleri arttrabilirsiniz. Elektrik akmn iletmeyen maddelerdir. Bunlara rnek olarak cam,mika, kt, kauuk, lastik ve plastik maddeler gsterilebilir. Elektronlar atomlarna skolarak baldr. Bu maddelerin d yrngedeki elektron saylar 8 ve 8 'e yakn saydaolduundan atomdan uzaklatrlmalar zor olmaktadr.

1.4.3. Yar letkenler

Elektrik akmnn bir deere kadar akmasna izin vermeyen bu deerden sonra sonsuzkk diren gsteren maddelerdir. Yar iletkenler periyodik cetvelde 3. ve 5. gruba girerler.Bu demektir ki son yrngelerinde elektron alcl veya vericilii iletkenden fazlayaltkandan daha azdr.

letkenler: Pt, Ni, Au, Cu, Al, Fe, Yaltkan: Ebonit, Cam, Tahta, Su, Yar iletkenler: S, Ge, Br, Al, In(indiyum),

ekil 1.1: Yer durumu

Ksmen Dolu bant ile iletkenlik eridi akmsa iletken olurlar.

ekil 1.2: Band yer durumu

Dolu Bant ile Balama eridi birbirine yaklat zaman iletken hale gelir. Eer yariletkenlere belirli bir gerilim uygulanrsa Yasak Enerji Aral yok edilir ve balama eridiile iletkenlik band bitiir ve iletkenleir.

Yar iletkenlerin balca u zellikleri vardr:

letkenlik bakmndan iletkenler ile yaltkanlar arasnda yer alrlar, Normal halde yaltkandrlar.


23/120

21

Ancak s, k ve magnetik etki altnda brakldnda veya gerilim

uygulandnda bir miktar valans elektronu serbest hale geer, yani iletkenlikzellii kazanr. Bu ekilde iletkenlik zellii kazanmas geici olup, d etki kalknca

elektronlar tekrar atomlarna dnerler. Tabiatta basit eleman halinde bulunduu gibi laboratuarda bileik eleman

halinde de elde edilir. Yar iletkenler kristal yapya sahiptirler. Yani atomlar kbik kafes sistemi

denilen belirli bir dzende sralanmtr. Bu tr yar iletkenler, yukarda belirtildii gibi s, k, etkisi ve gerilim

uygulanmas ile belirli oranda iletken hale geirildii gibi, ilerine baz zelmaddeler katlarak ta iletkenlikleri arttrlmaktadr.

Katk maddeleriyle iletkenlikleri arttrlan yar iletkenlerin elektronikte ayr biryeri vardr. Bunun nedeni Tablo 1.5 'de grld gibi, elektronik devreelemanlarnn retiminde kullanlmalardr.

1.5. lme

lme:

Her hangi bir bykln kendi cinsinden tanml bir birimle karlatrma ilemidir.Ancak, lmenin yaplmas iin, llmek istenen bir byklk, o byklkle ilgilitanmlanm bir standart birim ve o standarda uygun bir lme cihaznn bulunmas gerekir.

rnein llmek istenen byklk bir uval patatesin miktar ise, ktle birimi ilgilibir standart ve o standarda uygun yaplm bir tart cihaznn olmas gerekir. Ktle birimi kgve tart aleti de kantar olarak bilinmektedir. Bir uval patates denildiinde, patatesin miktaryeterince ak deildir. Burada miktar, uvaln byklne ve doluluk oranyladeiebilmektedir. 50 kilogram patates denildiinde uvaldaki patatesin arl net birekilde belirtilmi olup uvaln bykl veya doluluu ile artk yorum yapmaya gerekkalmaz.

Her meslek dalnn iinde lme ilemi vardr. Elektrik-elektronik alanndaki lmelerpozitif bilimin bir dal olan fizik biliminin iinde yer alr. Elektrik-elektronik alanndakilme uygulamalar Elektrik Mhendislii ad altnda yrtlmektedir.

Elektrik Mhendisliinin ilk gzlemsel deneyi iin srtnme ile elektriklenme olay rnek verilebilir. Statik elektrik yk ve elektrostatik alan kavram C.A.Coulombtarafndan ifade edilen Coulomb Kanunu " ile aklanmaktadr.

Elektrik ykleri arasndaki itme ve ekme kuvvetlerinin llmesine ait deney olarakkabul edilir.

Kantitatif (nicelik ) lmeyi ilk olarak elektrik devresine uygulayan bilim adam G.S.Ohm olarak bilinir. 1827 ylnda yapt aklamada bir direncin ularna uygulananelektrik kuvveti veya basnc sonucunda bu direnten geecek elektrik akm, direncinbykl ile ters orantldr eklindedir. ( Daha sonra bu ifade Ohm Kanunu olarak kabul

edildi.)


24/120

22

O gnlerde elektrik kuvveti veya basnc, elektrik akm ve diren tanmlanmam

olduklarndan bir direnten geen akmn bykl basit bir l aleti olan TangentGalvanometresi ile llyordu. Tangent Galvanometresi , bir bobin ve zerinde birgstergeden ibaretti.

Elektrik alannda yaplan almalarn artmas sonucunda bu alandaki deneyleri dearttrmtr. Deneyler arasnda bilgi transferinin ortaya kmas zerine bu transferin, ancaknceden tanm yaplm birimler zerine olabilecei dnlm ve birim (unit ) kavramzerinde durularak lmenin tanm yaplmtr. Buna gre lme: llecek byklkte,daha nceden tanm yaplan bir birimin tekrarlanma saysdr.

lmenin nemi

Bizim amzdan elektrik devrelerinde meydana gelen olaylar kolaylkla anlalmolur. lmeler, cihazn onarmnda, arza yerlerinin bulunmasnda veya bir elektrikdevresindeki hattan geecek akm miktarn bilmek ve ona gre iletken tayin edilmesindeyardmc olur. Sonu olarak elektrik, elektronik ile ilgili her konuda bir eyler ifadeedebilmemiz lmenin bir neticesi olacaktr.

lme, bugn gndelik hayatmzda oka kullandmz bir ilem olup uzunluumetre, arl kilogram, scakl santigrat ve sv hacimlerini litre ile lmekteyiz. Herhangibir uzunluk miktar llrken dnyada herkes tarafndan kabul edilen 1 metrelik uzunluunllecek uzunluk ierisinde ne kadar bulunduunun karlatrlmas yaplr. Dier tm

lme ilemlerinde mantk ayndr. Gnlk hayatta lm yapmak ve herhangi birbykl, o bykln birimi ile karlatrmak ilemi ile farknda olarak veya olmadanou kez karlap lme yapmadan birok ilemlerimizi sonulandramamaktayz.Alacamz rn standart birimi ile karlatrp miktarn ve fiyatn tespit etme ihtiyac,lme ilemini zorunlu klan bir faktrdr. Elektriksel byklklerinin llmesi, yani kendibirimi ile karlatrmasn da zorunlu klan faktrler mevcuttur. Bunlar: Harcanan elektrikenerjisini lmek, alcnn alma standartlarna uygun elektriksel byklkler ile alpalmadn kontrol ederek srekli ve kesintisiz almay salamak, llen elektrikselbykln deerine gre istenmeyen durumlar iin nlem almak, elektrik ve elektronikelemanlarnn salamlk kontroln yapmak, devre veya devrelerde arza tespiti yapmak veenerji olup olmadn kontrol etmek bu zorunluluu meydana getiren faktrlerden

bazlardr.

lme Tanmlar :

En olaan lme ilemi ayn cinsten iki bykln karlatrlmasdr. Bazen de ikiyada daha ok farkl cinsten byklk birbirinin cinsinden hesaplanr, evrilir.

te bu evirmeleri, hesaplamalar yapmak veya lme sonucunu saysal olarakdeerlendirebilmek iin, herkesin kabul ettii belirli bir birim alnr. Setiimiz fizikselbykle, bir birim ile lme ve o byklk iinde o birimden ka tane bulunduunugsteren "l says" elde edilir.


