Kinetik Enerji Nedir, Kinetik Enerji Örnekleri 

Kinetik enerji nedir: Kinetik enerjiyi hesaplamak için formül kullanılmaktadır. Ayrıca deneyler ile de kinetik enerji hesaplanabilmektedir. Kütle, hız ve yapılan iş ölçülürse, kinetik enerji bulunur.

Kinetik Enerji Nedir

Kinetik enerji: Bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjiye kinetik enerji (kinetic energy) denir. Faydalı iş yapabilen hareket enerjisidir.

Bir cisim ivmelendirmek istenirse, ona bir kuvvet uygulanması gerekir. Halbuki kuvvet uygulamak iş yapmayı gerektirir. İşin yapılmasıyla enerji cisme aktarılır ve bu cisim yeni bir sabit hızla hareket eder. Aktarılan bu enerjiye kinetik enerji denir ve cismin kütlesine ve ulaştığı hıza bağlıdır. Kütle ve hız ile ilişkilidir.

Formülü

 

 

• m: kütle (kilogram)
• v: hız (m/s)
• E: enerji (joule)

Kinetik enerji, kütle değeri ve hızın karesi ile doğru orantılıdır.

Birimi

Kinetik enerjinin simgesi “Ek” ve birimi “jouledir.”

 

 

İş birimi ile enerji biriminin aynı olduğuna dikkat edilmelidir. Bu bağlamda bu birimler

aşağıdaki gibi eşitlenir.

 

 

Kinetik enerji skaler bir büyüklüktür.

Örnek: Kütlesi 1200 kg olan bir otomobil 20 m/sn. hızla hareket ederken kinetik enerjisi ne kadar olur?

Çözüm:

Kinetik Enerji Çeşitleri

Cismin hareketine göre öteleme, dönme ve yüksek hızda kinetik enerjisi olmak üzere üç çeşidi vardır.

Öteleme kinetik enerjisi

Bir cisim hareket halinde ne kadar ağırsa, o kadar kinetik enerjisi vardır. Doğrusal bir yolda giden cismin kinetik enerjisine, öteleme kinetik enerji denir.

Dönme kinetik enerjisi

Kütle merkezinden geçen bir doğru etrafında dönen cisimlerin sahip olduğu kinetik enerjidir.

Yüksek hızda kinetik enerji

Newton mekaniği’ nin yasaları, ışık hızına oranla küçük hızlarda hareket eden parçacıkların hareketlerini tanımlamada geçerlidir. Parçacık hızları c ile karşılaştırılabilir olduğunda görelilik teorisinin öngördüğü denklemler Newton mekaniğindeki denklemlerin yerini alır. Görelilik teorisine göre, çok büyük {v} hızıyla hareket eden {m} kütleli bir parçacığın kinetik enerjisi:

Bu açıklamaya göre c den daha büyük hızlar yoktur. Çünkü v c ye yaklaşırken   E  sonsuza gider.

Kinetik Enerjiyi Etkileyen Faktörler 

Kinetik enerji kütle ve hıza bağlı olarak değişir.

• Kinetik enerji, kütle ile doğru orantılıdır. Bir diğer ifade ile kütle arttıkça kinetik enerji artar. Örnek, eşit hızla hareket eden otobüs ile arabanın kinetik enerjileri birbirinden farklıdır. Otobüsün kinetik enerjisi, sahip olduğu kütleye bağlı olarak daha fazladır.
• Kinetik enerji hız ile de doğru orantılıdır. Hız arttıkça, cisimlerin kinetik enerjisi de artar. Kütleleri eşit olan iki maddeden hızı daha fazla olanın kinetik enerjisi daha fazladır. Örnek, kütleleri eşit olan iki atletten, saatte 10 km hız ile koşanın kinetik enerjisi, saatte 5 km hız ile koşana göre daha fazladır.

Kinetik Enerji Örnekleri

Duran bir cismin kinetik enerjisi olmaz. Ama hareketli cisimler iş yapabilme yeteneğine sahiptirler. Yani bu cisimlerin enerjileri vardır. Bu hareketinden dolayı cisimler kinetik enerji kazanır. Akan su, hareket hâlindeki araba, fırlatılan bir taş, yüksekte uçmakta olan bir kuşun kinetik enerjileri vardır. Yine bir taşın fırlatılması, yürüme, koşma ve gemilerin hareketi kinetik enerjinin örnekleridir. Kinetik enerjinin miktarı, cismin hızı ve kütlesi ile doğru orantılıdır.

Enerji Dönüşümleri

Enerji çeşitleri birbirlerine dönüşebilirler. Yukarı doğru fırlatılan bir taşın belli bir kinetik enerjisi vardır. Yukarı hareketi sırasında hızı azaldığı için kinetik enerjisi azalır. Buna rağmen, yükseklik kazandığı için potansiyel enerjisi artar. Yani cismin kinetik enerjisi potansiyel enerjiye dönüşür.

Kinetik enerji cisimler arasında aktarılabilir ve diğer enerji türlerine dönüştürülebilir. Hareket enerjisi (kinetik enerji) bir iş yaptığında mekanik enerji olarak ortaya çıkar. Elektrik santrallerinde türbine çarpan suyun mekanik enerjiye dönüşür. Pense ile kablo keserken, tornavida ile vida sıkarken vb. durumlarda da mekanik enerji üretilmiş olur. Elde edilen mekanik enerji ile her hangi bir iş yapılabileceği gibi elektrik enerjisi de üretilir.

Mekanik Enerji Nedir?

Mekanik bir sistemin bileşenlerindeki potansiyel ve kinetik enerjinin toplamı olarak ifade edilir. Bu enerji cismin hareketi ve konumu ile ilişkilidir.

Rüzgar enerji santrallerinde, rüzgar türbini pervaneyi kinetik enerjisinden ile çevirir. Bu pervaneye bağlı jeneratör de elektrik üretir. Böylece rüzgarın kinetik (hareket) enerjisi elektrik enerjisine dönüşmüş olur. Mekanik enerji korunumludur. Aralarında değişme olabilir.

Rüzgarların kütlesel debilerinden ve hızlarından dolayı kinetik enerjileri vardır. Kinetik enerjiyi formül üzerinde kabaca bulmak mümkündür. Cismin kütlesi ve hızı kinetik enerjiyi belirlediğinden K x E = 1/2mv² şeklinde açıklanabilir.

Potansiyel Enerji Nedir?

Potansiyel enerji: Cisimlerin bir alanda bulundukları fiziksel durumlardan dolayı depoladığı kabul edilen enerjidir.

Potansiyel Enerji Formülü

Potansiyel Enerji (Ep, Joule) = m . g . h

Belli bir yükseklikteki suyun, yüksekliği oranında bir potansiyel enerjisi vardır. Bu potansiyel enerjiye hidrolik enerji kaynağı denir. Hidrolik enerji; barajda biriken suyun yüksekten düşerken sahip olduğu bir kinetik enerjisi vardır. kinetik enerji sayesinde aşağıda bir su tribünü pervanesinin çevrilmesi ile elektrik  enerjisine dönüşür.

Ortalama Kinetik Enerji

Bir maddeyi oluşturan taneciklerin sahip olduğu ortalama kinetik enerjisi sıcaklıktır. Maddeyi oluşturan taneciklerin kinetik enerjileri birbirinden farklıdır. Çünkü tanecikler kinetik enerjilerini birbirlerine çarpışma sonucu aktarırlar. Bununla birlikte her bir taneciğin kinetik enerjisi sürekli değişim halindedir.

Aynı sıcaklıktaki maddedeki taneciklerin kinetik enerjisi birbirinden farklıdır. Sonuçta sıcaklık, taneciklerin tamamının ortalama kinetik enerjisidir. Tüm moleküllerin kinetik enerjisinin toplamını tanecik sayısına böleriz. O maddenin ortalama kinetik enerjisini buluruz. Bulunan değerlerde hangi maddede değer daha fazla çıkarsa o maddenin sıcaklığı daha fazladır.

Bir su kütlesi düşerken potansiyel enerjisi, kinetik enerjiye dönüşür. Bu kinetik enerji bir su türbini döndürür. Bu türbinin dönme mili, bir su kabı içindeki karıştırıcıyı da döndürürse,  kap içinde bulunan suyun, sıcaklık derecesi yükselir. Suyun kazandığı ısı, türbini döndüren suyun kinetik enerjisidir. O halde ısı da bir enerjidir.

Isınan cisimler iş yaparlar. Gaz dolu bir kabın altı ısıtıldığı zaman kabın kapağı yükselir. Bu durumda ısı enerjisi potansiyel enerjiye dönüşmüştür. T sıcaklığındaki bir cismin sahip olduğu enerji,

1/2 K x T2 formülü ile ifade edilir. K Boltzmann sabitidir.

 

Dalton Atom Teorisi Nedir Özellikleri Ve Eksiklikleri Nelerdir

Dalton Atom Teorisi: Günümüze kadar atom hakkında birçok çalışmalar yapılmıştır. Atom tüm maddelerin kimyasal ve fiziksel özellik taşıyan en küçük yapı taşıdır. Fizik ve kimya derslerinde sık olarak karşılaştığımız atom üzerine birçok teori üretilmiştir.

Bilim adamları tarafından kendilerine ait atom modelleri oluşturulmuştur. John Dalton’un atom modeli de 1805 yılında tasarlanmıştır. Dalton atom modeli nedir. Dalton atom modelinin özellikleri ve eksiklikleri nelerdir, yazımızda bulabilirsiniz.

Eski zamanlardan beri atom adına birçok teori ortaya atılmıştır. Atom hakkında şekiller çizilmiş ve benzetmeler yapılmıştır. Dalton atom modeli deneyler sonucu ulaşılan bilgilere dayanmaktadır. John Dalton atom modelini sert, içi dolu bir küreye benzetmiştir.

Dalton Atom Modeli 

(John Dalton 1766–1844). Dalton, atom modelinde ileri sürdüğü görüşler yada varsayımlar:

1803-1808 yılları arasında geliştirip önerdiği atom kuramı kimya tarihinde en önemli aşamalardan biri olmuştur. Atom modelinin ilk temellerini attığı modelidir. İki asırlık olmasına rağmen, Dalton’un atom teorisi modern kimya düşüncesinde geçerliliğini koruyor.

Dalton’un atom modeline göre elementler, kimyasal olarak aynı olan atomlar içerirler. Farklı elementlerin atomları birbirinden farklıdır. Dalton atom teorisi sabit oranlar kanunu ve katlı oranlar yasalarına dayanmaktadır. Katlı oranlar yasasını bulmuştur.

Dalton atom teorisine göre kimyasal bir bileşik, iki veya daha çok sayıda elementin birleşmesi sonucunda oluşur. John Dalton ayrıca Dalton atomların bağıl kütlelerini de bulmuştur. Kimyasal tepkimelere giren maddelerin kütle ilişkilerine dayanarak keşfetmiştir.

Atom hakkında yapılan çalışmalarda bilimsel kabul edilen ilk model olarak kabul edilmiştir. Dalton atom modeli atomdan çok kimyasal tepkimelerin açıklanmasında etkili olmuştur. Bu nedenle ilk bilimsel atom teorisi olarak kabul edilir.

Modern atom kuramı Dalton’un teorisine dayanır. Fakat bazı kısımları değiştirilmiştir. Atomun parçalandığını, elementlerin birbirinin aynı atomlardan oluşmadığını. Elementlerin izotoplarının karışımından oluştuğunu biliyoruz.

Dalton Atom Modeli Özellikleri 

Dalton Atom modeli maddeler halinde;

• Elementler atom denilen küçük bölünemeyen taneciklerden oluşmuştur. Atomlar kimyasal tepkimelerde oluşmazlar ve bölünmezler.
• Bir elementin bütün atomları özdeştir.
• Bir elementin bütün atomları birbirinin aynıdır. Yani bu atomların boyutları eşittir. Aynı kütleye sahiptir ve kimyasal özellikleri aynıdır. Ama bir elementin atomları diğer bütün elementlerin atomlarından farklıdır.
• Kimyasal bir bileşik iki ya da daha fazla elementin basit bir oranda birleşmesi ile oluşur.
• Herhangi bir bileşikteki iki elementin atom sayılarının oranı bir tam sayı yada basit tam sayılı bir kesirdir.
• Kimyasal reaksiyonlarda atomlar bölünmez. Yani, kimyasal reaksiyonlar atomların yok olmasına veya oluşmasına yol açmaz.

