Elektrik Devresi Nedir?

 

elektrik devresinden akım geçişi

elektrik devresinden akım geçişi

Bir üretecin iki ucu iletken bir telle birleştirilerek, düzeneğe bir ampul yerleştirilirse, üretecin negatif (-) kutbundan çıkan elektronlar pozitif (+) kutba giderler. Kurulmuş olan bu düzeneğe bir elektrik devresi denir. 

Diğer bir tanım; dirençkondansatör, iletim hatları, güç kaynağı ve anahtarlar gibi çeşitli devre elemanlarının bir araya gelerek meydana getirdiği devrelere elektrik devresi denir. Bir elektrik devresi, içinden geçen akımın tam bir döngü yapmasını sağlayan kapalı bir devredir. Eğer bir elektrik devresi aktif bir elektronik eleman içeriyorsa buna elektrik devresi denmektedir. Elektrik akımının yönü, elektronların hareket yönünün tersi yönedir.

Elektrik devresinin özelliği; Elektrik akımını oluşturan elektronlar, elektrik devresinden geçer ve almaçta (alıcı) başka bir enerjiye dönüşür. Elektrik almaçlarının  çalışması için sürekli elektrik akımı geçmesi gerekir. Bu akım alıcının devresine bağlanan elektrik enerji kaynağıyla sağlanır. Elektronlar, enerji kaynağın ucundan çıkarak iletken, alıcı, iletken yolunu izleyerek diğer ucuna ulaşır. Elektrik devresi; sigorta, üreteç, anahtar, iletken, ve alıcıdan oluşan kapalı bir sistemde, akımın izlediği yoldur.

Elektrik Devresi Elemanları

Basit bir elektrik devresini meydana getiren elemanlar şunlardır: Elektrik devresi elemanları, üreteç, anahtar, ampul.

Basit bir elektrik devresi elemanları

Basit elektrik devresi elemanları

Üreteç

Bu elektrik devresinde elektrik akımının kaynağı olan piller devredeki üreteçlerdir.

Anahtar

Devreye akım vermeye ve akımı kesmeye yarar. Devreyi açan ve kapatan cihazdır. Anahtar açıldığı zaman alıcıya giden akımı kesen, kapandığı zaman akım geçmesini sağlayan yani devreye kumanda eden bir araçtır.

Ampul

Elektrik akımı sonucundan bize ışık ve ısı veren ampullerdir. Yapılan elektrik devresinde ampuller ve de piller seri bir şekilde bağlanmıştır. Seri bağlı devrelerde akımın gidebileceği sadece bir yol vardır.Bu akım üretecin kutupları arasındaki elektron akışı ile oluşur.

Devre Elektrik

Bir elektrik donanımını meydana getiren bağlantıların ve bileşenlerin hepsini anlatan  terim. Elektrik devresi elektrik akımına (elektrik yüklü akışına) yol sağlamak amacı ile biri birine bağlanmış bileşenlerden meydana gelir. Elektrik çoğu defa ses, ısı veya ışık gibi farklı bir enerji türü üretmek için kullanılır.

Devrenin Bölümleri

Elektrik devresinin bölümleri;

  1. Üreteç, kimyasal pil  veya güneş pili gibi bir elektrik enerjisi kaynağı
  2. Motor, ampul veya da hoparlör gibi bir yük (veya çıktı cihazı)
  3. Elektrik enerjisi kaynaktan yüke taşımak için alüminyum veya bakır tel gibi iletkenler
  4. Enerjinin yüke akışını denetlemek için röle, anahtar veya termostat gibi denetim cihazı.

Basit bir elektrik devresi elektriksel bileşenlerin çizimlerini kapsayan resimsel bir şekille (A) veya elektrikçilerin belirli bileşenleri ifade etmekte kullandıkları bağlantılı standart simgelerden meydana gelen bir çizimle (B) gösterilebilir.

Gerek DA (yönü değişmeyen doğru akım) gerek AA (yönü periyodik olarak terselen dalgalı akım yada alternatif akım) olabilen kaynak devreye bir elektromotor kuvvet (EMK) uygular. Bu EMK volt (V) olarak ölçülür ve basınca benzer; belli bir devreden geçecek (amper olarak ölçülen ) akım oranını saptar. Dünyanın çeşitli ülkelerinde kullanılan normal voltajlar genel olarak 50 – 60 hertz frekansta 110 veya 220 Volt’ dur.

Devreler seri paralel seri-paralel ve karmaşık olarak dört genel tipe ayrılabilir. Bunların hepsi DA ya da AA bir kaynaktan beslenebilir. Yılbaşı ağacı ampulleri gibi seri bağlanmış bir doğru akım devresinde tüm ışıklar (ampüller) veya dirençler ard arda bağlanır. Her ışıkta meydana gelen voltaj düşmesi elektrik akışına gösterdiği dirence bağlıdır. Aynı akım tüm ışıklardan geçtiği için  ampullerden biri sönerse diğer ampullere akım geçişi kesilir.