25/120

23

Bu sayya, birimi ile "ls" denir ve her zaman l says yazlrken yannda birimi

olur. rnein "kapnn boyu 1,90m" dir.Burada l says 1,90 'dan oluan anlaml rakamyla verilmitir. Ve kapnn boyu

1,885 m. ile 1,905 m. arasndadr. Bu lme sonucundaki mutlak hata snr yani gerekdeer ile llen deer arasnda olabilecek fark 0,005 m. = 0,5 cm.'dir. Bu tanma balolarak bir de "bal hata snr" vardr. Mutlak hata snr, llen deere blnmesiylebulunur.

rnein; 1,6 V ile 1,60 V gerilimleri arasndaki fark nedir? Fark birisinde 6rakamndan sonra gelecek rakam bilinmektedir ve bunun sonucu olarak birinde mutlak hatasnr 0,05 V birinde 0,005 V 'tur ve bu da bal hata snrn deitirir. Birinin %3 iken

dierinin %0,3 'tr. Grld gibi bal hata snr kldke artar.

lm yapmak iin analog veya saysal aletler kullanrz. nk kendi duyuorganlarmz en fazla titreim says, uzunluk ve a karlatrmas yapabilir.

Analog lme ilemlerinde, llmesi gereken byklk ya bir aya yada uzunluaevrilir ve bu gzlenir. Gstergenin dnme as gsterge altndaki bir skalann a lei ilekarlanr. Gstergenin altndaki blmlenmi aya skala lei veya iskele denir.

Dijital lme ilemleri ise biraz farkldr. llmek istenen bykln ierisinde obykln yeteri kadar kk belirli kuontlarndan ka tane bulunduu ok kere bir

elektronik saycyla saylarak gsterilir. Yani, llecek byklk herhangi bir titreimliolayn titreim saysna evrilir ve bu titreim says uygun bir sayc ile saylarak gzlenir.

Fiziksel byklklerin llmesinde, her byklk iin bir l birimi kullan ldgibi, elektriksel byklklerin llmesinde de elektriksel birimler kullanlr.

1.6. Elektrik l Aletlerinin Tantlmas

1.6.1. Gsteren l Aletleri

Bu l aletleri ltkleri elektriksel bykln o andaki deeri skalasndan veya

gstergesinden gsteren, baka bir lme geildiinde eski deeri kaybedip yeni lmdeerini gsteren l aletleridir (Resim 1.1). Bu l aletlerinin ltkleri deerleri geriyednk kendi belleine kaydetme zellii yoktur, ancak son zamanda gsteren laletlerinde l aletleri ile bilgisayar arasnda yaplan balant ve bilgisayara yklenenyazlm ile bu l aletlerinin istenen gn, saat ve dakikada kaydettikleri deerler bilgisayarortamnda grntlenebilmektedir.


26/120

24

Resim 1.5: Gsteren l aletlerine rnekler

1.6.2. Kaydedici l Aletleri

Kaydedici l aletleri, llen bykln deerini zamana bal olarak grafikkad zerine izerek kayt ederler (Resim 1.2). Bu l aletlerinde geriye dnk llendeerlerin okunmas ve incelenmesi mmkndr. Bu tip l aletleri genellikle elektriksantrallerinde retilen enerjinin takibi iin kullanlr.

Resim 1.6: Kaydedicili l aletlerine rnekler

1.6.3. Toplayc l Aletleri

Toplayc l aletleri, ltkleri elektriksel byklk deerini zamana bal olaraktoplarlar (Resim 1.3). Bu l aletlerinin ekrannda okunan deer, lme balad andanitibaren lt deerdir. Yani lt deeri bir nceki deerin stne ilave ederek lmyaparlar. Enerji kesildiinde llen deer sfrlanmaz. Elektrik sayalar bu tip l

aletlerine verilebilecek en iyi rneklerden biridir.

Resim 1.7: Toplayc l aletlerine en iyi rnek sayalardr


27/120

25

1.6.4. Bellekli (Hafzal) l Aletleri

l aletleri ltkleri deerleri anlayabilmemiz iin farkl ekillerde gstergelerkullanrlar. Sabit mknatsl l aletlerinde llen deeri gstermek iin ibrenin alt ksmnayerletirilmi olan ve zeri izgiler ve saylarla blmelenmi, iaretlenmi olan bir skalakullanlmaktadr. Dijital l aleti olarak nitelendirilen l aletlerinde ise bu ilem iinsonucu bize saysal olarak gsteren dijital bir ekran (7segment display veya LCD ekran gibi)kullanlmaktadr. Osilaskoplar veya spektrum analizrler gibi gelimi ve ileri seviyecihazlarda ise llen deeri gstermek iin CRT (katot nl tp) veya gnmzde renkliLCD ekranlar kullanlmaktadr.

Ayrca baz l aletlerinde llen byklkler veya sinyaller eitli ekillerdeilendikten sonra istenirse daha sonra tekrar incelemek veya baka lmlerle karlatrmakamac ile kaydedilebilmektedir. Kaydetme ilemi l aletinin zelliine gre l aletininkendi i hafzasna yaplabilecei gibi, baz lm aletleri zerinde kayt ilemleri iin disketyuvalar bulunmakta ve kaytlar disketlere yaplabilmektedir.

Gnmzde l aletleri, anlattmz birok zellii (lme, sinyal ileme, gsterme,kaydetme, karlatrma) bir arada bulundurmaktadr. Bu tip l aletleri entegre bir yapyasahiptir. rnein gelimi bir osilaskop zerinde hem sinyaller gsterilmekte, hemsinyallerin genlik ve frekanslar izlenebilmekte, hem de bu sinyaller kaydedilebilmektedir.Saysal l aletlerinde saysal olarak sinyal ileme, sinyallerin bir say dizisi ile temsiledilmesi ve ilerindeki zel bilgilerin eitli ilemlerle kartlmasdr . Bu t ip ilemyapabilen l aletleri ile saysal sinyaller ve sistemler zerinde simlasyonlar ve deneyleryaplabilmektedir. Osilaskop veya spektrum analizr bu tip bir l aletidir.

1.6.5. l Aletlerine Ait Semboller ve Anlamlar

Elektrik elektronik alannda en ok kullanlan l aletleri aada belirtilmitir. Bul aletlerinin tamamnn dijital ve analog modelleri mevcuttur. Bu l aletleri ve ltbyklklere ksaca deinelim;

Ampermetre: Doru veya alternatif akm devrelerinde alcnn ektii akmlen l aleti olup devreye seri balanr. Ampermetreler (A) harfi ile belirtilir.