Bir kimyasal reaksiyon, atomların gruplanmalarının değişmesidir. (Kimyasal tepkimeler;

Atomların birbirlerinden ayrılması, birleşmesi veya yeniden düzenlenmesinden ibarettir.)

Dalton’un atom teorisi, kimyasal değişme konularının da daha iyi tanımlanmasına imkan sağlar. Dalton atom kuramı ile açıklanan kanunlar:

Kütlenin Korunumu Kanunu Nedir? Sabit Oranlar Yasası Nedir?

• Kütlenin korunumu kanunu: Bir kimyasal reaksiyonda; reaksiyona giren maddelerin;

kütleleri toplamı, çıkan maddelerin kütleleri toplamına eşittir.

• Sabit oranlar yasası: Bir bileşiği oluşturan elementlerin kütleleri arasında değişmeyen bir oran vardır.

Tanıma göre; Atomun parçalanamaz parçacıklardan oluştuğunu ve her elementin atomlarının kütlesinin aynı olduğunu gösterir.

Örnek: H2O da 2 g hidrojenle 16 g oksijen birleşirken, OH de 1 g hidrojenle 16 g oksijen birleşmiştir.

Buradan her iki bileşikte de aynı miktar oksijenle birleşen

2 g hidrojen ve 1 g hidrojeni birbirine oranlarsak; 2 sayısı elde edilir.

9 gram su alınırsa bunun 8 gramı oksijen ve 1 gramı hidrojendir. Bu oran su ne şekilde elde edilmiş olursa olsun kesinlikle değişmez.

John Dalton (1803 – 1808). Kütlenin Korunumu Yasası ve Sabit Oranlar Yasasından yola çıkarak bir atom kuramı geliştirdi.

Maddeyi oluşturan ve tüm özelliklerini gösteren çok küçük parçacıkların olduğu yorumunu yapmıştır. Böylece Katlı Oranlar Kanunu’nu ortaya atmıştır.

Dalton atom teorisinde elementlerin atomlardan oluştuğu belirtilmiştir. Ama atomun yapısı hakkında yorum yapılmamıştır. Bundan sonraki araştırmalar, atomun iç yapısını aydınlatmaya yönelik olmuştur. Dalton, atomu çok küçük ve de bölünemez olarak düşünmüştür.

Dalton teorisinde pek çok yanlışlık ve eksiklik olmasına rağmen çok önemlidir. Oysa ki kendisinden sonra gelen bilim adamlarının atom hakkında yaptıkları çalışmalara bir temel oluşturmuştur. Böylece daha doğruya ulaşma olanağı sağlamıştır. John Dalton; Thomson, Rutherford, Bhor, Modern Atom Teorilerinin geliştirilmesinde.

Dalton Atom Modelinin Eksiklikleri

Bilim adamlarının yaptıkları çalışmalarda bazı eksiklikler ve hatalar olabilir. Çalışma yaptıkları dönemde teknolojisi, bilime verdiği değer de önemli etkendir. Fakat maddi durum, sosyal ve siyasal olayları da hatalar ve eksiklikleri etkilemektedir. Dalton atom modeli de hata ve eksiklik yaşanan atom modelidir.

• Bir elementin bütün atomları aynı değildir. O dönemde nötron tanecikleri tespit edilemediği için izotop atomların farkına varılamadı. Bir elemente ait bütün atomların proton ve elektron sayısı aynı olmak zorundadır. Nötron sayısı farklı olsa da aynı elemente aittir, fakat farklı atomdur.
• Maddelerin en küçük parçasının atom olduğu ve atomların parçalanamaz olduğu doğru değildir. Radyoaktif atomlar daha küçük parçalara ayılarak, farklı kimyasal özellikte başka atomlara ayrışabilir. Proton, nötron, elektron gibi parçacıklar saçabilirler.
• Atomların içi dolu değildir. Çünkü büyük oranda boşluklu yapıya sahiptir. Sadece küresel olmayıp farklı yapılara sahiptir.
• Atomlar çekirdek tepkimeleri sonucu nükleer enerji ile parçalanabilir.
• Aynı cins elementlerin atomları, büyüklük ve kütlece birbirinin aynısı değildir. (İzotop atom)
• Farklı cins elementlerin atomları da farklıdır.
• Bir bileşiği oluşturan atomların kütleleri arasında basit tam sayılarla ifade edilen bir oran vardır.
• Bilinen en küçük parçacık atom değildir. Günümüzde atom çekirdeğini oluşturan 70 çeşit parçacığın var olduğu ve bunların bilinen 50 hareketinin olduğu ifade edilmektedir.

Direnç Nedir Bağlantı Şekilleri Seri Bağlama Paralel Bağlama Karışık Bağlama

Direnç Bağlantıları: Direnç Nedir: Dirençlerin seri bağlanması. Eş değer direnç hesaplama. Dirençlerin paralel bağlanması ve eş değer direnç hesaplama. Dirençlerin karışık bağlanması ve eşdeğer direnç hesaplama örnekleri.

Direnç Bağlantıları

Elektrik akımına zorluk gösteren elektronik devre elemanlarına direnç (resistor) denir. Direnç, devredeki akımı azaltmak amacı ile kullanılır. Ohm kanunu‘ na göre uçları arasında gerilim düşümüne sebep olan devre elemanıdır. İletken direnci hesabı yapılırken iletkenin boyuna, kesitine, cinsine ve sıcaklığına bağlı olarak değişir. Bu faktörler direnç değişiminde önemli rol oynar.

Eşdeğer Direnç Nedir?

Birden çok direncin yaptığı etkiyi tek başına yapan dirence eşdeğer direnç denir. R_T veya Reş şeklinde gösterilir.

Devrelerin eşdeğer direncini hesaplama yöntemi;

Seri veya paralel devre hesaplama yöntemi ile aynıdır. Seri dirençlerin tam olarak aynı akımı taşıdığını ve paralel dirençlerin tam olarak aynı gerilime sahip olduğunu biliyoruz.

Bağlantı Şekilleri

Direnç bağlantı şekilleri;

1. Seri bağlantı
2. Paralel bağlantı
3. Karışık bağlantı

olmak üzere üç şekilde bağlanır.

1. Seri Bağlı Direnç

Dirençlerin aynı akım yolu üzerinde olacak şekilde arka arkaya bağlanması ile meydana gelen bağlama şekli seri bağlamadır. Direnç bağlantı da seri bağlanan, birden fazla direncin her biri, elektronlara kendi değeri kadar zorluk çıkarır.

Seri direnç hesaplama:

A ve B terminalleri arasında bağlı olan R₁, R₂ ve R₃ dirençleri seri bağlıdır.

Seri bağlı dirençlerde tüm dirençler üzerinden eşit akım akar.

Yani;

I_R1 = I_R2 = I_R3

Seri bağlı dirençlerde eşdeğer direnci bulmak için tüm dirençler toplanır. Devre akımı seri bağlı tüm dirençlerin üzerinden geçer. Seri bağlantıda devreden geçen akım sabit, devre gerilimi devre dirençleri üzerine düşen gerilimlerin toplamına eşittir.

Eşdeğer Direnç Formülü

R_T = R₁ + R₂ + R₃

Akımları eşit olan seri bağlı dirençlerin gerilimleri farklı olabilir. Gerilimler direnç büyüklüklerine bağlıdır.

Örnek: Bağlantıda dört tane direnç seri bağlanmıştır.

A ve B uçlarındaki toplam direnç bağlantıları hesaplama formülü;

R_T = R₁ + R₂ + R₃ + R₄ şeklinde ifade edilir.

Direnç değerleri; 100 Ω + 330 Ω + 10 KΩ + 2.2 KΩ olduğuna göre

örnek devre için eşdeğer direnç:

R_T = 12.430 KΩ ‘a bu da 12,430 Ω’a eşit olur.

Seri bağlı dirençlerden geçen akımlar birbirine eşittir. I= I₁ =I₂=…….

Seri bağlı dirençlerin uçları arasındaki gerilim devreyi besleyen üretecin gerilimine eşittir.

V = V₁ + V₂+…Vn

2. Paralel Bağlı Direnç

Bir devrede iki elemanın birer uçları birleştirilerek, bu iki uç üretecin kutuplarına bağlanırsa paralel devre oluşur. Dirençler paralel bağlandıklarında elektronlar için daha geniş kolay geçiş yolu sağlanır.

Direnç bağlantı da toplam direnç bağlanan en küçük dirençten daha az olur. Paralel bağlı dirençlerde kol gerilimleri sabit, toplam akım kol dirençlerinden geçen akımların toplamına eşittir.

Yukarıdaki gibi A ve B terminalleri arasına bağlı R₁, R₂ ve R₃ dirençleri birbirleri ile paraleldir.

Paralel bağlı dirençlerde dirençlerin gerilimleri birbirleri ile eşittir.

Örnek: Resim deki devrede R₁=10kΩ, R₂=100Ω R₃=1kΩ R_AB nedir?

A ve B noktaları arasındaki eşdeğer direnç R_AB

1/ R_AB = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ şeklinde ifade edilir.

Direnç değerleri; 1/ R_AB = 1/10kΩ + 1/100Ω + 1/1kΩ  olduğuna göre örnek devre için eşdeğer direnç: (Paydalar 10kΩ eşitlenir).

1/ R_AB = 1/10kΩ + 100/10kΩ + 10/10kΩ

1/ R_AB = 111/10kΩ

R_AB =10kΩ/111=0,09kΩ=90Ω olur.

Paralel devredeki akım formülü I = I₁ + I₂ + I₃ ……..I_n = E / R_n

3. Karışık Bağlı Direnç

Dirençler, karmaşık direnç devreleri oluşturmak için;

Sınırsız sayıda seri ve paralel kombinasyon halinde birbirine bağlanabilir. Dirençlerin seri ve paralel bağlanmasına karışık bağlama denir. Dirençler paralel bağlandıklarında elektronlar için daha geniş kolay geçiş yolu sağlanır. Direnç bağlantı da toplam direnç bağlanan en küçük dirençten daha az olur.

Paralel bağlantıda kol gerilimleri sabit, toplam akım kol dirençlerinden geçen akımların toplamına eşittir. Önce paralel bağlı dirençlerin eş değeri hesaplanıp seri dirençlerle toplanır. Karışık devreler seri ve paralel devre özelliklerini gösterir. Karışık devre çözümlerinde devrenin seri ve paralel kısımları ayrı ayrı hesaplanarak sadeleştirme yapılır. Sadeleştirmeler sonucunda eşdeğer direnç bulunur.

Örnek devrede R₁ = 5, R₂ = 10,  R₃ =10, R₄ = 20 ohm olan toplam direnç nedir?

Paralel devredeki toplam direnç;

Rp = (R₂ x R₃) / (R₂ + R₃)

Rp = (10 x 10) / (10 + 10)

Rp = 5Ω olur.

Seri ve paralel devredeki eşdeğer direnç;

Reş = R₁ + Rp + R₄

Rt = 5 + 5 + 20

Reş = 30Ω olarak bulunur.

Örnek 2:

Aşağıdaki direnç kombinasyon devresi için eşdeğer direnci, R _{EQ’ yu} hesaplayalım.

Birbirine bağlı seri ve paralel dirençlerin bir kombinasyonudur. Sağ taraftan başlayarak ve iki paralel direnç denklemi kullanarak.

R₈ , R₁₀ kombinasyonunun eşdeğer direncini bulabilir ve buna R_A diyebiliriz .

R_A , R₇ ile seri devre içindedir. Bu nedenle toplam direnç, gösterildiği gibi R_A + R₇ = 4 + 8 = 12Ω olacaktır .

Direnç değeri 12Ω. Paralel devre oluşmuştur. R₆ aşağıdaki gibi hesaplanır R_B .

