Alternatif Akım Seri R-L (Omik Endüktif) Devresi Konu Anlatımı, Formül ve Örnek Preblem Soru Çözümü

Alternatif akım devrelerinde kolay hesaplamalar yapabilmek için devrenin vektör diyagramını çizmek gerekir.

 

Devredeki R direncinden geçen I akımıyla, bu direnç üzerinde düşen UR gerilimi aynı fazlıdır. Devredeki XL bobini üzerinde düşen UL gerilimi, içinden geçen I akımından 90 derece ileridedir.

 

Her iki elemandan geçen akım aynı olduğu için I akım vektörü referans alınıp yatay eksende çizilir. Gerilimler de akıma göre çizilerek seri bobin-direnç devresinin vektör diyagramı oluşturulur. Vektör diyagramına göre; yatayda UR
gerilimi ile dikeydeki UL geriliminin bileşkesi U devre gerilimini verir. U Devre gerilimi ile I devre akımı arasında, φ kadar bir açı vardır. Bu açının kosinüsüne devrenin güç katsayısı veya güç faktörü denir.

 

Direnç üzerinde düşen gerilim:

UR = I.R volt

Bobin üzerinde düşen gerilim:

UL = I.XL volt

Örnek :

 Yukarıda verilen devrede;
a) XL=?
b) Z=?
c) I=?
d) UR=?
e) UL=?

a) L = 10mH = 0,01H
 XL=2.π.f.L
XL=2.3,14.50.0,01
XL=3,14 ohm

d) UR=I.R = 1,69 . 5 = 8,45 volt

e) UL=I.XL = 1,69 . 3,14 = 5,30 volt

Alternatif Akımda Omik Direnç, Endüktif Reaktans, Kapasitif Reaktans, Empedans Nedir? Örnek Soru

Alternatif akımda yükün temel devre elemanları olan direnç, bobin ve kondansatör olmasına göre üç değişik direnç ortaya çıkar. Bunlar ;

Omik Direnç : 

Akım ve gerilimin aynı fazda olduğu, açı farkı oluşturmayan yüklerin oluşturduğu dirençtir.

Isıtıcılar, akkor telli lamba, iletken tellerin içdirenci omik direnç oluşturur.

R harfi ile gösterilir.

Birimi ohm'dur.

Endüktif Reaktans :

Alternatif akımda bobinin direncine endüktif reaktans denir. 

Elektrik motorları, balast, kontaktör gibi cihazlar endüktif reaktans meydana getirir.

XL ile gösterilir.

Birimi ohm'dur.

Formülü XL = 2.π.f.L

π= Pi sayısı 3,14
f = Frekans
L = Bobinin endüktansı

Örnek : Frekansı 50 Hz. olan bir A.A. devresindeki 40mH endüktansı olan bir bobinin endüktif reaktansını hesaplayınız.

40mH = 0,04H

XL = 2.π.f.L
XL = 2. 3,14 . 50 . 0,04
XL = 12,56 ohm


Kapasitif Reaktans :

Alternatif akımda kondansatörün direncine kapasitif reaktans denir. 

Xc ile gösterilir.

Birimi ohm'dur.

Formülü Xc = 1 / 2.π.f.C

π= Pi sayısı 3,14
f = Frekans
C = Kondansatörün kapasitesi

Örnek : Frekansı 50 Hz. olan bir A.A. devresindeki 100µf (mikro farad) kapasitesi olan bir kondansatörün kapasitif reaktansını hesaplayınız.

100µf  = 0,0001 f

Xc = 1 / 2.π.f.C
Xc = 1 / 2. 3,14 . 50 . 0,0001
XL = 31,8 ohm

Empedans : 

Alternatif akım devrelerinde toplam dirence empedans denir.

Dirençlerin toplamı aralarındaki açı farklarından dolayı vektörel olarak yapılır.

Z harfi ile gösterilir.

Birimi ohm'dur.

Z = U / I

Dirence bağlı formülleri devrede omik direnç, endüktif reaktans ve kapasitif reaktansın bulunup bulunmamasına ve seri devre, paralel devre bağlantısına göre değişir.

Seri devrede empedans formülleri ;

Paralel devrede empedans formülleri ;

Yük Çeşitleri Nelerdir? Omik, Endüktif, Kapasitif Yük Çeken Devre Elemanları Nelerdir?

Elektrik devrelerinde alternatif akımda 3 değişik elektrik yükü bulunmaktadır. Bunlar Omik Yük, Kapasitif Yük ve Endüktif Yüktür.

Doğru akımda sadece Omik Yük bulunur.

1- Omik Yük :

İçinde bobin veya kodansatör bulunmayan daha çok ısı ve ışık veren devre elemanları ve cihazlar omik yük oluştururlar

Akkor telli ampuller, elektrikli ısıtıcılar, ütü, tost makinesi, elektrikli fırın örnek olarak verilebilir.

Omik Direnç R harfi ile gösterilir. Birimi ohm dur.

Omik yükte elektrik akımı ve gerilim birbiriyle aynı fazdadır.

Omik yüklerin gücü Aktif güç (P) olarak ifade edilir. Birimi Watt (W) olarak adlandırılır. 

2- Kapasitif Yük :

İçerisinde kondansatör bulunan devre elemanları ve cihazlar kapasitif yük oluştururlar.

Bir fazlıl elektrik motor devrelerinde, radyo devreleri, güç kaynakları ve diğer birçok devrede kondansatörler kullanılır.

Kapasitif Direnç Xc ile gösterilir. Birimi ohm dur.

Kapasitif yükte faz farkı oluşur. Akım gerilimden 90 derece ileridedir.

Kapasitif yükler reaktif güç meydana getirir. Kapasitif reaktif güç (Qc) olarak ifade edilir. Birimi Volt Amper Reaktif (VAR) olarak adlandırılır. Bu güç kullanılması istenmeyen güçtür.

3- Endüktif Yük :

İçerisinde bobin bulunan devre elemanları ve cihazlar endüktif yük oluştururlar.

Elektrik motorları, transformatör, röle, kontaktör, elektrik süpürgesi, vantilatör, aspiratör gibi cihazlar ve devre elemanları örnek olarak verilebilir.

Endüktif direnç XL  ile gösterilir. Birimi ohm dur.

Endüktif yükte faz farkı oluşur. Akım gerilimden 90 derece geridedir.

Endüktif yükler reaktif güç meydana getirir. Endüktif reaktif güç (QL) olarak ifade edilir. Birimi Volt Amper Reaktif (VAR) olarak adlandırılır. Bu güç kullanılması istenmeyen güçtür.