Voltmetre: Doru ve alternatif akm devresinin ya da devreye bal bir alcnnularndaki gerilim deerini lmeye yarayan l aleti olup devreye paralelbalanr. Voltmetreler (V) harfi ile belirtilir.

Lcrmetre: Elektrik devrelerinde deiik amalar iin kullanlan ve alc olarakgrev yapan diren, bobin ve kondansatrn; diren, endktans ve kapasite


28/120

26

deerlerini len l aletleridir. Lcrmetre ile doru lm yapabilmek iin

uygun kademe seimi yaplmaldr.

Wattmetre: Doru ve alternatif akm devrelerinde alclarn ektiklerielektriksel gc len aletleridir. Wattmetreler akm ve gerilim bobinlerinesahip olup akm bobini devreye seri, gerilim bobini devreye paralel balanr.G hesaplamalarda (P) harfi ile ifade edilir.

Frekansmetre: Alternatif akm devrelerinde elektrik enerjisinin frekansnlen aletlerdir. Frekansmetreler devreye paralel balanr ve (Hz) eklinde ifadeedilir.

Multimetre: Elektrik veya elektronik devrelerinde akm, gerilim, diren,frekans endktans ve kapasite lm yapar. Bunlarn yan sra elektronik

elemanlarn salamlk kontrol ve u tespiti ilemleri yapabilen tmleik laletleridir.

Osilaskop: Elektrik ve elektronik devrelerinde akm ve gerilimin deeri,frekans ve faz fark lmlerini dijital veya analog ekranda grafiksel olarakgsteren aletlerdir.

Elektrik Sayac: Elektrik devrelerinde alclarn harcad elektrik enerjisini,yani harcanan g ile zaman arpmn len l aletleridir. sayalarda akm vegerilim bobini olmak zere iki bobin bulunur. Akm bobini devreye seri, gerilimbobine devreye paralel balanr.


29/120

27

1.7. l Aletlerine Ait Terimler

1.7.1. Doruluk Derecesi

l aletlerinin hibiri yzde yz doru lm yapamaz. Her l aletinin mutlakabelirli bir hata pay vardr. Bir l aletinin yapaca en byk hata, imalat firmatarafndan l aletinin zerine yazlarak belirtilir.

Belirtilen bu hata miktarnn l aletinin lme snrnn almad srece geerliolduu unutulmamaldr. Ayrca aletin kullanm frekans, g katsays, llen akmn dalgaekli, lm yaplacak ortamdaki scaklk miktar, l aletinin kullanm ekline uygunkullanlmamas (yatay veya dikey) aletlerin lme hatasn artran faktrlerdir. lmehatasnn az veya ok olmas, l aletinin doruluk derecesini gsterir. l aletleri

doruluk derecesine gre 0,1-0,2-0,5-1- 1,5-2,5 olmak zere alt snfa ayrlr. 0,1 ve 0,2snfna dahil olan l aletlerinin hata yzdesi az olup yapt klar lmlerin doruluuyksektir. 1,5 ve 2,5 snfna dahil olan l aletlerinde ise hata yzdesi fazla olup yaptklarlmlerin doruluu, yani gerek deerle llen deer arasndaki fark daha fazladr.

0,5 snf bir voltmetrenin son skala taksimat 1000 volttur. Bu l aletininyapabilecei en byk lm hatasn bulacak olursak:

%0,5x1000=0,005x1000=5 volt

yani 0,5 snf, bu l aletinin 1000 volt deerinden 5 volta kadar fazla ya da 5 volta kadar

az bir deer gsterebileceini ifade eder.1.7.2. Duyarllk

l aletinde llen bykln ok kk deiimlerinin skala veya gstergedeifade edilebilmesidir. Btn l aletlerinin kadran taksimatlar eit aralkl deildir. Kadrantaksimatlar eit aralkl olan l aletlerinde duyarllk ayndr. Yani herhangi bir lmdeerinde ibre skala taksimatnn banda da sonunda da ayn oranda sapar. Dijital laletlerinde duyarllk, 380,1 volt yerine 380,18 volt olarak ifade eden l aleti dahahassastr. nk daha kk byklk deiimlerini ifade edebilmektedir.

1.7.3. l Aletinin Sabitesi

Sabite, lme snr deerinin skala taksimatndaki blnt saysna orandr. Skalataksimat eit aralkl (lineer) olan l aletlerinde bu oran sabit olup skala taksimat eitaralkl olmayan (logaritmik) l aletlerinde bu oran sabit deildir.

Sabite:K= Aletin lme snr/ Alet skalasndaki blnt says olarak ifade edilir.

1.7.4. lme Snr

Bir l aletinin skala taksimatnda gsterdii en son deere, yani lebilecei enbyk deere lme snr denir.


30/120

28

1.7.5. lme Alan

Bir l aletinin skalasnda gsterdii en kk deer ile en byk deer arasndakalan ksm l aletinin lme alann verir. rnein, bir ampermetrenin skalataksimatndaki en kk deer sfr, en byk deer 5 A ise bu ampermetrenin lme alan(0 - 5 A) olarak ifade edilir. Bir voltmetrenin skala taksimatndaki en kk deer -10 mV enbyk deer +10 mV ise bu voltmetrenin lme alan (-10 + 10 mV ) olarak ifade edilir.

1.7.6. l Aletlerinin Sarfiyat

l aletinin lme snrna kadar sapma yapmas durumunda kendisi iin harcadenerji miktardr. Bu enerji miktar analog l aletinin az ya da ok sapmasna gre deiir.

Analog l aletleri lm iin balant yaplan noktadan enerji salarken dijital l aletlerig sarfiyatn kendi ierisinde bulunan pilden salarlar, ebekeden beslenen dijital laletlerinde (pano tipi) ise sarfiyat llen deere gre deimez, sabittir.

1.8. l Aletleri

Analog l aletlerinin tanmndan daha nce bahsetmitik, imdi bu l aletlerininortak zelliklerine ve yaplarna deinelim.

1.8.1. Analog l Aletlerinin Ortak zellikleri

Analog l aletlerinin ok eitli yap ve alma prensibine sahip olanlarbulunmakla birlikte bunlarn hepsinde de ortak olan zellikler bulunmaktadr.

1.8.1.1. altrc Moment

l aleti devreye balandnda aletin ibresi bulunduu yerden ileriye doru sapar.Sapmay gerekletiren bu kuvvete altrma kuvveti denir. Saptrma kuvvetini elektrikakm meydana getirir. Saptrma kuvveti, l aletinin ibresini skala taksimat zerindehareket ettiren kuvvettir. altrma kuvveti, l aletinin hareketli ksmnda meydana gelensrtnme kuvvetini yenip lm miktarna gre skalada gerekli sapmay gerekletirecek

kadar olmaldr. Bu yzden l aletinin hareketli mekanizmasndaki srtnme kuvveti okaz olmaldr. Saptrma kuvveti, aletin hareketli ksmnn arl ile doru orantldr. laleti ne kadar kk ise altrma kuvvetini meydana getirecek akm miktar o kadar azalr.Bu sayede aletin lm yaparken harcad enerji de o kadar klm olur.