R_B ile seri halde olan R₅ olacak. Bundan dolayı, toplam direnci R_B + R₅ = 4 + 4 = 8Ω. gösterildiği gibi.

Bu direnç değeri 8Ω. Artık R₄ ile paraleldir ve gösterildiği gibi R_C olarak hesaplanabilir.

R_C ile seri halde olan R₃ , bu nedenle toplam direnç şekillerde olabilir. R_C + R₃ = 8Ω gösterildiği gibi.

Direnç değeri 8Ω paralel artık R₂  R_D olarak hesaplanabilir:

R_D ile R₁ seri haldedir bu yüzden, toplam direnci R_D + R ₁ = 4 + 6 = 10Ω gösterildiği gibi.

On ayrı dirençler içeren devre oluşmuştur.

Direnci Etkileyen Faktörler Direnç Formülü

Direnci etkileyen faktörler: İletken veya yalıtkan tüm maddeler elektrik enerjisinin iletimine karşı direnç gösterir. Bu direnç, yalıtkan maddelerde daha çok iletkenlerde daha azdır. Maddelerin elektrik enerjisinin iletilmesine karşı gösterdikleri dirence “elektriksel direnç” denir.

Bir İletkenin Direnci Nelere Bağlıdır?

Bir iletkenin direnci; telin cinsi, boyu ve kesiti ve yapıldığı malzemenin özdirencine bağlıdır. Bu değerlerin değişmesi ile iletkenin direnci değişir. İletkenin direncinin yükselmesi ile iletken üzerindeki gerilim düşümü de artar. Bundan dolayı iletkenin direnci belirlenmelidir. İletkenin direnci belirli sınırlar içinde tutulması önemlidir.

İletkenin Direnci Formülü

Bir iletkenin direnci “R” (ohm). İletkenin boyu “L “ (metre). İletkenin kesiti “S” (mm²). İletkenin yapıldığı malzemenin özdirenci  “⍴”(Ω x mm² / m) öz iletkenliği “K” (m/Ωmm²) olduğuna göre; iletkenin direnci

Direncin, boy kesit ve özdirençle arasındaki bağıntıyı veren formül:

Verilenlere göre;

• R : İletkenin direnci (W)
• r : İletken malzemenin özdirenci (W*mm² /m)
• L : İletkenin boyu (m)
• K : İletken malzemenin öziletkenliği (m/W*mm² )
• S : İletkenin kesiti (mm² )

Özdirenç Nedir?

Birim uzunluk (1 metre) ve birim kesitteki (1mm² ) iletkenin direncine özdirenç denir. Özdirenç “r” ile gösterilir.

Bir iletkenin direncinin; iletkenin yapıldığı madenin cinsine göre değişmesi özdirenç kavramı ile açıklanır. Birim uzunluk (1 metre) ve birim kesitteki (1mm² ) iletkenin direncine özdirenç denir. Özdirenç “ρ” ile gösterilir.

Özdirenç birimi Ro (ƍ) ile gösterilir. Özdirencin birimi; ohm x mm² / m dir.

• L= İletkenin boyu
• S= iletken kesiti
• (Ro) ƍ = iletkenin özdirenci

olduğuna göre özdirenç hesaplama;

R = Ro . L / S        formülü ile hesaplanır.

Direnç = Özdirenç x İletken boyu / Kesit  

Öziletkenlik Nedir?

İletken direnç hesaplamasın da kullanılan özdirenç değerleri kesirli ve çok küçük sayılardır.  Hesaplamalar hem zor hem de yanlış olabilir. Bu nedenle özdirencin tersi olan öziletkenlik kullanılır. Özdirencin tersine öziletkenlik denir.

Öziletkenlik “K” harfi ile gösterilir. Öziletkenlik birimi m/ohm x mm²’dir.

K= L / Ro ile ifade edilir. Buradan da Ro = 1 / K bulunur.

Direnç formülünde yerine konulduğunda;

R = Ro x L / S  = 1 / K x L / S = L / K x S bulunur.

Formüle göre;

• İletkenin boyu uzadıkça direnci de artar, boyu kısaldıkça direnci azalır. Boy ile direnç doğru orantılıdır.
• İletkenin kesiti artıkça direnci azalır, kesit azaldıkça direnç artar. Kesit ile direnç ters orantılıdır.
• İletkenin yapıldığı malzemeye bağlıdır. İletkenin yapıldığı metalin özdirenç değeri küçük ise direnç küçük olur. Özdirenç değeri büyük ise direnç değeri büyüktür. Özdirenç ile direnç doğru orantılıdır.

Direnç Değerinin İletkenin Boyu ile Değişimi

Direncin uzunlukla ilişkisi: Elektriksel direnci etkileyen faktörlerden biri iletkenin uzunluğudur. Bir iletkenin boyu ile direnci doğru orantılıdır. Bir iletkenin uzunluğu arttıkça direnci artar mı? Direncin iletken uzunluğuna göre değiştiğini, iletkenin uzunluğu arttıkça direnç artar. Uzunluk azaldıkça direnç azalır.

Kesit ve cinsleri aynı, boyları farklı iki iletkenin direnç değeri:

Bu sonuca göre uzunluk ile direnç değeri arasında doğru orantı vardır. Kesiti ve cinsi değişmeyen bir iletkenin uzunluğu artarsa direnç değeri artar (R₁), kısalırsa direnç değeri azalır (R₂).

Direnç Değerinin İletkenin Cinsi ile Değişimi

Boyları ve cinsleri aynı, kesitleri farklı iki iletkenin direnç değeri:

Bu sonuca göre kesit ile direnç değeri arasında ters orantı vardır. Boyu ve cinsi değişmeyen bir iletkenin kesiti artarsa direnç değeri azalır (R₁), kesit azalırsa direnç değeri artar (R₂).

Direnç Değerinin İletken Kesiti ile Değişimi

Elektroteknikte kullanılan iletkenler yerine göre çeşitli madenlerden yapılırlar. Elektrik enerjisinin iletiminde bakır ve alüminyum iletkenler kullanılır. Ayrıca ısı cihazlarında konstantan, krom-nikel gibi maden ve maden alaşımları kullanılır. Boyları ve kesitleri aynı, cinsleri farklı iki iletkenin özdirençlerine göre direnç değerleri :

Bu sonuca göre iletkenin özdirenci ile direnç değeri arasında doğru orantı vardır. Boyu ve kesiti aynı olan iletkenlerden, özdirenci büyük olanın direnç değeri büyük (R₁), özdirenci küçük olanın direnç değeri küçüktür (R₂).

Aşağıdaki tabloda çeşitli iletkenlerin özdirenç, öz iletkenlik ve direncin sıcaklıkla değişme katsayısı verilmiştir.

Direncin Sıcaklıkla Değişimi

Tüm iletkenlerin dirençleri sıcaklık ile belirli bir miktar değişir. Bu değişim bazı metallerde direncin artması yönünde olur. Bazı iletkenlerde de direnç değerinin azalması yönünde olur. 1 mm² kesitinde, 106,3 cm boyunda cıva silindirin 0°C deki direnci 1Ω olarak tanımlanmıştır. Tanımda olduğu gibi bir iletkenin direnci ve özdirenci sıcaklığa bağlı olarak değişmektedir.

Direncin, sıcaklık dolayı değişmesi büyük akım değeri ile çalışan devrelerde çok önemli değildir. Elektronik devrelerde dikkate alınmalıdır. Dirençlerin sıcaklıktan dolayı değerindeki değişmeye bağlı olarak akımda da belirli bir miktar değişiklik olduğu unutulmamalıdır. Sıcaklık ile iletkenin direnci ve özdirenci artar. Her maddenin direnci sıcaklıkla artmayabilir. Karbon, silikon ve germanyumun sıcaklık arttıkça direnç değerleri azalır.

Örneğin; Direncin sıcaklık karşısındaki değişimini görmek için bir elektrik ocağı devresine ampermetre bağlayalım. Ocağa gerilim uygulayıp ve ocağın telleri kızarmadan önce ampermetrenin gösterdiği değeri yazalım. Ocak telleri kızardıktan sonra tekrar ampermetrenin gösterdiği değeri tekrar alalım.

Sonuç: İlk durumda akımın büyük değerde olduğunu, ocağın telleri kızardıkça bu değerin yavaş yavaş azaldığını görürüz. Yani ısınan iletken, akıma karşı daha çok zorluk gösterdiğinden akım azalmaktadır. O halde ısınan bir iletkenin direnci artar.

İlk direnci R₀ olan bir iletken t ºC de ısıtılırsa, direnci (Telin cinside hesaba katılarak) R₀ x α x t kadar artar. İletkenin t ºC deki Rt direnci:

Rt = R₀+ R₀ x α x t    kadar artar veya Rt = R₀ (1 + α x t) olarak yazılabilir.

Burada: α (Alfa) her iletken cinsine göre direncin sıcaklıkla değişme katsayısını göstermektedir. α metal iletkenlerde pozitif değer alır. Elektrolit, ebonit ve cam ile porselende negatif değer alır. Bu değer konstantan da hemen hemen sıfırdır. Yukarıdaki formülde:

• t = sıcaklık farkı
• t₁= iletkenin ilk sıcaklığı
• t₂ = son sıcaklığı
• t = t₂ – t₁ olur.

Çözülmüş Örnek Sorular

Soru 1: 16 mm² kesitinde bakır tel ile çekilen hava iletkenin boyu 10 km olduğuna göre direnci nedir?

Çözüm: L = 10 km = 10000 m        S = 16 mm²     (Ro) ƍ = 0,0178 Ω mm² / m     R = ?

R = ƍ x L / S = 10000 x 0,0178 / 16      R = 11,12 Ω 

Soru 2: Özdirenci 1,1 Ω mm² / m olan krom-nikel telden bir elektrik sobasında 18 metre tel kullanılmıştır. Kullanılan bu telin direnci 36,6 Ω olduğuna göre kesitini bulunuz.

Çözüm: (Ro) ƍ = 1,1 Ω mm² / m       L = 18 m      R = 36,6 Ω    S = ?

S = ƍ x L / R = 1,1 x 18 / 36,6     S= 0,54 mm² 

Otomobil Ampulleri, Özellikleri Nelerdir?Otomobil Ampul Çeşitleri, Otomobil Ampul Seçimi, Özellikleri Nelerdir? 

Otomobil Ampulleri: Aydınlatma ve sinyal sisteminde araçlarda ampuller kullanılır. Ancak yeni nesil araçlarda LED aydınlatmalı sinyaller ya da fren lambaları kullanılmaktadır. Bu ampullerin özellikleri, çeşitleri nelerdir yazımızda bahsedeceğiz.

Otomobil Ampulleri

Edison ampulu icat etmiştir. Günümüzde araştırmacılar ayarlanabilir beyaz ışık nanoteknoloji (nanotechnology) ürünü ışık kaynağı üretti. Önceki ampuller ısıyı ışığa dönüştürürdü. Yeni üretilen nanokristalli (nanocrystal) LED ler ile elektrik enerjisini direk olarak ışığa çeviriyor.

Ampul nedir: Direnç teli üzerinden elektrik akımı geçirildiği zaman ısınarak ışık vermeye başlar. Ampul (bulb) flaman denilen direnç telinin 2300 ºC’ ta ısınması ile aydınlatma sağlayan elemanlardır. Ampulün lamba soketine geçen kısmına, duy (hear) denir.

Otomobil Ampul Tipleri

Araç ampul tipleri: Her araba farklı aydınlatma tasarımına ve yapısına göre farklı ampullere ihtiyaç duyar. Far ampulleri, sis ampulleri, stop ampul, sinyaller, park ve iç ışıklar sadece bazılarıdır. Farklı ampuller aracınızın markasına ve modeline bağlı olarak farklı duylarla çalışır. Duylar aracınıza doğru şekilde oturması için ampulün tabanının şeklini ve boyutunu belirtir.

Son dönemlerde en fazla tercih edilen oto far çeşitleri;

Halojen, Xenon ve oto LED ampulleri her araca uygun ürünlerdir. Araçlarda en sık kullanılan ampul tipleri, xenon ampuller, ampul  çeşitleri arasındadır.