Doğru Akım Devreleri

  • Seri Devre

Seri devrede akımın gideceği sadece bir yol mevcuttur; akım kaynağın bir ucundan çıkar yükten (çıktıdan) geçerek kaynağın diğer ucuna döner. Metal iletkenli bir devrede bu akım kaynağın negatif (-) kutbundan pozitif (+) kutbuna doğru çok yavaş elektron akışından meydana gelir. Bazı yarı iletkenli cihazlarda örnek olarak iletken diyotlarda ve transistörlerde artı yüklerde ters yönde hareket eder. Bu geleneksel diye ad verilen ve artıdan eksiye doğru aktığı sanılan akımla ters düşer.

En basit doğru akım devrelerinden biri olan el feneri seri devreye örnek verilebilir. Böyle bir ifade için devre bileşenlerinin fiziksel görünüşlerini benzer çizimlerin yer aldığı resimsel bir şekil kullanılabilir. Teknisyenlerin ve elektrikçilerin tercih ettikleri bir metot bağlantılı sembollerden meydana gelen bir çizim kullanmaktır; böyle bir çizimde her sembol bir elektriksel bileşeni temsil etmektedir.

El fenerinde elektrik kaynağı her birinin EMK’ sı 1’5 V olan ve devreye 3 Volt sağlayan seri bağlanmış iki kuru pildir. 3 V’ luk bir ampul devrenin çıktısını meydana getirir ve kaynak ile çıktı (yük) arasına sürgülü bir anahtar bağlanır. Bu halde içine kuru pillerin konulduğu tüp şeklindeki metal gövde iletim yolunu meydana getirir. Anahtar açık iken akım geçmediğinden ampul yanmaz. Ancak anahtar kapalı iken devre tamamlanır ve devreden akım geçerek ampulü yakar. Akım ampulün flamanını ısıtarak akkor haline getirir; bu halde ampul ısının yanında bir de ışık yayar.

Böyle bir devreden geçen akım ampulle seri bağlanmış bir Ampermetre ile ölçülürse kızgın flamanın direnci Ohm kanunu ile hesaplanabilir. Bu kanun doğru akım elektrik devresindeki üç durum arasında bağıntı kuran bir denklemdir. Bu denklemde voltaj (gerilim) V ile akım şiddeti I ile direnç R ile gösterilirse buna göre Ohm kanunu birbiri ile eş değerli olan 3 şekilde yazılabilir:

V = I . R          R = V / I          I = V / R

Örnek; el fenerinin 6 Volt luk kaynaktan aldığı akım 0.1 A ise ampulün R direnci 60 W olur. Voltaj iki pile bağlanan bir voltmetre ile ölçülür. Ampulün direnci ampule bir ohmmetre bağlanarak anahtar açıkken ölçülür. Soğuk direnç denilen bu değer 60W mun altında bulunur. Zira flaman yüksek bir sıcaklığa ulaştığı zaman direnç artar.

Seri devre için başka bir örnek verirsek; yılbaşı ağaçlarını süslemede kullanılan küçük ampuller bağlanan ışık telidir. Böyle organizasyonun mahzuru bir ampul sönerse elektriksel yol kopar ve tüm ışıklar söner. Daha iyi bir organizasyon söndüğünde kısa devre meydana getiren yani akıma direnci sıfır olan ampuller kullanmaktır. Bu ampullerden biri söndüğünde diğeri yanmaya devam eder. Kirchhoff kanunu sebebiyle kalan ampullerin hepsinde daha çok voltaj mevcuttur ve devreden daha çok akım geçer. Zira Kirchhoff kanuna göre tamamlanmış bir devredeki voltaj düşüşlerinin toplamı uygulanan EMK’ ya eşit olmalıdır. Seri bağlanmış bir devreye Ohm kanunu uygulandığı zaman tüm seri dirençlerin toplam direnci R dir. Bu devrede tüketilen toplam güç, ampullerin her birinde harcanan ayrı ayrı güçlerin toplamıdır.

  • Paralel Devre

Paralel bağlı bir devrenin ayırıcı özelliği tüm çıktıların (veya yüklerin) kaynakla aynı voltajda ve birbirinden bağımsız olarak çalışmasıdır. Yani çıktıların biri devreden çıkarılırsa diğerleri bundan etkilenmez. Otomobillerde kullanılan elektrik sistemi DA paralel devresine örnek olabilir; bu sistemde aküden gelen 12 V’ luk voltaj aynı anda park lambalarına, ateşleme sistemine, radyo, klima ve farlara klimaya elektrik enerjisi sağlar.