1.8.1.2. Kontrol Momenti

altrma kuvvetine kar koyan baka bir kuvvet bulunmazsa herhangi bir deerlldnde meydana gelecek altrma kuvveti srtnmeyi yendikten sonra ibrenin sonakadar sapmasna neden olur. Bu sebepten dolay l aletlerinde kontrol kuvveti ilealtrma kuvveti snrlandrlr. altrma ve kontrol kuvvetinin birbirine eit olduu anda

ibre, llen deerin ifade edildii noktada durmu olur.


31/120

29

l aletlerinde kontrol kuvveti iki ekilde salanr.

ekil 1.3 Kontrol yay ve kar arlkla kontrol kuvveti

Yay ile Kontrol Kuvveti: Genel olarak spiral eklinde sarlm yaylarkullanlr. Spiral yayn bir ucu hareketli ksma; bir ucu ise sabit ksmatutturulur. altrma kuvvetinin etkisi ile hareketli ksm dnnce yay kurulurve yayn skmas ile meydana gelen kuvvet ibreyi frenler, ayn zamanda yaydameydana gelen bu kuvvet lme ilemi tamamlandnda ibrenin sfradnmesini salar. Kontrol yaylar ibrenin dnme ynne ters olacak ekildemonte edilirler.

Kar Arlk ile Kontrol Kuvveti: l aletlerinin bazlarnda kontrol kuvvetikk arlklar ile salanr. Bu arlklar genellikle ibrenin arka ksmna doruve birbirine dik gelecek ekilde yerletirilir. bre sfr konumunda ikenarlklarn hibir etkisi yoktur, altrma kuvveti ile ibre saptnda dengenoktas deien arlklar kontrol kuvveti grevi yaparlar. Bu teknikte kontrolkuvveti sapma as ile doru orantl olduundan sapma az iken kontrol kuvvetiaz, sapma ok iken kontrol kuvveti oktur. Bu yzden logaritmik skalataksimatna sahip l aletlerinde daha ok kullanlr . Bu arlklar vidalyaplarak kalibrasyon iin arlklarn alarnn ayarlanmas ve l aletlerindemeydana gelen lme hatalarnn azaltlmas salanr.

1.8.1.3. Amortisman Momenti

Herhangi bir elektriksel byklk lldnde l aletinin ibresi meydana gelenaltrma kuvveti etkisi ile sapar. Bu esnada meydana gelen kontrol kuvveti bu sapmay engellemek iin devreye girdiinden, ibre bir sre bu iki kuvvet arasnda gidip gelir. Bu

durum ibrenin salnm yaparak lme sresinin uzamasna ve zaman kaybna neden olur.Bunun nne gemek iin l aletlerinde ibreyi frenleyen ve sal nm yapmasn nleyenamortisr kuvvetleri oluturulur. Amortisr kuvveti ibre hareket ederken kendini gsteriphareket bittiinde etkisi ortadan kalkan bir kuvvet olup deiik ekillerde oluturulur.

Haval amortisr Svl amortisr Elektromanyetik amortisr

Haval Amortisr: Bu amortisr sisteminde ibre, bir manivela kolu ile pistonabaldr. Pistonun bir ucu l aletinin hareketli ksmna yani ibreye

balanmtr. brenin hareketi pistonu hareketlendirir ve piston ierisinde


32/120

30

skarak basnc ykselen hava ibrenin hareketine ilave bir diren gstererek

ibre hareketini snrlandrr. Bylece ar sapmay ve salnm nler.

ekil 1.4: Haval amortisr

Svl Amortisr: alma prensibi olarak haval amortisr sistemine benzer.

Aletin miline dili veya kanat taklmtr. Diskin ya ierisinde dnmesiesnasnda bir srtnme oluur. Bylece ibrenin sapma hz yavalam olur.Amortisrn gl olmas istenirse kanatl tipler tercih edilir. Svl amortisrnen byk sakncas dik kullanma mecburiyeti ve ya szdrma tehlikesidir.

ekil 1.5: Dik ve kanatl tip svl amortisr

Elektromanyetik Amortisr: Bu amortisr eklinde daimi mknats kutuplararasnda dndrlen bir disk zerinde oluan fukolt akmlarnn, kendinimeydana getiren sebebe kar koyma etkisine dayanr. Disk, manyetik kuvvetizgileri ierisinde hareket ederken kuvvet izgilerinin diski kesmesi sonucudisk zerinde manyetik alan oluur. Lens kanuna gre oluan bu alann yndiski frenleyecek yndedir. Bu amortisr sistemi manyetik alandanetkilendiinden manyetik alann bulunduu ortamlarda kullanlamaz.

ekil 1.6: Elektromanyetik amortisr


33/120

31

1.8.1.4. Atalet Momenti

l aleti lm yaplacak noktaya baland anda, llen bykln etkisi ilel aletinin hareketli ksm ani bir hareketlenme kazanr ve ou zaman ibre gstermesigereken deerden ileriye doru sapar. te bu ilk anda meydana gelen momente ataletmomenti denir. Atalet momenti, daha sonra amortisr ve kontrol kuvveti tarafndandengelenir ve ibre, gstermesi gereken deerde kalr. brenin dengelendii ve gstermesigereken deerde kald bu kuvvet deeri de altrma kuvveti olarak nitelendirilir.

1.8.2. Analog l Aletlerinin Mekanik Ksmlar

Analog l aletlerinin mekanik ksmlar genel olarak; daimi mknatsllar skalataksimat ve ibreler, sfr ayar vidas ve ibrelerden olumaktadr.

1.8.2.1. Daimi Mknatslar

Elektrik l aletlerinde kullanlan mknatslar ok yer kaplamakta ve arlkyapmaktadr. Bu nedenle l aletlerinde kullanlacak mknatslarn kk ebatta ve hafifolmas l aletlerinin arlnn azalmasna sebep olmaktadr. Daimi mknats yapmndagenellikle volframl elikler, kobaltl elikler ve alminyum nikelli elikler kullanlr.Alminyum nikelli elikten yaplan daimi mknatslar daha kuvvetli bir manyetik alanoluturur.

1.8.2.2. Skala Taksimatlar

ekil 1.7: a-rnek skala taksimat, b- breler, c- Bir ampermetre skalas

Analog l aletlerinin birounda tek bir skala olmasna karlk birden fazla kademekullanlarak ayn bykln farkl deerlerinin veya farkl farkl byklklerin llmesisalanr. Her skala taksimatnn lt deerler zerine, byklklerin cinsi de yannayazlmtr. Analog l aletlerinde ibrenin gsterdii deer kademe anahtarnn bulunduu

konuma gre deiik arpanlar ile arplr.