Halojen Ampul

Ampulün içerisinde halojen, iodin, bromine ve diğer gaz karışımları doldurulmuştur. Ampulün içerisinde bulunan tungsten flaman, üzerinden akım geçmesi sonucunda ısınarak ışık verir.

• H kodlu ampuller

H kodlu ampuller; uzun huzmeli far, kısa huzmeli far ve sis ampullerinde kullanılmaktadır. En çok kullanılan kodları: H1, H3, H4, H7, H8, H9, H10, H11, HB3, HB4, H27 kodları bulunmaktadır.

• T10 – W5W – Dipsiz

Dipsiz ampuller genellikle araçların tavan, yan sinyaller, park ampulleri, 3. Stop ampulü ve plaka ampulü olarak kullanılır.

• T20 – W21/5W – Dipsiz

T20 tek duy ve çift duy (tek kontak, çift kontak) olarak iki tiptir. Gündüz farları, ön ve yan sinyaller, arka park ve stop ampulleri, geri vites, stop ampulleri gibi kullanım alanı vardır.

• 93 Tip Ampul – P21W ve 1016 Tip ampul – p21/5W

93 tip olan tek duy, 1016 tip çift duydur. Gündüz farları, ön/arka sinyaller, stop/arka park ampulleri. Geri vites ampulü ve arka sisler gibi farklı amaçlarla araçlarda bulunur.

• Sofit Ampuller

Genellikle tavan ve plaka aydınlatmalarında kullanılır.

Bu ampul tipleri otomobillerde en çok kullanılan ampul tipleridir.

Oto ampul tiplerini bulmak

Aracınızın ampul türünü (kodunu) bulmak için;

• İnternet ile aracın marka model ve hangi ampul olduğunu belirterek aratabilirsiniz.
• Aracın kullanım kitapçığından veya servisi arayarak öğrenebilirsiniz.
• Ampulü sökmek için kontak anahtarını kapatınız. Ampul üzerinde kod yazmaktadır. Bu kod ampulün kodudur.
• Araç ampul tipini bulunduğunda, kodu yazarak uygun ampulleri bulabilirsiniz.

Otomobil Ampul Çeşitleri

Tüm otomobil markalarının oto ampulleri ve ampul çeşitleri yapım farklılıklarına göre sınıflandırılır.

• Şekillerine Göre
• Çalışma Gerilimlerine Göre
• Flaman Bağlantılarına Göre

Şekillerine Göre Ampuller

Araçlarda kullanılan lambalar (lamp), yapım şekillerine göre, normal ampuller ve sofit lamba olarak ikiye ayrılır. Oto (auto) elektrik sisteminde yaygın olarak normal ampuller kullanılır.

Çalışma Gerilimlerine Göre Ampuller

Genellikle araçlarda 6- 8, 12- 16 ve 24-32 voltluk ampuller kullanılmaktadır.

Flaman Bağlantılarına Göre Ampuller

Ampullerde flaman bağlantısı iki türlü yapılır. Birinci bağlama şeklinde flamanın bir ucu alttan yalıtılmış olarak çıkartılır. Diğer ucu ise içten duya bağlanır. Bu ampullere normal ampul denir. Diğer bağlantı şeklinde flaman’ın ise her iki ucu alttan yalıtılmış olarak çıkar, bunlara yalıtılmış ampul (ampoule) denir.

Güçlerine Göre Ampuller

Lambaların elektrik güç birimi Wattır. Oto elektrik tesisatında kullanılan ampuller güçleri bakımından;

• 0,5 – 1,5 watt ampuller: Gösterge lambalarında
• 3 – 5 watlık ampuller: Plaka, tepe, park ve iç lambalarında
• 21 – 32 watlık ampuller: Geri vites, sinyal ve fren lambalarında
• 55 – 100 watlık ampuller: Projektörlerde, uzun ve kısa farlarda kullanılır.

Flaman Sayılarına Göre Ampuller

Flaman sayılarına göre ampuller iki çeşittir.

• Tek Flamanlı
• Çift Flamanlı

Çift flamanlı ampuller:

Yerleştirme problemi olan yerlerde iki flaman aynı ampul içerisine montaj yapılarak yerden tasarruf etmek amacı ile kullanılır (Park+Fren, kısa far+uzun far gibi).

Yuvalarına bağlanış şekillerine göre ampuller, iki gruba ayrılır.

• Düz tırnak
• Çapraz tırnak

Ampul yuvasına yerleştirilirken ilk önce tırnakların yuvasına oturtulması sağlanır. Sonra ampul ileri doğru itilerek sağa doğru çevrilir.

Oto Ampullerinin Fonksiyonel Özellikleri

• Oto ampulleri çeşitli markalarda farklı model, renk, şekil gibi özelliklerle imal edilmektedir.
• Watt güç girişi ile etkin duruma gelen oto ampullerinin Watt özellikleri ampule göre değişiyor.
• Araba far ampulleri yol ışıklandırmasını sağlayan en önemli faktördür. Bu yüzden uzun ve parlak ışık üreten ürünler tercih edilmektedir.
• Araç park ampulü ve sinyal oto ampulleri; manevra öncesi kullanıcıları uyarmak için üretilmektedir.
• Oto parçalarında olan sis lambaları; sis, kar ve yağmur gibi olumsuz hava koşullarında yol güvenliğini sağlayan en önemli ürünlerdir. Bu lambalar kısa mesafeli, geniş ve düzgün yayılan bir ışık kaynağı olarak öne çıkmaktadır.

Oto Ampul Çeşitlerinin Özellikleri

• Aydınlatma ürünleri, ampul, projektör, spot lambası, tepe lambası. Ampul çeşitleri kullanıcı ihtiyacına ve araç modeline göre belirlenmektedir. Bunlardan bazıları, LED, Halojen, Xenon oto ampulleridir.
• Halojen (halogen) oto ampuller çok fazla ışık üreten ve sarı ışık yayarlar. Bu ampuller diğer ampullere göre çok daha uzun süreli kullanılır. Halojen oto ampuller, kısa görüş mesafesi sağladığı için günlük kullanımda tercih edilirler.
• Otomobillerin aydınlatma sistemlerinde LED ışık kullanılmaktadır. LED (Light Emitting Diode, Işık yayan Diyot) ampuller daha uzun ömürlü, az enerji tüketir ve parlak ışık yayarlar. Ayrıca bu ışık kaynağı büyük oranda enerji tasarrufu sağlayarak küresel ısınma sorununa da katkıda bulunacaktır.
• Xenon oto ampulleri parlak beyaz ve mavimsi ışık üretirler. Yüksek yoğunlukta deşarj ampulleri olarak bilinen Xenon oto ampuller az ısı üretirler. Xenon oto ampulleri, gece yolculukları için idealdir. Xenon oto ampulleri, uzun dalga boyutlarına sahip parlak ve dağınık bir ışık üretimi sağlamaktadır.

Otomobil Ampul Seçimi

Günümüzde otomobillerde yerine, modeline ve markasına göre birçok farklı ampul çeşitleri kullanılmaktadır. Oto için aydınlatma ürünü seçerken aracın modeli ve ihtiyaç duyulan ışık gibi özelliklere dikkat edilmelidir.

Araçların dış aydınlatmasında far ampulleri, sis ampulleri, stop ampul, sinyaller, park ışıkları yer almaktadır. Göz sağlığı için seçilecek oto ampulü daha rahat ve güvenli bir sürüş için önem taşımaktadır. Çevre ve hava şartları göz önünde bulundurularak uygun ampul seçimi yapılmalıdır. Kullanılmak istenilen oto ampulünün seçiminde renk, parlak, Watt özelliği de göz önünde bulundurulmalıdır.

Yüksek Watt’ lı lambalar harcadıkları enerji ile daha fazla ışık üretirler. Fakat doğru orantılı olarak aynı derecede de ısı üretmektedirler. Öncelikle, araçta bulunan oto ampül çeşidini bilmekte ve araçta yedek ampul bulundurmakta yarar vardır.

Oto Ampul Fiyatları

Oto ampul fiyatları da marka, ampul çeşidi gibi özelliklere göre değişkenlik göstermektedir. Far Ampulü Fiyatları ve 12V 24V 53 67 93 Tek ve Çift Duylu Çeşitlerine göre farklılık göstermektedir.

 

Akü Nasıl Şarj Edilir? Akü Nasıl Çalışır Şarjı Deşarjı 

Akü nasıl şarj edilir: Akü elektrik enerjisini kimyasal enerji olarak depolar. Akü devresine alıcı bağlandığında bu enerjiyi tekrar elektrik enerjisine çevirir. Dış devreye veren bir üreteçtir (generator).

Bir otomobilin ilk çalışması ve araba (car) üzerindeki ışık ve özel alıcı donanımları için elektrik kaynağına ihtiyaç vardır. Bu ihtiyacı karşılayan eleman aküdür (battery). Batarya veya akümülatör olarak da adlandırılır.

Akünün Görevleri

• Oto aküsü (automobile battery) arabanın ön kaputunda bulunur.
• Motorun ilk hareket sırasında marş motorunu çalıştıracak yüksek akımı verir.
• Akü şarj sisteminin ürettiği elektrik enerjisini kimyasal enerji şeklinde depolar
• Elektrik harcamalarının yüksek ve şarj akımının düşük olduğu zamanlarda akü, elektrikli alıcıları besler
• Motor çalışırken elektrik sisteminde gerilim ve akım şiddeti dengelemesini sağlar
• Motor çalışmadığı zamanlarda, kullanılacak alıcılara akım göndermek
• Akü kapasitesi sınırlı olduğu için sürekli şarj edilmesi gerekir. Motor çalışırken akünün şarj edilmesini, şarj sistemi gerçekleştirir.

Motor yüksek devirde çalışırken şarj sistemi akım üretir. Ürettiği akım alıcıların harcadığı akımdan yüksek olursa sistemin ürettiği akımın bir kısmı alıcılara gider. Diğer bir kısmı da akünün şarj edilmesi için harcanır. Araç motoru düşük devirde çalışırken şarj sisteminin vereceği akım alıcıları beslemeye yetmeyebilir. Bu durumda alıcıların beslenmesini, alternator ve akü birlikte yapar.

Tüm bu görevler araçta akü ile sağlanır. Akünün araç üzerindeki çevrimi aşağıdaki gibidir.

Akü Nasıl Çalışır?

Akünün çalışma prensibi: Elektrik enerjisinin kimyasal enerjiye dönüştürüldüğü duruma  doldurma (şarj) denir. Tersi olarak Kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü duruma boşalma (deşarj) denir.

Bir akünün pozitif ve negatif plakaları vardır. Bu plakaları bir elektrik devresine bağlayalım. Plakaların aktif maddeleriyle akü elektroliti birbiriyle kimyasal bir reaksiyona girerler. Devrede elektrik akımı meydana gelirken akü boşalmaya (deşarj) başlar. Boşalmış olan akü bir doğru akım (DA) kaynağına bağlanıp bir şarj akımı geçirilirse akü yeniden şarj olur. Şarj ve deşarj sırasında oluşan olaylar şöyle bir formülle gösterilebilir:

Şarj

PbO₂ + 2H₂SO₄ + Pb ← PbSO₄ + 2H₂O + PbSO₄

Deşarj

Akü Yapısı

Akünün yapısını meydana getiren kısımlar:

Akü Şarjı

Deşarj akımına ters yönde bir şarj akımı geçirilirse pozitif ve negatif plakalardaki kurşun sülfat ayrışır. Her iki plakadan ayrılan sülfat (SO₄) iyonları suyun hidrojeni ile birleşip sülfürik asit (H₂SO₄) oluşturur.