Paralel bir sisteme başka bir yük (çıktı) ilave edilirse akım için yeni bir yol meydana getirir. Bu sebeple kaynaktan gelen toplam akım artar. Bu Kirchhoff’un akım yasasının bir uygulamasıdır; yasaya göre herhangi bir noktadan devreye giren akımların toplamı o noktadan çıkan akımların toplamına eşittir. Diğer bir direnç paralel bağlandığı zaman paralel devrenin birleşik direnci açık şekilde azalır. Seri devrede olduğu gibi paralel devrede de toplam güç ayrı ayrı güçlerin toplamından meydana gelir. Otomobilin elektrik sistemi gibi doğru akımlı bir paralel devrede tüm rezistörler veya yükler paralel dallar ile ortak bir güç kaynağına bağlanır. Her yük aynı voltajdadır; fakat direncine bağlı olarak farklı oranda akım çeker.

  • Seri-Paralel Devre

Seri-paralel devreler bazı bileşenlerin birbirleriyle paralel bağlandığı paralel birleşimlerin ise diğer bileşenlerle seri durumda bulunduğu devreler olarak ifade edilebilir. Kaynağa seri bağlanmış bir anahtar ve bir sigorta veya devre kesici ile paralel bağlanan bir çok bileşen böyle bir devre meydana getirir.

  • Karmaşık Devreler

Sadece seri veya paralel bileşimlerden meydana gelen bölümlere ayrılabilen bir devreye karmaşık devre adı denir. Bir direncin ölçülmesinde kullanılan Wheatstone köprüsü adı verilen devre buna bir örnek olarak verilebilir. Bu devre temelde bir karenin dört kenarını meydana getiren birbirine bağlı dört rezistörden meydana gelir. Çapraz köşelerin ikisine bir voltaj kaynağı, diğer ikisine de belli bir direnci olan bir galvanometre bağlanır. Ancak köprü devresi dengede olduğunda galvanometreden hiç akım geçmediğinde devre seri paralel bileşimidir. Toplam direnci bulmak için böyle bir devreyi açıklığa kavuşturmak için özel teknikler gerekir.

Fotoğraf makinesinin fotoflaşında veya otomobilin ateşleme sisteminde olduğu gibi doğru akım devrelerine kondansatör bağlanır. Bu uygulamalarda önemli olan geçici tepkidir; zira doğru akım bakımından bir kondansatör (sürekli durum şartlarında) açık devre demektir.

İletken: Elektirigi geçiren maddelere iletken denir. Atomun en dış yörüngesinde 3 veya daha az elektrot bulundurur. İletkenler; alaşımlar, metaller, ametaller ve sıvılar.

Yalıtkan: Elektriği iletmeyen maddelere yalıtkan denir. Atomun en dışında 5 yada daha çok elektron bulundururlar. Plastik, yapay, dogal, sıvı, gaz gibi çeşitleri vardır.

Yarı iletken: Yalıtkanlara göre daha iletken, iletkenlere göre daha yalıtkan maddelerdir. Silisyum, fosfor germenyum gibi çeşitler mevcuttur .

İletkenlik

Maddeye uygulanan E elektrik alanının maddeyi aşıp geçen I akım şiddetine oranına iletkenlik denir ve I / E olarak yazılır. Bakır iletkenliği 6 .108, polietilen’in iletkenliği 10 .10-12 dir. Yani bakırın iletkenliği polietilen göre 1020 kez daha fazla iletkendir.

İletkenlik bir maddenin ısı ve elektriği iletip iletmemesi olayıdır. Katı ve sıvılarda ayırt edici bir özelliktir. Gazlarda ise değildir. Bakır, demir, lehim gibi maddeler elektriği iyi iletirler. Oysa hava, saf su, plastik gibi maddeler elektriği iyi iletmezler. Onun için iletkenlik katı ve sıvılarda ayırt edicidir.

Elektrik Devre Çeşitleri

Elektrik devreleri üç kısma ayrılır.

  • Açık devre
  • Kapalı devre
  • Kısa devre

Açık devre

Açık devre

Açık devre

 

Bir elektrik devresindeki anahtar açık duruma getirilirse akım kesilir. Bu durumda akım alıcıdan geçmez, dolayısıyla alıcı çalışmaz. Elektrik sigortası atması, iletkenlerin kopması, ek yerlerinin temas etmemesi de açık devreyi meydana getirir. Akım yolunun açık oluşunu belirtmek için bu şekildeki elektrik devrelerine açık devre adı verilir.