34/120

32

Analog l aletlerinin skala taksimatnda genellikle aada belirtilen bilgilere yerverilir:

l aletini yapan firmann ad ve firmann amblemi Elektrik akmnn hangi cinsinde kullanlaca (AC-DC) Aletin lm yaplrken bulunmas gereken duru ekli Aletin duyarll l aletinin yaltkanlk kontrolnn ka volt ile yapld l aletinin sembol lme hatas retim ve seri numaras Kullanm frekans

1.8.2.3. breler

Analog l aletlerinde, llen bykl bir ibre ve kadran taksimat belirler.llen bykln miktar kadar sapma yapan ibre, skala zerinde bir yerde durur. breninkendisinin ya da ucundaki ince ksmnn skaladaki deerle tam akt yer o andaki llenbykln deeridir. Skala levhalar genellikle alminyum, sac, inko veya presbantkttan yaplrlar ve zeri beyaz boya ile boyanarak okunacak deerler siyah yaz veyaiaretler ile taksimatlandrlr.

Okuma hatasn azaltmak amac ile ibre ve skala taksimat izgilerinin mmkn olduukadar ince (0,08 mm) olmas gerekir. Taksimat izgilerinin altna erit halinde bir ayna

yerletirilir. Bu ayna ibrenin kendisi ile grntsnn st ste getirilerek ibreye tam kar danbaklmasn ve okuma hatasnn azaltlmasn salar.

1.8.3. Dijital l Aletlerinin Genel Tanm

Analog l aletleri ile yaplan lmde ibre sapmasyla ibrenin skala taksimatzerinde gsterdii deer llen deerdir. llen deerin okunmas srasnda okumatekniini yeterince bilmemekten kaynaklanan okuma hatas yaplabilir. Ancak, gnmzderetilen dijital l aletleri ile yaplan lmlerde daha kolay sonu alnabilmekte ve okumahatasndan kaynaklanan hatalar sz konusu olmamaktadr. Dijital l aletleri, ltdeeri ayrntl olarak ast ve st katlarn belirterek saysal olarak lebilmektedir. Dijitall aletleri aynen analog l aletlerinde olduu gibi tek bykl lmek iinampermetre, voltmetre, wattmetre vb. eklinde yaplmaktadr. Ayn zamanda birden fazlabykl lmek ve deiik test ilemlerini yapmak iin de dijital multimetreleryaplmaktadr. Dijital multimetreler ile akm, gerilim, diren ve endktans lmlerinin yansra frekans, diyot kontrol, scaklk, transistr ya da akm kazanc vb. deerler de lendijital l aletleri retilmektedir. Bu yzden bu l aletlerine, ok sayda byklkltnden multimetre denmektedir. Gnmzde dijital multimetrelerde llecekbykle uygun kademe seme art ortadan kalkmtr. Bu multimetreler ile akmllecekse kademe anahtar akm blmne getirildiinde multimetre mikro amperseviyesinden amper seviyesine kadar olan akm deerlerinin hepsini kademe seimiyapmadan lebilmektedir.


35/120

33

Analog ve dijital l aletlerinin birbirlerine gre baz avantaj ve dezavantajlar vardr.

Analog l aletleri lt deeri hemen gsterirken dijital l aletlerinde bu sre birazuzamaktadr. Analog l aletlerinde zellikle kk deerlerde kademe kltlerek dahahassas lm yaplabilirken dijital l aletlerinde hassasiyet deimez, yani analog laletleri ile daha hassas lmler yaplabilir. Analog l aletlerinin yaps basit, tamirikolayken dijital l aletlerinin yaps daha karmaktr. Buna karlk analog l aletlerindeibrenin gsterdii deer ile kademe anahtarnn konumuna gre hesaplama gerekebilir.Dijital l aletlerinde okuma hatas yapmak mmkn deildir. nk, lm deeri direktolarak okunan deerdir. Manyetik alandan etkilenmez. lme hatalar analoglara gre dahaazdr.

Analog l aletlerinin skalas zerinde bulunabilecek semboller ve anlamlar

aadaki tabloda verilmitir.(Tablo 1.6).


36/120

34Tablo 1.2: l aletlerinin zelliklerini belirten semboller


37/120

35

l aletlerine ait semboller tablosu aada belirtilmitir.

Tablo 1.3: l aletleri sembolleri


38/120

36

1.8.4. Doruluk Derecesine Gre l Aletleri

Teknik bir elemann ok iyi bilmesi gerekir ki hibir l aleti gerek de eri tamolarak lemez, mutlaka hata pay vardr. Ancak her l aleti ayn miktarda hata yapmaz.lmenin tanm llecek byklk iinde, daha nceden tanm yaplm bir byklniinde ka tane olduunun aratrlma ilemidir. rnein bir retecin iki ucu arasnda katane 1 volt birimi var gibi. lme sonunda bulunan saylar gerek deere tam eit olmayan,fakat ok uzak da olmayan deerlerdir. Elde edilen deerin gerek deere yaknlhassasiyeti gsterir.

Pratikte her yaplan lmede byk hassasiyet aranmaz, nk hassasiyeti ok yksekolan l aletleri ok pahaldr. Aletler kullanlma yerlerinin zelliklerine veya

hassasiyetlerine gre l aletleri iki snfa ayrlr. Birinci snf l aletleri kinci snf l aletleri

1.8.4.1. Primer (Birinci Snf) l Aletleri

Birinci snf l aletleri, gerek deere daha yakn lme yaparlar. Dorulukdereceleri ve hassasiyetleri yksektir. Pahal cihazlar olduklarndan test ayar merkezlerindekalibrasyon amal olarak kullanlrlar. Birinci snf l aletlerinin hassasiyetleri milyon dabir, milyonda be gibi hassasiyetlere sahiptirler.

1.8.4.2. Sekonder (kinci Snf) l Aletleri

kinci snf l aletleri, doruluk derecesi birinci snfa nazaran daha dk, dier birdeyile yapt hata daha byk olan cihazlardr. Fiyatlar daha ucuz olduklarndan bucihazlar i yerlerinde, iletmelerde, evlerde ve gndelik yaammzda yaptmz lmelerdekullanlrlar. Hata oranlar %1 ile %5 arasnda olan cihazlardr.

1.8.5. Kullanm Yerlerine Gre l Aletleri

1.8.5.1. Tanabilir l Aletleri

Bu tr l aletleri ounlukla atlye, iletme ve laboratuvar ortamlarnda pratiklm yapmak amac ile kullanlan sabit bir yere monte edilmeyen l aletleridir (Resim1.8). Bu tip l aletleri kendine ait bir kapal kap ierisine alnm tanmaya uygun laletleridir. Ancak arpma ve darbelere kar hassas olduklarndan kullanmnda gerekli zengsterilmelidir.


39/120

37

Resim 1.8: Tanabilir l aletleri

1.8.5.2. Pano Tipi l Aletleri

Bu tr l aletleri sanayide, fabrikalarda ve atlyelerde, elektriki byklklerin sksk kontrol edilmesi istenen yerlerde kullanlr. Pano veya tablo zerine zel montajmalzemeleri kullanlarak sabitlenen bu l aletleri dik alacak ekilde tasarlanr (Resim1.9). Gnlk lmlerde ve deney masalarnda kullanm iin uygun deildir. Pano tipi laletleri sipari edilirken gsterme ekli ne olursa olsun 3 ayr lde imal edilirler. Buller 72x72, 96x96, 144x144 mm eklindir. Bu boyutlar arasnda teknik olarak bir farkllkolamayp grn ve okuma kolayl dikkat alnarak seim yaplr.