Suyun oksijeni de pozitif plakada kurşunla birleşip kurşun peroksit (PbO₂ ) meydana gelir. Negatif plaka ise saf kurşun haline dönüşür. Bu durumda her iki kutupta kimyasal bakımdan farklı maddeler yeniden meydana gelir. Şarj sırasında pozitif ve negatif plakalarda oluşan kimyasal değişme şöyledir;

Pozitif plaka = PbSO₄ + SO₄+ 2H₂O → PbO₂ + 2H₂SO₄

Negatif plaka = PbSO₄ + H₂ → Pb + H₂SO₄

Akü Deşarjı

Akünün bir alıcıya akım vermesi işlemine deşarj denir. Elektrolit içindeki asit sülfat (SO₄) ve hidrojen (H₂) iyonları verir. Sülfat iyonları eksi (-) ve hidrojen iyonları ise artı (+) değerlidirler. Deşarj sırasında sülfat (SO₄) iyonları her iki plakadaki kurşunla birleşerek kurşun sülfat (PbSO₄) meydana getirirler.

Pozitif plakadaki kurşun peroksidin (PbO₂) oksijeni ise ayrışır. Asidin hidrojeni ile birleşir ve su meydana gelir. Deşarj esnasında pozitif ve negatif plakalarda oluşan kimyasal değişme şöyledir;

Pozitif plaka = PbO₂ + H₂ → PbO + H₂O

Negatif plaka = Pb + O + H2SO₄ → PbSO₄ + H₂O

Şarj Sisteminin Parçaları

Şarj sistemi hangi parçalardan oluşur? akü, alternator, regulator (konjektör), şarj göstergesi, devre kablolarından oluşur.

Akü nasıl ve neden biter? Akünün boşalmasına birçok etken sebep olabilmektedir. Bu sebepler sistemsel olabileceği gibi sürücü hatalarından da kaynaklanmaktadır.

Araba çalışmıyorken uzun süre müzik dinlemek. Aracın iç lambaları, park lambaları veya kapıları açık unutmak. Araca uzun süre marşa basmak ve dondurucu soğuklara maruz kalmak. Enerjinin düşmesi gibi nedenlerden akü boşalmasına sebep olabilir.

Akü Takviye Kablosu Nasıl Kullanılır?

Aküyü şarj etmek için kullanılan şarj yöntemlerinden en yaygını akü takviyesidir. Takviye kablosu ile akü şarj etmek için aküsü dolu olan bir araca ihtiyaç vardır. Arabalardaki aküler benzer amper değerlerine sahip olmalıdır.

Şarj işlemi için araçlar, yan yana veya karşı karşıya getirilir. Takviye kabloları ve aküler arasındaki bağlantı sağlanır. Birbirlerine yanaştırılarak işlem başlatılır. İki araba da stop ettirilir, kontak kapatılır. Kaput açılarak akünün olduğu yer ve üzerindeki (+), (-) kutuplar tespit edilir. Kırmızı renkli kablo her iki araçtaki akünün (+) kutuplarına, siyah renkli kablo ise (-) kutuplarına bağlanır. Aküyü şarj ederken birinden yardım alınmalıdır. Çünkü kabloların hiçbir yere temas etmemesi gerekir.

Kablolar kutupları kavradıktan sonra aküsü dolu olan aracın motoru 2-3 dakika çalıştırılarak diğer arabanın aküsü şarj olmaya başlar. Daha sonra aküsü biten araç çalıştırılır. Araçlar çalışır durumdayken takviye kablosu çıkarılmadan bu işlemin birkaç dakika daha sürdürülmesi gerekir. Motor çalışınca, takviye kabloları önce kırmızı renkli (+) kutuplar sonra da siyah renkli (–) kutuplar çıkarılır. Bu noktada dikkat edilmesi gereken şey kabloları sökme işleminin şarj edilen aküden başlanması gerektiğidir. Yine güvenliği sağlamak için kablolar tek başına çıkarılmamalı ve metal kısımlarına dokunulmamalıdır.

Bundan sonra aküsü boşalan araç takviye işleminin ardından akünün boşalmaması için 5 ila 20 dakika boyunca kullanılmalı. Ya da rölantide çalıştırılmalıdır. Bu süre içinde akünün kendini şarj ederek çalışabilecek duruma gelmesi beklenir. Arabalardaki aküler benzer amper değerlerine sahip olmalıdır. Şarj edilemeyecek durumda olan aküler için, akü değişimi yapılmalıdır.

Akü Şarj Cihazı

Deşarj olan aküler şarj cihazları ile de şarj edilirler. En güvenli şarj yöntemi olarak bilinen şarj cihazlarının birçok farklı özelliği vardır. Akü şarj cihazı (battery charger) satın almadan önce;

Akü tipi, giriş voltajı, amper değerleri, boyutları akünün kapasitesi bilinmelidir. Taşıta göre akü seçimi yapmak için kullandığınız akü tipi jel akü (gel battery) yoksa kuru akü mü (dry battery) olduğu bilinmelidir. Akü şarj aleti, cihazın desteklediği Volt değerine göre kullanılmalıdır.

Örnek olarak 6V bir akü şarj adaptörü, 12 volt bir araç aküsünü şarj edemez. Yeni üretilen şarj cihaz modellerinin aynı anda 6-12 volt arası tercih edilmektedir. Led ışık göstergeleri ile anlık şarj durumu gösteren özellikleri de vardır. Aynı zamanda otomatik olarak akü tipini tanıyabilen modeller mevcuttur.

Öncelikle akü şarj cihazı (redresör) kullanırken ürünün akım ve voltaj değerleri seçilerek şarja bağlanmalıdır. Her ürünün farklı kullanım türleri vardır. Akü şarj cihazı fiyatları modellerine ve kalitesine göre piyasada değişkenlik göstermektedir.

Akü Şarj Etme Yöntemleri

Bataryalar ihtiyaçlarına göre 4 şekilde şarj edilirler;

• Yavaş şarj
• Normal şarj
• Hızlı şarj
• Araba üzerinde şarj

Yavaş şarj

Yavaş şarj işlemi bataryaların şarjında izlenen normal yoldur. Bu iş için genellikle şarj redresörleri kullanılır. Bu şarj redresörleri alternatif akımı (AC) doğru akıma (DA) çevirirler. Şarj cihazının kapasitesi birden çok bataryayı seri bağlı olarak şarj edilebilirler.

Bu bataryaların kapasitelerinin birbirine yakın olması tercih edilir. Şarj edilmesi gereken bataryalardan biri diğerlerinden küçük ise şarj akımı en küçük kapasiteli bataryaya göre ayarlanır. Zaman varsa şarj akımı daha da düşük tutulabilir. Şarj işlemine bataryanın bütün elemanlarından serbestçe gaz çıkmaya başlayıncaya kadar devam edilir. İki saat içinde daha fazla yoğunluk artması olmuyorsa şarj işlemi tamamlanmış olarak kabul edilir.

Yoğunluk şarj başlangıcında yavaş artar. Çünkü oluşan asit dibe çöker. Şarj sonuna doğru çıkmaya başlayan gazlar elektroliti karıştırdığından yoğunluk artışı hızlanır. Şarjın sonunda yoğunluk 1.280 olmalıdır. Yoğunluk ölçülürken sıcaklığın ve elektrolit (electrolyte) içindeki gaz kabarcıklarının etkisi gözden kaçırılmamalıdır. Bu değere ulaşıldığında şarj kesilir.

Şarj süresinin hesaplanması:

Örnek: Kapasitesi 75Ah olan batarya ¼ şarjlı olduğu ölçülmüştür. 7.5 amper şarj akımı ile kaç saat şarj edilmelidir?

Boş kısım= 75 – (¼ x 75) ise 75 – 18 = 57Ah.

Şarj süresi = 57 / 7.5 + %25 kayıp = 7.6 + 1.9 = 9.5 saat şarj edilmelidir.

Ayrıca: Uzun süre kullanılmadan bekletilen akülerin plakalarında sülfatlaşma meydana gelir. Sertleşen plakaları çözmek için yavaş şarj sistemi uygulanır. Aküye önce bir alıcı bağlanır ve akünün tamamen boşaltılması sağlanır. Sonra akü içindeki elektrolit boşaltılarak saf su konur. Akü 0,5-1 amper’ lik bir akım ile 60-100 saat arasında şarj redresörü (rectifier) bağlanarak şarj edilir. Akünün şarj süresi bittiğinde akü içindeki elektrolit boşaltılır ve uygun yoğunlukta elektrolit (electrolyte) eklenir.

Normal Şarj

Araç, akünün bitmesinden dolayı çalışmazsa, akü çıkarılıp dışarıda normal redresöre bağlanarak şarj edilir.

Akü Şarja Nasıl Bağlanır?

Bir aküyü normal şarja bağlarken dikkat edilmesi gereken hususlar;

• Akünün yüzeyi temizlenir.
• Akü toz kapakları açılır.
• Yoğunluk muayenesi yapılır ve elektrolit düzeyi tamamlanır.
• Birden fazla akü seri bağlanmış ise en küçük kapasiteli aküye göre şarj akımı seçilir. Şarj akımı akü kapasitesinin 1 / 10 ile 1 / 20 si arasında seçilir. (Örneğin: Anma kapasitesi 60 Ah olan aküde şarj akımı 3 – 6 amper arasında olmalıdır.)
• Şarj olurken zaman zaman elektrolit yoğunluk kontrolü yapılır.

Seri Bağlantı 

Akü bloklarının akü grubu meydana getirecek şekilde arka arkaya bağlanması ile oluşturulur. Seri bağlantıda akü kapasitesi değişmez; akü grubunun kapasitesi, grupta yer alan her bir bloğun kapasitesine eşittir.

Paralel Bağlantı

Aynı anda ve aynı kapasitede birden fazla akü de paralel olarak şarj edilebilir. Paralel bağlantı, iki veya daha fazla sayıda seri bağlantı ile meydana gelir. Hangi bağlantı grubu kullanılırsa kullanılsın seri kolda yer alan bütün hücreler birbiri ile özdeş olmalıdır. Seri koldaki akü blok sayıları eşittir. Akülerin paralel bağlanmasının sebepleri:

• Akünün kapasitenin arttırılması
• Bir arızalı akü, (UPS) kesintisiz güç kaynağı için bütün akülerin yedek enerji beslemesinin kesilmesine sebep olmaz.

Çabuk Şarj veya Hızlı Şarj

Hızlı şarjın amacı deşarj olmuş (boşalmış) aküyü kısa zamanda marşa basacak şekle getirmektir. Sülfatlaşmış, eski ve elektrolit maddesi bozulan aküler çabuk şarj veya hızlı şarj edilmemelidir. Sık sık çabuk şarj edilen bataryaların ömrü azalır. Hızlı şarjda, şarj akımı 12 volt’ luk aküler için 25-50 amper arasındadır. Tüm akümülatörlerde 15-20 dakika uygulanmalıdır. Çabuk şarj işleminde toz kapakları açılmalıdır.

Araç Üzerinde Şarj

Araç üzerinde yapılan şarj, alternatör ve regülatörden oluşan şarj sistemi ile yapılır. Araç  üzerindeki şarj işlemi, sabit voltajla yapılan işlemdir. Şarj voltaj değeri 13.8 volt ile 14.2 volt değerleri arasında olmalıdır.

Akü Şarj Süresinin Tespiti

Örnek; 80 Ah kapasiteli bir akünün voltajı ölçüldüğünde 11.85 volt görülüyor. Akünün 4,5 Amper akım çekecek şekilde en az 14 saat şarja bağlanması gereklidir.

Akülerin Sökülüp Takılması

Akülerin sökülüp takılmasında dikkat edilmesi gereken hususlar:

• Herhangi bir nedenle akü, araç üzerinden çıkarılacağı zaman önce “-“ kutup başı sonra da “+” kutup başlığı sökülmelidir.
• Aküyü sökerken kutup başlarının ve akü kutusunun zarar görmemesi için özen gösterilir. Tespit vidaları gevşetilmeli, varsa kutup başlığı çektirmesi kullanılmalıdır. Çektirme yoksa bir tornavidayı kutup başlığının ağızları arasına sokarak başlığın gevşeyene kadar açılması sağlanmalıdır.
• Akü araç üzerine takılırken, akü emniyet çerçevesinin somunları yeterince sıkılmalıdır.
• Kutup (pole) başları takılmadan önce “+” kutup başlığı sonra da “-“ kutup başlığı yerine takılır.
• Akü kabloları gereğinden daha uzun ve köşe yapacak kadar kısa olmamalıdır.
• Kutup başları, kutup başlıklarını 1 ila 2 mm taşacak şekilde bağlanmalıdır.

