İçerik
- Elektrik Devrelerinin Temelleri
- Seri ve Paralel Devreler
- Seri Devre için Direnç Hesaplama
- Paralel Devreler İçin Direnç Hesaplama
- Seri ve Paralel Kombinasyon Devresi Nasıl Çözülür?
- Diğer hesaplamalar
Elektroniğin temelleri ile başa çıkmak, devreleri anlamak, nasıl çalıştıkları ve farklı devrelerin etrafındaki toplam direnç gibi şeylerin nasıl hesaplanacağı anlamına gelir. Gerçek dünyadaki devreler karmaşıklaşabilir, ancak basit, ideal devrelerden edindiğiniz temel bilgilerle bunları anlayabilirsiniz.
İki ana devre tipi seri ve paraleldir. Bir seri devrede, tüm bileşenler (dirençler gibi) devreyi oluşturan tek bir tel halkasıyla bir çizgi halinde düzenlenir. Paralel bir devre, her birinde bir veya daha fazla bileşen bulunan birden çok yola ayrılır. Seri devrelerin hesaplanması kolaydır, ancak farklılıkları ve her iki tiple nasıl çalışılacağını anlamak önemlidir.
Elektrik Devrelerinin Temelleri
Elektrik sadece devrelerde akar. Başka bir deyişle, bir şeyin çalışması için tam bir döngüye ihtiyacı vardır. Bu döngüyü bir anahtarla kırarsanız, güç akışı durur ve ışığınız (örneğin) kapanır. Basit bir devre tanımı, elektronların dolaşabileceği, genellikle bir güç kaynağından (örneğin bir batarya) ve bir elektrik bileşeninden veya bir cihazdan (bir direnç veya bir ampul gibi) ve iletken telden oluşan kapalı bir halkadır.
Devrelerin nasıl çalıştığını anlamak için bazı temel terminolojilerle uğraşmanız gerekecek, ancak günlük yaşamdan birçok terime aşina olacaksınız.
Bir "voltaj farkı", birim elektriksel şarj başına iki yer arasındaki elektrik potansiyeli enerjisindeki fark için kullanılan bir terimdir. Aküler iki terminal arasında potansiyel olarak bir fark yaratarak çalışır, bu da bir devreye bağlandığında bir akımın birinden diğerine akmasına izin verir. Bir noktadaki potansiyel teknik olarak gerilimdir, ancak gerilimdeki farklılıklar pratikte önemlidir. 5 voltluk bir batarya iki terminal arasında potansiyel olarak 5 volt ve coulomb başına 1 volt = 1 joule potansiyele sahiptir.
Bir iletkenin (tel gibi) bir akünün her iki terminaline bağlanması, etrafından akan bir elektrik akımı ile bir devre oluşturur. Akım amper olarak ölçülür, bu da saniye başına coulomb (şarjlı) anlamına gelir.
Her iletkenin elektriksel “direnci” olacaktır, bu da malzemenin akımın akışına karşı olduğu anlamına gelir. Direnç, ohm (Ω) cinsinden ölçülür ve 1 voltluk bir voltaj boyunca 1 ohm'luk direnci olan bir iletken, 1 amp'lik bir akımın akmasına izin verir.
Bunlar arasındaki ilişki, Ohm yasası ile kapsanmaktadır:
V = İR
Kelimelerde, “gerilim, akıma dirençle çarpılan eşittir”.
Seri ve Paralel Devreler
İki ana devre tipi, bileşenlerin içlerinde nasıl düzenlendiği ile ayırt edilir.
Basit bir seri devre tanımı, “Düz bir çizgide düzenlenmiş bileşenlere sahip bir devre, bu nedenle tüm akım sırayla her bir bileşen boyunca akar.” İki rezistansa bağlı bir batarya ile temel bir döngü devresi yaptıysanız ve aküye geri dönen bir bağlantı, iki direnç seri olacaktır. Böylece akım, akünün pozitif terminalinden (akımı pozitif uçtan çıkmış gibi kabul ettiğiniz şekilde kabul edilir) ilk dirence, oradan ikinci dirence ve sonra aküye geri döner.
Paralel devre farklı. Paralel olarak iki dirençli bir devre, her birinde bir direnç bulunan iki parçaya bölünür. Akım bir kavşağa ulaştığında, kavşağa giren aynı miktarda akım, bağlantıyı da bırakmak zorunda kalır. Buna Kirchhoff’un yürürlükteki yasasının ya da özel olarak elektronik eşyaların korunması deniyor. İki yol eşit dirence sahipse, eşit bir akım bunlardan aşağı akacaktır, böylece 6 amper akım her iki yolda da eşit dirençli bir kavşağa ulaşırsa, her biri 3 amper aşağı akacaktır. Yollar daha sonra devreyi tamamlamak için aküye yeniden bağlanmadan önce yeniden birleşir.
Seri Devre için Direnç Hesaplama
Toplam direnci çoklu dirençlerden hesaplamak, seri ve paralel devreler arasındaki farkı vurgulamaktadır. Seri devre için toplam dirençR,Toplam) sadece bireysel dirençlerin toplamıdır, yani:
R_ {toplam} = R_1 + R_2 + R_3 + ...Bir seri devre olması, yoldaki toplam direncin sadece üzerindeki dirençlerin toplamı olduğu anlamına gelir.
Pratik bir problem için, üç dirençli bir seri devre hayal edin: R,1 = 2 Ω, R,2 = 4 Ω ve R,3 = 6 Ω. Devredeki toplam direnci hesaplayın.