Resim 1. 9: Pano tipi l aletleri


40/120

38

UYGULAMA FAALYET

UYGULAMA FAALYET


Basit elektrik devresi kurunuz.

Okulun elektrik atlyesinden veyapiyasadaki elektrik malzeme satclarndandevre malzemelerini ve aletleri teminediniz. letken kabloyu uygun boyutlardakesiniz. Kablo ularn anz. Uygun soketlerle devre elemanlarn

retecin ular arasna yerletiriniz. Devreyi olutururken ksa devreolmamasna dikkat ediniz.

Gerilim deerini lnz.

Devrenin gerilimini lmek iinvoltmetreyi alnz. Voltmetreyi devreye paralel olarakbalaynz. (Voltmetrenin ularn alclarn veyaretecin ularyla ayn kutuplara denk

gelecek ekilde balaynz.) Devrenin gerilimine uygun bir skalaseiniz. Voltmetreyi okuyarak devregerilimini tespit ediniz. Not: Voltmetrenin devreye seribalanmas devrenin almamasna nedenolur.

UYGULAMA FAALYET


41/120

39

Akm iddeti deerini lnz.

Devredeki akm iddetini lmek iin

ampermetreyi alnz. llecek akmn tahmini deerinegre uygun skala seiniz. Devre zerinde bir blm anz veampermetreyi araya seri olarak balaynz(Alcyla ayn hat zerine). Devredeki rete ile ampermetreninayn kutuplar karlaacak ekildebalant yapnz. Ampermetreyi okuyarak devreakmn tespit ediniz.

Not: Ampermetre devreye daimaakm snrlayan bir alc ile birliktebalaynz. Ampermetrenin devreye paralelbalanmas ampermetrenin arzalanmasnaneden olur.

Diren deerini lnz.

Devrenin ya da alclarn direncinilmek iin ohmmetreyi alnz. llecek direncin tahmini deerinegre ohmmetrenin skalasn seiniz. Ohmmetre kablosunun ularn

birletirerek l aleti ibresini sfrlaynz.


42/120

40

Eer ibre sfrlanmyorsa

ohmmetrenin pili bitmitir, deitiriniz. Direnci llecek paray ait olduudevreden skerek ohmmetre ularnabalaynz. Ohmmetre ularn diren ularnadedirerek skaladan diren deeriniokuyunuz. Diyod, transistor gibi elemanlarkontrol ederken ohmmetre iindeki pilinkutuplarn dikkate alarak balantyapnz.

Analog l aletlerinde skalazerinden diren deeri okurken ibreninsa taraftaki blgede olmasna dikkatediniz. Ohmmetre kablosunu diren ularnadedirdiiniz zaman ibre sol taraftakalyor ve ok az hareket ediyorsaohmmetrede uygun skala seilememidemektir. Bir byk skala seerek lmeilemini tekrarlaynz.


43/120

41

LME DEERLENDRMEAadaki cmlelerin banda bo braklan parantezlere, cmlelerde verilenbilgiler doru ise D, yanl ise Y yaznz.

1. ( ) lme herhangi bir bykl kendi cinsinden bir birimle mukayese etmektir.2. ( ) Pano tipi l aletlerinin tamam dijital l aletleridir.3. ( ) lt deeri LCD ekrandan gsteren l aletlerine dijital l aletleri denir.4. ( ) Doruluk derecesi 0,1 yerine 0,5 olan l aletleri ile daha hatas z lmeler

yaplr.5. ( ) Kaydedici l aletleri daha ok enerji retim merkezlerinde kullanlr.6. ( ) Sayalar, toplayan l aletlerine bir rnek olarak gsterilebilir.

7. ( ) Tanabilir l aletleri darbelerden kesinlikle etkilenmez.8. ( ) lt deeri skala taksimat ve ibre ile gsteren l aletlerine analog l

aletleri denir.9. ( ) Devre akm, ampermetre ile llr.10. ( ) Voltmetre W harfi ile gsterilir.11. ( ) Lcrmetre ile diren, endktans ve kapasite lmleri yaplr.12. ( ) Wattmetrelerin hem AC hem de DC de g len tipleri mevcuttur.13. ( ) Frekans metreler genellikle AC devrelerde kullanlr.14. ( ) Osilaskoplar llen deeri rakamsal olarak gsteren l aletleridir.15. ( ) Analog l aletleri ile dijital l aletlerinden daha hassas lmler yaplabilir.16. ( ) l aletleri ile lme snrn aan lmeler yaplabilir.

17. ( ) Analog l aletlerinde ibrenin ince olmas okuma hatasn azaltr.18. ( ) Analog l aletlerinde sfr ayar yapmadan lme balanabilir.19. ( ) Dijital l aletlerinin tm eitleri lme iin gerekli enerjiyi i ksma ilave

edilen pillerden salar.20. ( ) l aletlerinin zellikleri ve kullanm ile ilgili baz artlar sembol olarak

skalasnda belirtilir.

DEERLENDRME

Cevaplarnz cevap anahtar ile karlatrnz. Doru cevap saynz belirleyerekkendinizi deerlendiriniz. Yanl cevap verdiiniz ya da cevap verirken tereddt ettiinizsorularla ilgili konular faaliyete geri dnerek tekrar inceleyip renmeye alnz.

LME VE DEERLENDRME


44/120

42

RENME FAALYET -2

Bu faaliyette verilen bilgi ve beceriler dorultusunda uygun ortam salandndatekniine uygun ve hatasz bir ekilde temel rgleri yapabileceksin.

Kapal devre ile ksa devreyi birbirleriyle kyaslayarak (farkllklar vebenzerlikleri) aratrnz.

Evinizde kullanlan devre elemanlarn ve kullanm amalarn aratrnz Elektriksel byklklerin ve kullanlan direnlerin deerlerinin hesaplanmas

iin sl ifadelerin renilmesine ihtiya vardr. Bu blmde sl ifadelerleilgili temel bilgiler verilecektir.

Aratrma konularn evde, okulda, niversitede, ilgili iletmelerde, teknoloji ve bilgiretim merkezlerinde, internette vb. aratrnz.

Topladnz bilgileri rapor haline getiriniz.

Hazrladnz raporu snf ortamnda sununuz.

2. DORU AKIM

2.1. Elektrik Devreleri

reteten kan akmn alc zerinden geerek tekrar retece ulamas iin izlediiyola elektrik devresi denir. Elektrik enerjisi ile alan herhangi bir aygtn altrlabilmesiiin; iinden srekli akmn gemesi gereklidir. Bu da ancak aygtn devresine balananelektrik enerji kayna (pil,ak,batarya,alternatr vb.) ile temin edilir.

2.1.1. Elektrik Devrelerinde Kullanlan Elemanlar

2.1.1.1. Besleme

Herhangi bir enerjiyi (kimyasal, mekanik, s, k), elektrik enerjisine dntrendevre elemanna rete veya kaynak denir. Ksaca elektrik enerjisi reten devre elemandr.Aada eitli retelere ait semboller verilmitir.