Not: Eğer geçici akü takılacaksa aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir:

• Kutup başları, motorun herhangi bir kısmına değerek kısa devre yapmaması için kontrol edilmelidir.
• Eğer akünün yerine konacak akü seri veya paralel bağlanmış akülerden oluşuyorsa. Birleştirdiğinde yeniden orijinal şeklini aldığından emin olunmalıdır.
• Özellikle kalıplı vida ve cıvataları gevşetilmemelidir. Yandan kutup başlılar için 5-10 arasında İngiliz anahtarı çivili kutup başlarında 10-15 İngiliz anahtarı kullanılmalıdır.
• Kutup başlarını daha kolay bağlantıyı yapmak için hiç bir şekilde kesmemeli veya delinmemelidir.
• Modern araçlar bilgisayar kontrollü sistemlerle donatılmış durumdadır. Akü bağlantısındaki bozukluk programları bozar. Akü değişimlerinde ve yerine yerleştirirken üretici tavsiyelerine uyulmalıdır.

Akü Self- Deşarjı

Servis dışı durumdaki bir akünün kendi kendine deşarj olmasıdır. Kullanılmadan uzun süre bekletilen bataryanın içinde, bir akım veriyormuş gibi kimyasal reaksiyon oluşur. Bu olaya self deşarj (kendi kendini deşarj) denir. Sıcaklık yükseldikçe bataryanın self deşarj hızı da artar. Yüksek sıcaklıkta batarya elektrolit yoğunluğu azalır.

Self deşarja neden olan etkenler; 

• Düşük Sıcaklıklar

Sıfırın altındaki sıcaklıklarda aküler istenen verimle çalışmazlar. Sıcaklık düştükçe dahili direnci artar. Bu durumda için akü performansını etkileyecek voltaj düşmeleri de artacaktır. Dirençler arttığından  akü voltajı otomobilin ateşlemesi için gereken akımı yavaş verir. Bundan dolayı elektrikli cihazları çalıştıramayacaktır.

Akü deşarj olduğunda dahili dirençler yine artacaktır. Kışları akülerin zayıf olmasına sebep olan aydınlatma ve ısıtıcılardır. çünkü soğukta motoru harekete geçirmek için harcanması gereken güç artmaktadır. Deşarj sırasında elektrolitin özgül ağırlığı azalır ve suyun yoğunluğuna yaklaşır. Buda elektrolitin donma riskini artırır. İyi şarjlı aküler -56 C altında çalışırlar. % 50 şarjlı aküler – 29 C ‘nin altında ve iyice boşalmış akülerse -12 C altında iyi sonuç vermezler.

• Yüksek Sıcaklıklar

Kurşun-asit akülerin hücreleri kimyasal reaksiyonlardan dolayı boşalırlar. Bu kendi kendine boşalma ortam sıcaklığı arttıkça hızlanır. Kendi kendine deşarj olma elektroliti zayıflatır, ızgaraları ve plakaları aşındırır. Bu aşındırıcı durum var olan akü kapasitesinin zarar görmesine ve akünün erken bitmesine neden olur.

• Akü de Sülfatlaşma

Plakalardaki sülfatın sertleşerek, şarjda aktif hale gelememesi durumuna, sülfatlaşma denir. Sülfatlaşmanın meydana geldiği durumlar;

• Akünün uzun süre şarjsız durumda bekletilmesi
• Akünün sık sık deşarja bırakılması(aşırı deşarj)
• Akünün aşırı sıcaklıkta işletilmesi
• Elektrolit yoğunluğunun anma değerinden yüksek olması

Not: Şarj sırasında elektrolit yoğunluğunun yükselememesi sülfatlaşmanın bir belirtisidir. Sülfatlaşma, aşağıdaki işlemlerle kısmen giderilebilir.

• Elektrolit boşaltılır, yerine saf su doldurulur.
• Akü kapasitesinin onda biri değerindeki bir akımla uzun süreli (18-20 saat) şarj edilir. Şarj süresince yoğunluk artar. Şarja, yoğunluk artışı durana kadar devam edilir. Sabit akımla yapılan bu işlem boyunca şarj geriliminin göz başına 2.7 V.’ den fazla yükselmesine izin verilmemelidir.
• Yapılan şarj işlemi sonunda elektrolit yoğunluğu, anma yoğunluğundan genel olarak biraz fazla olacaktır. Saf su eklemek suretiyle, elektrolit yoğunluğu anma değerine getirilmelidir.

Kullanılmadan Bekletilen Akülerde Yapılacak İşlemler

• Depolama sırasında personelin yaralanmasından sakınılmalıdır. Stok kayıplarını yok etmek için aküler dikkatli bir şekilde ele alınmalıdır.
• Doldurulmuş ve şarjlanmış aküler dik pozisyonda depolanmalıdır.
• İstiflenen akülerin yüksekliği üç aküden daha yüksek olmamalıdır. Aralarında karton ambalaj yoksa her sıraya bir karton ambalaj yerleştirilmelidir.
• Aküleri istiflerken iki akünün kutupları birbirine değmemesine dikkat edilmelidir.
• Aküler metal kafeslerde depolanıyorsa kutupların kafese değmesi engellenmelidir. Aksi halde kısa devre meydana gelir. Bunun için kafesler arasında yeterince boşluk olmalıdır.
• Aküleri istiflenmeden taşınma zararları, çatlaklar ve elektrolit sızmaları kontrol edilmelidir.
• Depolar kuru, serin ve havalandırmalı olmalıdır. 10- 16 C arasındaki sıcaklıklarda 27-37 C arasında olmalıdır. Yapılan depolamalara oranla kendi kendine boşalma oranı oldukça düşmektedir.
• Depolanan aküler düzenli aralıklarla kontrol edilmelidir. Eğer açık devre gerilimi 12.45 volt’un altına düşmüşse akü yeniden doldurulmalıdır.
• Uzun süre depolama zorunda kalınan aküler olduğunca soğuk yerlerde korumalıdır. En fazla ayda  bir tam şarj edilerek oluşan sülfatlaşmayı kalınlaşmadan yok etmelidir.
• Aküler öyle yerleştirilmelidir ki eski olanlar önce kullanılabilsinler.
• Depo da saklama süresince havalandırma çıkışları olmalıdır. Depolama alanı içerisinde sigara içilmemeli veya kaynak yapılmamalı vb gibi açık ateşin kullanıldığı işler yasaklanmalıdır.
• Büyük olan iş yerlerinde fazla sayıdaki aküleri bir arada depolamak zorunda olduğu için  aküleri özel şarj cihazına (charger) bağlanarak korunmalıdır.

Evde Akü Şarj Etme

Özellikle kış aylarında soğuk havanın etkisinden dolayı bazen araba aküleri marş basmayabilir. Bundan dolayı aküleri şarja bırakmak gerekir. Bu işlem evde adaptör yardımı ile şarj (charge) edilebilir. 12 volt adaptör (adapter) bu şarj işlem için yeterlidir. Ancak adaptörün çıkış voltajı 13Volt’ un üzerinde olmalı, maksimum 14.4 Volt’ u aşmamalıdır.

Deşarj olan aküler (-5ºC -10ºC) gibi düşük derecede donarlar. Donmuş bir aküyü şarj etmeye çalışmamalı; şarj etmeden önce oda sıcaklığında olmasına dikkat edilmelidir. Aşırı şarj akünün ömrünü kısaltır.

Çevreyi ve İnsanları Korumak İçin Alınması Gereken Güvenlik Önlemleri

• Aküyü şarja bağlarken, işlemi yapan kişiler asite dayanıklı iş elbisesi, gözlük, plastik eldiven, çizme kullanılmalıdır.
• Aküyü şarj ederken patlayıcı gaz çıkışı olacağı için ortam havalandırılmalı, kesinlikle ateş ile yaklaşılmamalıdır. Aksi halde akü (battery) patlayabilir veya aracın elektrik aksamları bozulabilir.
• Atık (hurda) aküler çöpe atılmamalı, geri dönüşüm için, akü servislerine, satıcılarına teslim edilmelidir.
• Elektrolit (akü suyu) lavabo, kanalizasyon vs. yerlere dökülmemelidir.
• En büyük hata kabloların yanlış kutuplara bağlanmasıdır. Akü bağlantısı yapılırken önce artı bağlantı kablosu, sonra eksi bağlantı kablosu bağlanmalıdır.
• Akü bağlantı bölgeleri (kutup başları) gevşek bırakılmamalıdır.
• Akü, takılan araca sıkıca sabitlenip sağlamlaştırılmalıdır.

 

LED Lamba Nedir? LED Ampul Nedir? Nasıl Çalışır? LED Aydınlatma

Led lamba nedir: LED kelimesi “Light Emitting Diode” (Işık Yayan Diyot). En yeni aydınlatma teknolojilerinden biridir.

LED Lamba Nedir?

Standart duy tipleri ile kullanılabilirler. Ancak ışık üretmek için LED (ışık yayan diyotlar) kullanan bir katı hal aydınlatma (SSL) cihazıdır.

LED Aydınlatma

Led ler oldukça düşük sarfiyatlı (0,3W – 2W), ucuz maliyetli, çok uzun ampul ömürlü (100.000 saat) , düşük voltajlı ürünlerdir (12 V). Işık seviyeleri diğer ışık kaynaklarına göre daha düşüktür.

LED spotlar 50 mm çapında PCB (baskılı devre) üzerine monte edilmiş 6, 12 veya 18 LED den meydana gelmektedir. LED spotların en önemli ayrıcalığı 10º ile 120º arasında her ışıma açısında üretilebilmeleridir. Led modelleri daire kare veya dikdörtgendir.  Led modelleri daire kare veya dikdörtgendir.

Ayrıca ışıma alanlarında  ihtiyaç duyulan her şekilde imal edilebilmektedir. Yarı iletken esasına dayalı olarak çalışan LED 85 ºC den daha yüksek sıcaklıklardan zarar görürler. Bundan dolayı kapalı (spot içi) hacimde ısı yükü meydana gelmemesi için iç mekânda kullanılan spotların ön camları kullanılmamaktadır. Çok yoğun ışık istenen iç mekân spotlarında bir fan aracılığı ile soğutma sağlanır.

LED ampuller;

• Verimli, enerji tüketimi düşük
• Parlak ışık veren,
• Farklı renk seçenekleri
• Akıllı duy tasarımları,

gelişmiş özellikleri ve çok yönlü aydınlatma imkanı sunan elemanlardır. LED ampul (led bulb) çok düşük sıcaklıklarda bile en iyi parlaklık ve renk düzeyine hemen ulaşır. Lamba anahtarını açıp kapatırken titreşim etkisi göstermezler. LED ampul çeşitleri, şoka ve titreşime dirençli olduklarından patlama oranı düşüktür.  LED ampullerin insan sağlığına veya çevreye herhangi bir zararı yoktur.

LED Ampullerin, Akkor Ampullerle Karşılaştırılması

LED ampuller, akkor ampullerle karşılaştırıldığında %80, tasarruflu ampullere göre %50 daha az enerji harcamaktadır. Örnek: Oda aydınlatmasında 75 Wattlık bir akkor ampul yerine, aynı parlaklıkta 53 Watt halojen ampul kullanılabilir. Ya da 18 Watt tasarruflu lamba veya 12 Wattlık bir LED ampul daha avantajlı olabilir.

LED lamba (led lamp) içerisinde doğaya zarar verebilecek herhangi bir gaz yoktur.

Akkor ampullere göre LED aydınlatmalar;

• Elektriğin ışığa dönüştürüldüğü,
• Karbondioksit salınımın en az olduğu,
• Enerji verimliliği yüksek,
• Düşük güç tüketimi sayesinde tasarruf sağlayan bir çevre dostu olan aydınlatma teknolojisidir.