Bu sadece bireysel dirençlerin toplamıdır, bu nedenle çözüm:
begin {align} R_ {toplam} & = R_1 + R_2 + R_3 & = 2 ; Omega ; + 4 ; Omega ; +6 ; Omega & & 12 =; Omega end {align}Paralel Devreler İçin Direnç Hesaplama
Paralel devreler için hesaplanması R,Toplam biraz daha karmaşık. Formül:
{1 yukarıda {2pt} R_ {toplam}} = {1 yukarıda {2pt} R_1} + {1 yukarıda {2pt} R_2} + {1 yukarıda {2pt} R_3}Bu formülün size direncin karşılığını verdiğini unutmayın (örneğin, direncin bölü). Bu yüzden toplam direnci elde etmek için cevabı bir taneye bölmeniz gerekir.
Bunun yerine aynı üç rezistansın paralel olarak düzenlendiğini düşünün. Toplam direnç şöyle olacaktır:
başlama {hizalı} {1 yukarıda {2pt} R_ {toplam}} & = {1 yukarıda {2pt} R_1} + {1 yukarıda {2pt} R_2} + {1 yukarıda {2pt} R_3} & = {1 yukarıda {2pt} 2 ; Ω} + {1 yukarıda {2pt} 4 ; Ω} + {1 yukarıda {2pt} 6 ; Ω} & = {6 üst {2pt} 12 ; Ω} + {3 yukarıda {2pt} 12 ; Ω} + {2 yukarıda {2pt} 12 ; Ω} & = {11 yukarıda {2pt} 12Ω} & = 0.917 ; Ω ^ {- 1} end {align}Ama bu 1 / R,Toplam, yani cevap:
begin {align} R_ {total} & = {1 yukarıda {2pt} 0.917 ; Ω ^ {- 1}} & = 1.09 ; Omega end {align}Seri ve Paralel Kombinasyon Devresi Nasıl Çözülür?
Tüm devreleri seri ve paralel devrelerin kombinasyonlarına ayırabilirsiniz. Bir paralel devrenin bir dalı seri olarak üç bileşene sahip olabilir ve bir devre bir sıradaki üç paralel, dallanma bölümünden oluşan bir seriden oluşabilir.
Bu gibi problemleri çözmek sadece devreyi parçalara bölmek ve sırayla çalışmak demektir. Paralel bir devre üzerinde üç dalın olduğu basit bir örnek düşünün, ancak bu dallardan birinin bağlı üç direnç dizisi vardır.
Sorunu çözmenin püf noktası seri direnç hesaplamasını tüm devre için daha büyük olana dahil etmektir. Paralel bir devre için şu ifadeyi kullanmanız gerekir:
{1 yukarıda {2pt} R_ {toplam}} = {1 yukarıda {2pt} R_1} + {1 yukarıda {2pt} R_2} + {1 yukarıda {2pt} R_3}Ama ilk şube, R,1aslında seri olarak üç farklı dirençten oluşuyor. Eğer önce buna odaklanırsanız, şunu biliyorsunuzdur:
R_1 = R_4 + R_5 + R_6Hayal et R,4 = 12 Ω, R,5 = 5 Ω ve R,6 = 3 Ω. Toplam direnç:
başlama {hizalı} R_1 & = R_4 + R_5 + R_6 & = 12 ; Omega ; + 5 ; Omega ; + 3 ; Omega & & 20 ; Omega end {align}İlk şube için bu sonuçla ana soruna gidebilirsiniz. Kalan yolların her birinde tek bir direnç varsa, şunu söyleyin: R,2 = 40 Ω ve R,3 = 10 Ω. Şimdi hesaplayabilirsiniz:
başlama {hizalı} {1 yukarıda {2pt} R_ {toplam}} & = {1 yukarıda {2pt} R_1} + {1 yukarıda {2pt} R_2} + {1 yukarıda {2pt} R_3} & = {1 yukarıda {2pt} 20 ; Ω} + {1 yukarıda {2pt} 40 ; Ω} + {1 yukarıda {2pt} 10 ; Ω} & = {2 yukarıda {2pt} 40 ; Ω} + {1 yukarıda {2pt} 40 ; Ω} + {4 yukarıda {2pt} 40 ; Ω} & = {7 yukarıda {2pt} 40 ; Ω} & = 0.175 ; Ω ^ {- 1} end {align}Yani bu demek oluyor ki:
begin {align} R_ {total} & = {1 yukarıda {2pt} 0.175 ; Ω ^ {- 1}} & = 5.7 ; Omega end {align}Diğer hesaplamalar
Direnç seri bir devrede hesaplanmak için paralel devreden çok daha kolaydır, ancak bu her zaman böyle değildir. Kapasitans için denklemler (Cseri ve paralel devrelerde temelde tam tersi yönde çalışır. Bir seri devre için, kapasitansın karşılığı için bir denkleminiz vardır, böylece toplam kapasitansı hesaplarsınız (CToplam) ile:
{1 yukarıda {2pt} C_ {total}} = {1 yukarıda {2pt} C_1} + {1 yukarıda {2pt} C_2} + {1 yukarıda {2pt} C_3} + ....Ve sonra bulmak için bu sonuçtan birini bölmek zorundasınız. CToplam.
Paralel devre için daha basit bir denkleminiz vardır:
C_ {toplam} = C_1 + C_2 + C_3 + ....Bununla birlikte, seri ve paralel devrelerde problem çözme temel yaklaşımı aynıdır.