 

Kapalı Devre

Kapalı Devre

Kapalı Devre

Elektrik devresine kumanda eden anahtar kapalı duruma getirilirse devreden akım geçer ve alıcı çalışır. Anahtarı kapalı tuttuğumuz sürece üreteç akım verebiliyorsa alıcı çalışmasına devam eder. Anahtar kapalı durumdayken alıcı sağlam olduğu halde çalışmıyorsa üreteç veya alıcı bağlantılarında bir gevşeme veya kopma var demektir. Bu arızalar giderilmedikçe devrenin kapalı oluşundan söz edilemez, devre açık sayılır.

Kısa Devre

Bataryanın kısa devre olması

Bataryanın kısa devre olması

Herhangi bir sebeple iletkenler alıcıdan önce kesişir veya birleşirse meydana gelen bu devre çeşidine kısa devre adı verilir. Kısa devre durumunda akım, direnci büyük olan alıcıdan geçmez, direnci az olan en kısa yoldan devresini tamamlamak ister. Devrede sigorta varsa sigorta teli ergiyerek devreyi açar. Sigorta kısa devre halinde meydana gelen ısınmanın yaratacağı tehlikeyi önler ve üreteci de korur. Arıza giderilmeden kesinlikle devreye enerji verilmez.

Kısa devre akımı sigortadan geçmediğinden sigorta atmaz ve batarya zarar görür.

Ayrıca elektrik devreleri akımın büyüklüğüne göre ve alıcının çeşidine göre isimlendirilir.

Küçük değerde akımla çalışan haberleşme tesisleri (telefon, telgraf), çağırma tesisleri (zil, alarm) gibi devrelere hafif akım devresi adı verilir.

Yüksek değerde akımla çalışan ışık ve motor tesislerini meydana getiren devrelere  kuvvetli akım devresi denir.

Alıcı Çeşidine Göre Elektrik Devresi

Bu elektrik devreleri; motor devresi, ışık devresi, ateşleme devresi akü şarj devresi, ışıklı reklam devresi, zil devresi gibi isimler alırlar. Elektrik devresi yapımı sırasında dikkat edilmesi gerekenler;

  • Devreler kurulurken enerjiyi kesiniz ve enerji varken çalışmayınız.
  • Elektrik enerjisinin düşük gerilimi ve akımı da tehlike yaratır.
  • Elektrik  devre elemanları uygun nitelikte olmalı ve devrelerde muhakkak sigorta kullanılmalıdır.
Elektrik Devresi Nasıl Yapılır ?
Basit elektrik devresi

Basit elektrik devresi

Elektrik devresi yapımı sırasında öncelikle kurulacak elektrik devresi elemanları seçilir. Yapılacak bu basit elektrik devresi elemanları iletken, sigorta, anahtar, alıcı (almaç) ve üreteçdir. Uygun olan devre malzemeleri seçilmelir. Seçilen üreteç (adaptör güç kaynağı yada pil) düşük gerilimli (9V- 12 V pil) olmalıdır. Devrede cam sigortayı tercih ediniz. 0,5 mm² yalıtılmış iletken kullanarak devreyi bağlayınız. Basit bir elektrik devresi kurunuz. Almaç olarak, küçük güçlü motor yada  ampul kullanınız. Devreye mutlaka sigorta koyunuz. Anahtarı kapatarak alıcıyı çalıştırınız. Alıcı kısa bir süre, kısa devre ederse sigortanın attığını göreceksiniz. Kısa devre arızasını gidermeden devreye enerji vermeyiniz. İş güvenliği kurallarına mutlaka uyunuz.

Elektrik Devresi İle Su Devresini Karşılaştıralım 

Su devresiyle elektrik devresinin karşılaştırılması

Su devresiyle elektrik devresinin karşılaştırılması

Elektrik devresinin anlaşılır olması için su devresiyle karşılaştırdığımızda, su molekülleri borular vasıtası ile
vana, pompa, ve türbin üstünden devresini tamamlar, buna su devresi adı verilir. Elektrik yüklerinin alıcı, anahtar, üreteç, iletkenler, sigorta  üstünden tamamladıkları yol da elektrik devresini meydana getirir.
Su devresinde; kaynaktaki su bir pompadan verilen enerji yardımıyla vana açıldıktan sonra meydana gelen kinetik enerji türbine hareketlilik kazandırır.
Elektrik devresinde ise; anahtar kapatıldığında oluşan kapalı devrede, iletkenler üstünden geçen elektrik yükleri, enerjilerini alıcıya vererek devrelerini üreteçten tamamlamasıdır.

Yukarıda bulunan şeklimizde, su devresindeki pompa, elektrik devresindeki batarya gibi iş yapar. Yine su devresindeki vanayla elektrik devresindeki anahtar benzer görevleri yaparlar. Vana suyun, anahtar elektrik akımının geçişini kontrol eder.

 

Yorumlar

  1. işime yaradı

  2. işime yaradı :)

Paylaş

*