LED armatürlerde civa gibi ağır maddeler ve halojen gazlar bulunmamaktadır. Kullanım süreleri bittiğinde doğaya zararları yoktur. Tasarımcılar açısından bakıldığında dimmerlenebilir. LED ampül yapısı darbelere dayanma (cam yapısı olmaması) ve uzun ömürlüdür. Bu sayede LED aydınlatma ürünleri, müdahale edilmesi zor alanlarda kullanılmaktadır.

Dimmer

Güç elektroniği devre elemanlarından oluşan devreye dimmer  denir.  LED, Halojen ve CFL gibi ışık kaynaklarının parlaklık seviyelerini getirilmesini sağlar.

Dimmerlemek

Lambanın gerilimi değiştirilerek verdiği ışık miktarının artırılıp azaltılmasıdır.

Floresan ve akkor ampullerde ışık istenilmeyen yönlere de gider. LED ampul ile ise ışık aydınlatılmak istenilen yöne doğrudan gönderilir. LED ampullerde ışık istenilen yönde yayıldığı için aydınlanma daha iyi sağlanır ve ışık kirliliği de azaltılmış olur.

LED ampuller uzun ömürlü ve sağlam bir yapıya sahiptir. Ömürleri 30 bin saatten fazladır. Kullanım ömürleri sıcaklığa bağlı olarak değişir. LED ampullerde yaklaşık 10.000’den fazla açma/kapama işlemi yapılabilir. Açma kapama işlemi LED ampulün çalışma performansını etkilemez. Tasarruflu lambalarda ise açma/kapama 5000 dolayındadır.

LED’ler uzun ömürlü ancak elektronik kısımları biraz daha dayanıksızdır. Ömrü etkileyen en önemli faktör LED sürücü kısmıdır. Üreticiler lamba (lamp) kutusu üzerinde ürün ömrünü belirtirler.

LED Ampül Nasıl Çalışır?

LED ampul; çalışma prensibi diyot temeline dayanan bir aydınlatma çeşididir. LED ampullerin içerisinde diyotlar bulunur. Bu diyotlar yüksek dirençten düşük dirence kontrollü bir şekilde elektriğin geçişini sağlar.

LED ampuller; içinden bir elektrik akımı geçtiğinde görünür ışık yayan yarı iletken bir cihaz kullanılır. Bu özellik elektrolüminesans (electroluminescence) olarak bilinir. Belirtilen sıcaklık aralığında çalıştırtıldığı sürece, LED ampuller 50000 saat çalışabilir.

Elektrolüminesans (electroluminescence)

Optik ve elektriksel bir olgudur. Malzemenin içinden geçen elektrik akımına veya çok güçlü elektriksel alana tepki olarak ışık yayma durumudur.

LED ampuller yarı iletken elektronik devre elemanı dır. ilk icat döneminde zayıf kırmızı bir ışık verirlerdi. günümüzde gelişen yüksek teknolojiler ile üretilen LED ampuller;

görünür ışık, morötesi, kızılötesi gibi farklı dalga boylarında, yüksek parlaklıkta ışık vermektedir.

Emmitted light: Yayılan ışık. Cathode: Katot. Diode: Diyot. p- layer: P-Katman. Active Region: Aktif bölge. n-layer: n- katman. Substrate: Alt katman. Anode: Anot. Transparent plastic case: Şeffaf plastik kasa. Terminal pins: Terminal pimleri.

LED Ampul Nasıl Seçilir?

Yarı iletken teknolojisi ile aydınlatmada, LED ampuller kullanılmaya başlandı. LED ampuller nesnelerin gerçek renkleri ile algılanmasını daha iyi sağlamaktadır. Işık verimliliği yüksek ve renk portföyü geniş aydınlatma elemanlarıdır. Doğru LED ampulü satın almak için ne yapmalıdır? Fiyat dışında dikkat edilmesi gereken temel özellikler;

Ampulün ne kadar parlak olacağına dair temel gösterge Watt değeridir. LED ampullerinin farklı model ve Watt seçenekleri vardır. Tüketici tercih yaparken satın alınacak LED ampulün (ampoule) nerede kullanılacağıdır.

Lambanın ne kadar enerji harcadığı watt ile ölçülür. LED’ ler için Watt, ampulün ne kadar parlak olacağının önemli bir göstergesi değildir. Çünkü LED ampul teknolojisi çok daha düşük güç harcar. 60 W akkor ışığına benzer parlaklığa sahip bir LED ampul sadece 8 ila 12 W güç harcar.

LED ampullerde farklı bir gösterge olan lümen kullanılır. Lümen bir ışık kaynağından yayılan ışık miktarını gösterir. LED ampullerde güç seviyesi W değerinden değil, lümen değerinden ölçülür. Lümen (lm), bir ampulün yaydığı ışığın parlaklığın gerçek ölçüsüdür. Lümenin yüksek olması aydınlatma ürününün parlak ışık vermesi anlamına gelir.

LED Ampul Rengi Nasıl Seçilir?

LED lamba renkleri, etkileyici geniş bir renk yelpazesine sahiptir.  Standart LED ampuller için popüler renkler genellikle, beyazın sıcak ve soğuk tonlarıdır.

• Renk sıcaklığı

Ampulün yaydığı ışığın renk özelliğini belirleyen faktördür. LED ürünleri otomasyon ile uyumluluk sağlayamaya bağlamıştır. Farklı renk sıcaklıkları ve dim edilebilir seçenekleri de yaygınlaşmıştır. Renk sıcaklığı ölçü birimi Kelvin’ dir. Renk sıcaklığı, üretilen ışığın sıcaklık ve soğukluk olarak tanımlar.

Renk sıcaklığı 3600K-6500K arasında olan aydınlatma ürünleri soğuk, 2700K-3000K arası ise sıcak renk olarak kabul edilir. Sarı renk çeşitleri sıcak, gün ışığına yakın renk çeşitleri ise soğuk olarak değerlendirilir. Renk sıcaklığı seçimi yaparken ampulden yayılan ışığın cisimlerin gerçek rengini ne kadar iyi gösterdiği önemli bir detaydır. Evler için ideal olan sarı ışığın daha sağlıklı olduğu bilinmektedir.

• Işık yayılımı

Kullanılan ampulden verim almak için ampul içerisinde ışığın nasıl yayıldığı önemlidir. LED ampullerin ışık açıları uygulamalarına göre farklılık gösterir. 5 ila 30º arası dar açı, 30º üstü ise geniş açı olarak belirlenmiştir. Ampulün aydınlatması gereken açı arttıkça yüksek lümen değerli ampuller seçilmelidir.

• Verimlilik 

Ampulün watt başına toplam lümen değeri verimliliktir. Lümen/Watt olarak hesaplanır. Akkor ve tasarruflu ampullerde ısı kaybı fazla olduğundan bu değer daha düşük çıkacaktır. Ancak LED ampuller verimlilik açısından tercih edilmektedir.

Akıllı LED Ampul Nedir?

Akıllı LED ampul (smart led blub);

Aydınlatmanın uzaktan, programlanmasını kontrol edilmesini sağlar. İnternet özellikli bir LED ampuldür. Akıllı ampul modelleri, Bluetooth veya Wi-Fi üzerinden bağlantı kurulur. Ev veya binalardaki ışığın parlaklığı ve RBG ayarları kontrol edilebilir. Akıllı led ampuller, büyüyen ev otomasyonu ve nesnelerin İnterneti ( IoT) ürünleri kategorisinde yer alır.

Wi-Fi, bluetooth ya da bir ev otomasyon sistemi için tescilli bağlantı entegrasyonları vardır. Akıllı ampuller mobil uygulama veya bina otomasyon merkez aracılığı ile kontrol edilir. Lambaların ışık rengi ve parlaklığı belirli bir şekilde değiştirmek için programlanabilir. Akıllı LED ampul seçenekleri ile lambaya uzaktan bağlanabilir. Renk ve parlaklık gibi ışık değerlerini cep telefon üzerinden ayarlanabilir.

Üreticiler internet bağlantısı sayesinde;

Akıllı ampulleri yerleşik kameralar, iç hoparlör ve nesne algılama yeteneği gibi ek özellikler ile donatmalarını sağlar.

IoT; IoT (Internet of Things veya Nesnelerin İnterneti). Ekosistemine bağlı cihazların izlenmesini, yönetilmesini ve otomasyonunu sağlayan teknolojidir.

LED lamba Nasıl Değiştirilir?

LED lambaları değiştirmeden önce ışıklar en az 15 dakika kapalı konuma getirilir. İnce duy özelliğine sahip olan lamba dış kenarlarından tutularak, hafif bir şekilde döndürülür ve çıkarılır. Kablolar lambalardan dikkatli bir şekilde ayrılır. Ayırdıktan sonra kullanılacak diğer lamba aynı alana yerleştirilir. Lamba el ile tutulduktan sonra yerine düzgün bir biçimde oturması için itip döndürerek sabitlenir.

LED Lamba Nasıl Bağlanır?

LED lambayı bağlarken kablolar doğru bir şekilde bağlanmalıdır. Kullanılacak LED ‘in ölçüsüne uygun olan bir LED adaptörü kullanılması önemlidir. Bağlantısı oldukça kolay ve pratiktir. LED lambalar ortam koşullarına göre uygun bir yerde yerleştirilmesi önemlidir.

LED Çeşitleri

İlk olarak LED’ler birkaç modüllü olan reklam tabelaları yapılmıştır.

Dekoratif aydınlatmada kullanılan DIP LED;

SMD 3528 , SMD 5050 gibi ölçüleri ile adlandırılır. SMD LED ler küçük boyutlu, montaj kolaylığı, verimlilik ve sağladığı faydalar ile birkaç çipten oluşan sıralı LED’ lerdir.

LED projektör (projector), en yeni ve verimli LED teknolojisidir. Wall washer gibi armatürlerde kullanılan Power LED ve COB LED’ (chip on board) leri içermektedir. LED aydınlatmanın:

Spot (LED spotlight), LED projektör , LED panel, LED şerit (led strip),  LED armatürleri gibi ürünleri bulunmaktadır.

LED Ampül Modelleri

Led ampul, elektrik ve elektronik sektöründe yüksek teknoloji ile üretilmektedir. LED ampüller elektrik tüketiminde tasarruf sağlamasından dolayı tercih edilmektedir. Bunlardan bazıları Ledon, Tekfen, Osram gibi markaların E14 LED ampül özellikli modeller vardır.

LED Aydınlatma Nerelerde Kullanılır?

LED aydınlatmanın getirmiş olduğu faydalarla ciddi miktarda enerji tasarrufu sağlar. uzun ömrü sayesinde klasik aydınlatmaya göre çok daha ekonomiktir. LED armatürler hemen her alanda kullanımı hızla yaygınlaşmaktadır. LED aydınlatma, kullanıcısına kusursuz aydınlatma sunar. Bu sayede genellikle evlerde, otel odalarında, çocuk odalarında, yıldız ışığı efektli gece lambası gibi kullanılır. Renk değiştirme özellikleri yoktur. Işık rengi olarak beyaz, sarı, kırmızı, mavi ve yeşil renkleri mevcuttur.

Ayrıca bina dış aydınlatmaları endüstriyel aydınlatma, otomotiv ve reklam sektöründe kullanılır. Park ve bahçelerde ofislerin, sokak, cadde ve meydan aydınlatmaları. Cafe, restorant, oto ampulleri aydınlatmaları gibi alanda kullanılır.

Enerjiyi etkin kullanması, aydınlatma sağlaması LED ampulleri avantajlı hale getirmiştir.

LED Aydınlatma Fiyatları

LED aydınlatma fiyatları ışık değeri, model, güç, ışık akışı ve renk tercihi gibi öne çıkan başlıklarla belirlenmektedir. Tasarruflu led ampul çeşitleri ve araç içinde kullanabilecek lambaların değişik renk ve tasarımları vardır.

 

 

Tungsten Nedir? Tungsten (Volfram) Özellikleri

Tungsten (wolfram) nedir: Tungsten, diğer adı wolfram olan bir metaldir. Tungsten, doğada bulunan en zor elementlerden biridir. Nerelerde kullanılır? Özellikleri Nelerdir?