RENME FAALYET-2

AMA

ARATIRMA


45/120

43

Resim 2.1: Pil eitleri Resim 2.2: Ak Resim 2.3: Hidroelektrik Santral

2.1.1.2. Diren

Direnler, zerlerinden geen akma zorluk gsteren devre elemanlardr. Devreuygulamalarnda direnler, akm snrlayc, gerilim drc, devre yk, akm ayarlaycsolarak kullanlr. Hemen hemen her elektrik-elektronik devresinde diren kullanlmaktadr.

2.1.1.3. Anahtar

stenildii zaman elektrik akmnn geiini salayan, istenildii zaman akmngeiini durduran devre elemandr. Devreyi ap kapatmaya yarar.

Resim 2 .4 : Anahtar ve Buton eitleri

Buton ile anahtar arasndaki fark ise; butona basldnda konum deitiren (elektrik

akmnn geiine izin veren), brakldnda tekrar eski konumuna dnen (elektrik akmnngeiine izin vermeyen) devre eleman olup, buna liht de denir. Anahtar ise tekrar konumdeitirmez yani ilk konumunu muhafaza eder.

Anahtar veya buton ak ise devre akmn geirmez, ancak kapal olmalar durumundadevre akmn iletirler. Byk akmlara kumanda eden anahtarlara alter denir. Aadabuton ve anahtara ait ksmi semboller verilmitir.

ekil 2.1 : Buton Ve Anahtar Sembol


46/120

44

2.1.1.4. letken

Elektrik devre elemanlarnn birbirine balantsnn yapld ve elektrik akmn iletenmetal tellere(bakr, alminyum vb.) iletken veya kablo denir.

Elektrik i tesisatta zeri yaltlm iletkenler kullanlr. Kullanlacak amaca gre farklkesitlerde seilirler.

Resim 2.5 : letkenler

2.1.1.5. Sigorta

Devreyi normal alma akmnn zerindeki daha byk akmlara kar koruyan birdevre elemandr. Devrenin gvenlii iin kullanlr.

Resim 2.6: Sigorta eitleri

2.1.2. Devre eitleri

Elektrik devreleri, devreden geen akmn, alcdan gemesine gre; ak devre,kapaldevre ve ksa devre olarak adlandrlr.

2.1.2.1. Ak Devre

Eer bir devrede anahtar ak olduu iin ya da akm yolunda bir kopukluk olduuiin reteten almaca enerji aktarlamyorsa bu devrelere ak devre denir. Alc almaz.

Ak devrenin olumas iin gerekli koullar: Anahtarn ak olmas, Sigortann devreyi am olmas, letkenlerde kopukluk olmas, Alcnn arzal olmas, Ek yerlerinde veya elemanlarn balantsnda temasszlk olmas.


47/120

45

ekil 2.2: Ak Devre emas

2.1.2.2. Kapal Devre

Bir elektrik devresinde anahtar kapal, iletkenler salam ve reteteki enerji alcyaulayorsa bu tr devreye kapal devre denir. Alc alr.

ekil 2.3: Kapal Devre emas.

2.1.2.3. Ksa Devre

Anahtar kapal olmasna ramen herhangi bir nedenle elektrik akm, alcya gitmedendevresini daha ksa yoldan veya direnci yok denecek kadar az olan yoldan tamamlyorsa, buekildeki devrelere ksa devre denir. Alc almaz.

rete gerilimi karsnda diren sfr olduundan devreden byk deerde akmgemek ister. Byle durumda koruma eleman olarak kullanlan sigorta devreyi aar.

letkenlerin, yaltkan ksmlarnn zelliini kaybetmesi sonucunda, iletkenlerin

birbirine temas ksa devreye neden olur. Bu, arza eitlerinden biri olup, arzu edilmeyen birdurumdur. Bunu nleyebilmek iin devreye uygun deerde sigorta balanmaldr.

ekil 2.4: Ksa devre emas


48/120

46

2.2. stel Fonksiyonlar

nce stel fonksiyonlar hakknda temel bilgileri kontrol edeceiz. stel fonksiyonuntrevi ile e niceliini alacaz. Belirli tiplerdeki olgunun modellenmesi iin, enin nekadar faydal olduunu aklayacaz.

2.2.1. stel Fonksiyonlarn Karakteristii

Aadaki gibi s durumunda x deikenine sahip fonksiyonlar stel fonksiyonlarolarak isimlendirilir.

Burada a, stel fonksiyonun taban olarak adlandrlr.

stel fonksiyonlarn erileri a ve x in pozitif veya negatif iareti ve a deeri (1denbyk veya deil) ile dierlerinden farkllar.

ekil 2.5:stel fonksiyonun grafii

imdilik a tabannn 1den byk ve ok sk greceimiz x in iaretinin pozitif olmasdurumuna younlaalm.

ekil 2.5de stel fonksiyonlarn grafii grlmektedir.

Tam Saylar in izim


49/120

47

slerin tam say olmas durumunda noktalarn iaretlenmesi iin aada gsterilen

matematiksel tanmlamadan balarz.

Bu, sadece 1, 2, 3, gibi doal saylar iin kullanldr. 0 ve eksi tam saylar iindier tanmlamalar yapmaya ihtiyacmz vardr.

(A)dan yola karak stel hesaplamalar iin aada gsterilen kurallaroluturabiliriz:

(B) ve (C) tanmlamalarnn keyfi seimler olmadna dikkat etmeliyiz. (D) ve (E)kurallar iin uyumludurlar. Bunlar kontrol edelim:

(D) kural ile (B) tanmlamasnn kontrol

(D) kuralnn eksi tam saylar iin doru olduunu kabul ettiimiz zaman eitliiaadaki gibi hesaplayabiliriz.

a5.a-2 = a5+(-2) = a5-2 = a3

En soldaki a-2 (alt izili blm) iin a3 ile zm:

a-2 = a3/a5 = (a.a.a) / (a.a.a.a.a) = 1 / (a.a) = 1 / a 2

(D) kural ile (C) tanmlamasnn kontrol


50/120

48

a

x

. a

-x

= a

x-x

= a

0

eklindeki (D) kuralndan a

0

formunu oluturabiliriz.Dier bir ekilde (B) tanmlamas ile hesaplama u sonucu verir.

ax.a-x = ax/ ax = 1.

Bunlarn sonular a0 = 1 tanmlamasn verir.

Soru 2.1

(B) ve (C) tanmlamalar ile (E) kuralnn uyumluluunu kontrol ediniz. Aada

verilen denklemlerin hesaplamas biri (E) kural ile ve dieri kuralsz olarak iki yolu dakullanarak yapnz.

(1) (a4)-2 (2) (a4)0

Cevap 2.1

(1)

Gerek Saylar in izim

Yukardaki tanmlama sadece tam saylar iindir. Dolaysyla onlar arasndakideerler, yani a0,5 veya a1,1 gibi x gerek saylar hakknda bir fikir vermesi mmkn deildir.Bu gibi saylar iin aada verilen bir dier tanmlamay yapmaya ihtiyacmz vardr:

Soru 2.2

(D) ve (E) kurallar ile (F) tanmlamasnn uyumluluunu kontrol ediniz. Aadaverilen denklemlerin hesaplanmasn biri kurall dieri kuralsz iki yoldan yapnz.


