Devre Analizi Dersleri-2:Seri Devreler

Bu yazımızda Devre Analizi dersimizin ikinci bölümünü işleyeceğiz. Bu bölümde seri devrelerde akım, gerilim ve güç ilişkileri incelenecektir. Matematiksel olarak hesaplamalar yapılacak ve simülasyonda ispatlanacaktır.

Seri Devrelerde Akım

Şemada görüldüğü gibi bir gerilim kaynaklı ve üç dirençli bir devremiz olsun. Seri devreleri bu şemayı kullanarak inceleyelim.

Seri devrelerde akım tek bir yoldan aktığı için her bir direncin üzerinden geçen akım birbirine eşittir. Yani ana kol akımına I ve dirençlerin üzerinden geçen akımlara sırasıyla I1, I2, I3 dersek şu eşitliği elde etmiş oluruz.

I=I1=I2=I3

Bu eşitliği ORCAD programı yardımıyla simüle edersek devredeki bütün akımların birbirine eşit olduğu ispatlanır.

Devredeki akımı matematiksel olarak hesaplamak gerekirse ilk önce eş değer direncin bulunması gerekmektedir. Seri devrelerde eş değer direnç

Reş= R1 + R2 + R3 + ……. + Rn

Bu devremizdeki eş değer direnci bulmak için yukarıda yazılan formülü uygularsak,

değeri bulunur. Bu bulduğumuz eş değer direnç değeriyle birlikte Ohm yasasını uygulayabiliriz. Öncelikle Ohm yasasını tanımlayalım

Bir elektrik devresinde iki nokta arasındaki iletken üzerinden geçen akım, potansiyel farkla (örn. voltaj veya gerilim düşümü) doğru; iki nokta arasındaki dirençle ters orantılıdır.

V = I x R

Ohm yasasını uygularsak

sonucunu buluruz.

Seri Devrelerde Gerilim

Şimdi de seri devrelerde gerilimler arasındaki ilişkiyi inceleyelim. Devreye bağlanılan seri dirençlerin değerleri birbirinden farklı olduğu için bu dirençler üzerinde düşen gerilimler birbirinden farklı olacaktır. Bu gerilim değerlerinin toplamı gerilim kaynağının gerilimine eşittir. Bu sözel ifadeyi matematiksel eşitliğe dönüştürürsek

V = VR1 + VR2 + VR3 eşitliğini elde ederiz.

Bu eşitliği Proteus programı yardımıyla simüle edersek devredeki dirençlerin üzerinde direnç değerleriye doğru orantılı olarak gerilim düşümü olduğunu görürüz.

Dirençler üzerindeki gerilim düşümünü matematiksel olarak ifade edebiliriz. Bu matematiksel ifadeyi iki şekilde yapabiliriz.

1.Yol

Bir önceki konu başlığımızda devrenin akımını 1,416 mA olarak bulmuştuk. Bulduğumuz akım değerini devredeki bir direncin değeriyle çarparsak o direncin üzerine düşen gerilim değerini bulmuş oluruz. Sırasıyla işlemleri yaparsak gerilim değerlerimiz

olarak hesaplanır.

2.Yol

Bir diğer hesaplama ise hiç akım hesaplamadan eşitliği sadece gerilim ve direnç cinsinden yazmakla yapılabilir.

Seri Devrelerde Güç

Doğru akım devrelerinde güç  P = V x I formülüle bulunur. Bu formül aşağıdaki formlarla da yazılabilir.

Şemadaki devrenin güç hesaplarını yaparsak aşağıdaki sonuçları buluruz.

Bu sonuçlar ORCAD programında yapılan simülasyonla karşılaştırılırsa sonuçların yuvarlama farkı haricinde birbiriyle aynı olduğu görülür.

Böylelikle seri devreleri incelemiş olduk. Bir sonraki yazımız paralel devrelerle ilgili olacak. Yorumlarınızı bekliyoruz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.