51/120

49

Cevap 2.2

Herhangi bir gerek say, bir kesir olarak ifade edilebilir. Bu tanmlama herhangi birgerek say iin yeterlidir. rnein a2,2, aadaki ekilde sradan bir gsterimedeitirilebilir.

Soru 2.3: Aadaki gsterimleri deerlendiriniz.

Cevap 2.3

2.3. Diren

En basit ifade ile diren elektrik akmna kar gsterilen zorluk olarak ifade edilebilir.

Direnci teknik olarak tanmlayacak olursak: 1 mm2

kesitinde, 106,3 cm boyunda cvasilindirin 0C' deki direncine 1 ohm () denir. Bir elektrik devresine gerilim uygulandnda,alcdan akm gemektedir. Geen akm snrlayan etken ise alcnn direncidir. Buradan usonuca varabiliriz. Eer iletkenin direnci fazla ise geen akm miktar az, iletkenin direnci azise geen akm miktar fazladr.

Diren birimlerinin ast katlar pek kullanlmamakta olup ohm ve st katlarkullanlmaktadr. Bunlar: Ohm ()< Kiloohm (k)


52/120

50

2.3.1. Diren Deerini Etkileyen Faktrler

Bir iletkenin direnci R (ohm), iletkenin boyu l (metre), kesiti S (mm) veiletkenin yapld malzemenin z direnci olan (.mm/m) ya baldr. Direncin, boykesit ve z direnle arasndaki banty veren forml:

R = .l / S dur. Burada K = 1 / olduundan, forml R = l / K.S ohm () eklinde deifade edilebilir.

R: letken direnci, ohm () l: letkenin boyu, metre (m) S: letkenin kesiti (mm)

K: letkenin yapld malzemenin z iletkenlii (m/.mm) : iletkenin yapld malzemenin z direnci (.mm/m)

zdiren: Birim uzunluk (1 metre) ve birim kesitteki (1mm2) iletkenin direncine zdirendenir. zdiren ile gsterilir.

ziletkenlik: zdirencin tersine ziletkenlik denir. K harfi ile gsterilir. Yukardakiformlde grld gibi:

letkenin boyu uzadka direnci de artar, boyu ksaldka direnci azalr. zetleboy ile diren doru orantldr.

letkenin kesiti artka direnci azalr, kesit azaldka diren artar. zetle kesit ilediren ters orantldr. zdiren iletkenin iletkenlik kalitesini gsterir. letkenin yapld metalin

zdiren deeri kk ise diren kk, zdiren deeri byk ise diren deeribyktr. zetle zdiren ile diren doru orantldr.

Diren Deerinin letkenin Boyu ile Deiimi

Bu deerlendirmede; kesitleri ve cinslerinin ayn, boylar farkl iki iletkenin direndeerindeki boy farkndan kaynaklanan deer bulunarak, iletken boyunun deiimi ile direndeerinde oluan fark incelenecektir.

ekil 2.6: Kesit ve cinsleri ayn, boylar farkl iki iletken


53/120

51

S1=0,20 mm S2=0,20 mm

I1=50 m I2=25 m=1,1 2=1,1R1= ? R2= ?

Bu sonu bize gsteriyor ki uzunluk ile diren deeri arasnda doru orant vardr.Kesiti ve cinsi deimeyen bir iletkenin uzunluu artarsa diren deeri artar (R1), ksalrsadiren deeri azalr (R2).

Diren Deerinin letkenin Kesiti ile Deiimi

Bu deerlendirmede; boylar ve cinsleri ayn, kesitleri farkl iki iletkenin direndeerindeki kesitlerine gre bulunup kesitin deiimi ile diren deerinde oluan farkincelenecektir.

ekil 2.7: Boylar ve cinsleri ayn, kesitleri farkl iki iletken

S1=0,20 mm S2=0,10 mmI1=100 m I2=100 m1=1,1 2=1,1R1= ? R2= ?

Bu sonu bize gsteriyor ki kesit ile diren deeri arasnda ters orant vardr. Boyu vecinsi deimeyen bir iletkenin kesiti artarsa diren deeri azalr (R1), kesit azalrsa direndeeri artar (R2).

Diren Deerinin letkenin Cinsi ile Deiimi

Bu deerlendirmede; boylar ve kesitleri ayn, cinsleri (zdirenleri) farkl iki iletkeninzdirenlerine gre diren deerleri bulunarak zdiren deiimi ile diren deerinde oluan

fark incelenecektir.


54/120

52

ekil 2.8: Kesit ve cinsleri ayn, boylar farkl iki iletken

S1=0,20 mm S2=0,20 mmI1=100 m I2=100 m=0,0178 (Bakr) =1,1 (Krom-Nikel)R1= ? R2= ?

Bu sonu bize gsteriyor ki iletkenin zdirenci ile diren deeri arasnda doru orantvardr. Boyu ve kesiti ayn olan iletkenlerden, zdirenci byk olann diren deeri byk

(R1), zdirenci kk olann diren deeri kktr (R2).

Tablo 2.1 de eitli iletkenler zdirenleri ve z iletkenlikleri verilmitir.

LETKEN CNS ZDRENC () .mm2 /m ZLETKENLK(K)

BAKIR 0,0178 56

ALMNYUM 0,0285 35

KROM NKEL 1,1 0,91

GM 0,016 62,5

NKO 0,063 16Tablo 2.1: Baz iletkenlerin zdiren ve ziletkenlikleri

Direncin Scaklkla Deiimi

Tm iletkenlerin direnleri scaklk ile belirli bir miktar deiir. Bu deiim bazmetallerde direncin artmas ynnde olurken baz iletkenlerde de diren deerinin azalmasynnde olur. Direncin, scaklk faktrnden dolay deimesi byk akm deeri ile alandevrelerde ok nemli deildir. Ancak zellikle elektronik devrelerde dikkate alnmal vedirenlerin scaklktan dolay deerindeki deimeye bal olarak akmda da belirli bir

miktar deiiklik olduu unutulmamaldr.


55/120

53

2.3.2. Diren Renk Kodlar

Diren deerleri aada gsterildii gibi renklerle ifade edilir (ilk iki renk, direndeerlerini; 3. renk eklenecek sfr saysn; 4. renk ise hata payn vermektedir).

(1) (2) (3) (4)

Diren = ( (1) (2)) x 10(3) x (1 (4))lk iki renk deeri hata pay

(1)(2)(3) renkler iin (4) renk iinRenk Deer Renk Deer Renk Hata paySiyah 0 Yeil 5 Kahverengi 1%Kahverengi 1 Mavi 6 Krmz 2%Krmz 2 Mor 7 Altn 5%Turuncu 3 Gri 8 Gm 10%Sar 4 Be az 9

(1) (2) (3) (4)

(1) turuncu (2) mor (3) kahverengi (4) altn3 7 x 101 (hata pay 5%) = 370[]

2.3.2.1. Diren Birimleri

Bazen diren, akm, gerilim deerleri ok kk veya ok byk olabilir. Bunlar

teÖ 01 doğru akım ve alternatif akım devreleri 522ee0243

Documents