Tungstenin Kimyasal Özellikleri

Tungsten veya wolfram, atom numarası 74, atom ağırlığı 183,85dir. Kimyasal simgesi W ile gösterilen (L. wolframium), yoğunluğu 19,3 g/cm³ tür. 3482 °C’de eriyebilen kimyasal bir elementtir.

Tungstenin Fiziksel Özellikleri

Fiziksel özellikleri sebebiyle binlerce ürünün hammaddesidir. Tungsten, metaller arasında en yüksek ergime noktasına sahip olan bir malzemedir. Tungsten metal yapısal olarak çok kuvvetlidir.

Çelikten çok daha sert bir yapısı vardır. Tungsteni parçalamak elmastan daha zordur. Yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında bile yapısı bozulmadan korunabilir. Bundan dolayı endüstri ve ticaret alanlarındaki uygulamalar için en uygun malzemeler arasında yer alır.

• Simge: W
• Erime noktası: 3.422 °C veya 6192°F
• CAS numarası: 7440-33-7
• Kaynama noktası: 5.555 °C
• Atom numarası: 74
• Atom kütlesi: 183,84 u

Yirmiden fazla tungsten içeren mineral vardır. Ancak şelit (scheelite) ve volframit (wolframite) ekonomik olarak işletilen tungsten mineralleridir.

• Şelit 

Şelit (Scheelite) kimyasal formülü CaWO₄ olan kalsiyum tungstat mineralidir.  Bileşimi kalsiyum volframittir. Volfram metalinin en önemli cevheridir. Saf haldeyken %80.6 WO3, %64 W içerir. Beyaz, kirli beyaz, sarımsı, pembemsi renklerde bulunmaktadır. Sertliği 4.5, yoğunluğu 6 g/cm tür. Şelit yumuşak ve kırılgandır. Düzgün kristalli şelit koleksiyoncular tarafından aranan bir mineraldir ve sıklıkla kusursuz mineraller değerli taş olarak işlenir.

• Volframit

(Wolframite) (Fe, Mn) WO₂+2 +2: Farklı oranlarda Fe+2 ve Mn+2 karışımı gösteren tungsten mineraline volframit adı verilir. %20′ den fazla FeO içeren mineral Ferberit (FeWO4) olarak adlandırılır. %20’den fazla MnO ihtiva eden mineral Hübrenit (MnWO4) olarak adlandırılır. Aradakiler ise volframit olarak adlandırılır. Wolframit %60 W ihtiva eder. Rengi siyah olup, sertliği 5.5, özgül ağırlığı 7.5 g/cm tür (VII. Beş Yıllık Kalkınma Planı ÖİK Raporu)

Tungsten Nasıl Üretilir?

Tungsten çok sert, ağır, çelik gri veya beyaz renkte geçiş metallerinden biridir. Wolframite ve scheelite içeren madenlerde bulunur. Tungsten, sağlam fiziksel yapısı ve alaşım olmayan maddeler arasında yüksek erime sıcaklığı olan önemli bir maddedir. Tungsten, ATP kimyasalını hidrojen ile ısıttığımızda ortaya çıkmaktadır.

Tungsten, “ağır taş” anlamına gelen İsveççe, Norveççe ve Danca dillerinde tung sten’den kelimesinden almıştır. Ancak bu üç ülkede bu metal için “wolfram” kelimesi kullanılır. Wolfram metal, elektronik uygulamalarda kullanılır. Tungsten maddesi vanadium dioksit ile birleşerek güneşin sıcaklığını azaltan cam içindeki ince filmdir.

Fiziksel özellikleri bakımından molibden (molybdenum) ile benzerlik gösterir. Wolfram, (tungsten) en sert ve sıcaklığa dayanıklı metallerden biridir. Saf tungsten birçok çelikten daha sert olmasına rağmen işlenmesi kolaydır. Esneyebilme/şekil değiştirme özelliğine sahiptir. Bundan dolayı, tungsten tel haline getirilebilir, dövülebilir.

Kolay oksitlenmez, korozyona karşı direnci yüksek, elektrik ve ısıyı iyi seviyede iletir. Genleşme katsayısı düşük, 1650ºC nin üzerindeki sıcaklıklar da gücü (mukavemeti) en yüksek metaldir. Geri dönüştürülebilir. Oksijen, asitler ve alkalilere karşı uzun süre direnç gösterebilir. Hidrojenle 1000º de indirgenerek tungsten tozu elde edilir. Doğadaki izotopik özellik gösteren tek metaldir. Yani her yönde aynı özellikleri gösterir.

Tungsten Karbür

Tungsten karbür (tungsten carbide): Tungsten karbürün kimyasal formül: WC,. eşit miktarda tungsten ve karbon atomu içeren kimyasal bir bileşiktir. En temel haliyle tungsten karbür ince gri bir tozdur. Endüstriyel makinelerde, kesme aletlerinde, aşındırıcılarda, zırh delici mermilerde kullanılmaktadır. Mücevherlerde kullanmak için sinterleme denilen bir işlem ile preslenip, şekillendirilebilir.

Tungsten karbür çelikten yaklaşık iki kat daha serttir. Young katsayısı yaklaşık 530-700 GPa (77.000 ila 102.000 ksi) düzeyindedir. Çeliğin yoğunluğunun iki katıdır; çelik ile kurşun ve altın yoğunluklarının ortasındadır. Korindon (α- Al2O3) ile karşılaştırılabilir  sertliktedir. Sadece kübik bor nitrür ve elmas tozu sertliğinde aşındırıcılardan yapılan tekerlekler ve bileşikler ile cilalanabilir.

Tungsten Kaynakları 

Tungsten yerkabuğunda ortalama 1-1.3 ppm (ppm milyonda bir birim) oranında bulunur. Tungsten nadir elementlerden biridir. Tungsten birçok yatakta, az veya çok bakır, kalay, bizmut, antimuan mineralleri ile bulunur. Ya da molibden mineralleri ile birlikte bulunur. Tungsten yataklarının meydana gelmesinde hidrotermal çözeltiler önemli rol oynar.

Tungstenin en büyük üreticisi Çin’dir. Tungsten kaynaklarının çoğu Çin, Güney Kore, Bolivya, Büyük Britanya, Rusya, Portekiz de bulunur. Ayrıca Kaliforniya ve Colorado’da bulunur. Tungsten kaynakları pek çok yerde bulunur. Buna rağmen, Çin, dünya tungsten kaynaklarının %80’inden fazlasına sahip bir ülkedir.

Türkiye’deki En Önemli Tungsten Yatakları

• Bursa Uludağ
• Elazığ Keban,
• Çanakkale (Çakıroba, Hamdibey),
• Niğde (Gümüşler),
• Yozgat (Akdağmadeni) bölgelerinde çıkarılıp işletilmektedir.
• Türkiyenin en önemli toplam rezervlernin %98’i Uludağ’ dadır. Bu tungsten şelit yatağının özellikleri;

Uludağ tungsten yatağı, granodiyorit-mermer kontağı ve kontağa yakın mermerler içinde oluşmuştur. Hidrotermal kökenli, kontakt, metazomatik bir yataktır. Yatakta 5 ayrı cevher zonu bulunmaktadır.

Bunlar,

• Granit-piroksen skarn zonu
• Manyetitli karmaşık skarn zonu
• Cevherli altere granodiyorit
• Cevherli aplit ve granodiyoritik apofizler
• Hidrotermal damarları

Tungsten İçeren Alaşımlar

Doğal tungsten, beş kararlı izotop ve diğer 21 kararsız izotop içerir. Tungsten, çok güçlü ve dayanıklı olduğundan birçok değişik şekilde kullanılmaktadır. Herhangi bir elemanın en yüksek erime noktasına ve en yüksek gerilme gücüne sahiptir. Bileşik hale getirildiğinde gücü artar.

Roket motorları tungstenden dolayı yüksek direnç özelliklere sahiptirler. Bundan dolayı mühimmat, golf kulüpleri ve mermi gibi çok farklı alanlarda kullanılabilirler. Uçak türbin kanatları genel olarak bazı metaller ile birlikte tungstenden yapılmıştır. Bu karışım, uçağın yapısına havada gereksinim duyduğu dayanıklılığı vermektedir. Sıcaklık farkına, her türlü hava şartlarına oldukça dayanıklıdırlar. Tungstenin endüstride neden bu kadar çok önemli olduğu anlaşılmaktadır.

Tungsten Kullanım Alanları 

Saf hali ile bazı elektronik uygulamalarda kullanılır. Tungsten karpit; bileşik veya  alaşım olarak, diğer metallerin işlenmesi için kullanılır.

• Madencilik ve petrol sanayilerinde,
• Matkaplarda, delici ekipmanların kesici kısımlarında, kırıcı makinelerde
• Taşımacılık ve elektrik malzemeleri gibi malzeme dayanımı gerektiren
• Ekipmanların kaplamasında da kullanılmaktadır.

Ayrıca; Tungsten metali sıcak ve radyasyon kalkanı olarak,

• X-ışını bileşenleri ve katot ışın tüpleri ve yüksek ısılı fırınlarda ısıtıcı madde olarak da kullanılmaktadır.
• X ışını cihazlarında ve uzay teknolojisi yüksek performans alaşımlarında,
• Ampullerin lamba tellerinde
• Enerjiyi ışığa çevirmede yüksek sıcaklıklara maruz kalmış tungsten tozu kullanılır.

Tungstenden üretilmiş flamanlar (ampul teli), 1900’lü yılların başından bu yana dünyada kullanılmaktadır. Halojen akkor flamanlı ampullerin yapısında da flaman olarak wolfram maddesi vardır.

Saf Tungsten Nedir?

Saf tungsten gümüş-beyaz bir metaldir. Tungsten ince toz haline getirildiğinde yanıcı olabilir ve kendiliğinden tutuşabilir. Saf tungsten metal tozundan yapılan öğütme ürünlerinde kullanılmaktadır. Ayrıca elektrik ve elektronik sanayinde kullanılmaktadır. Tungsten teli, elektrik lambalarında ve elektronik tüplerde katot olarak kullanılır. Tungsten diskler otomotiv distribütör noktalarında ve pek çok üründe bağlantı noktası olarak kullanılır.

Çok sert olduğu için özel sanayi çeliği olarak da kullanılır. Tungsten özellikle uçak sanayinde ağır metal olarak  kullanılmaktadır.

• Mikrodalga fırınlar ve diğer fırın türlerinde,
• İş makineleri, demiryolu, gemi yapımında,
• Isıya karşı yüksek metal toleransına sahip olduğundan bir çok elektrik kontağı kaynak elemanları için oldukça idealdir.

Matkap uçları gibi kesici aletler sürtünmeden büyük ısı üretir. Çeliğe yüzde 2 ila 18 arasında değişen miktarlarda eklenen tungsten metalin mukavemetini yüksek sıcaklıklarda korur. (küçük miktarlarda molibden ve vanadyum ile birlikte)

Yüksek hız çeliği olarak adlandırılan, testere bıçakları, freze uçları, matkap uçları ve diğer aletlerin yapımında kullanılır.

Tungsten özellikle uçak sanayinde ağır metal olarak kullanılmaktadır. Tungsten’in metalürjik olmayan uygulamaları ise;

Tekstil sanayinde kullanılan kimyevi maddeler, matlaşmayan boyalar ve renkli gazlardır.

Bazı tungsten bileşikleri ışık yayarlar.

Renk maddelerinde, x-ışınlı ekranlarda, televizyon parçası ve CRT monitör olarak kullanılmaktadır. Floresan ışıklandırılmasında da kullanılır. Sodyum tungstat paslanmayı engellemek için kullanılır. Tekstil sanayinde ise yanmaz madde olarak kullanılır.

Tungsten Elektrotlar

TIG kaynağı (Tungsten Inert Gas) veya plazma kaynağı için kullanılan elektrotlar, TS EN 26848′ de standartlaştırılmıştır. Bu elektrotlar, genellikle silindirik çubuklardır. Tungsten metalinin yüksek erime sıcaklığı (3390°C)dir.

Bu sebeple döküm yöntemiyle değil sinterlenerek ve bağlayıcı ile birleştirilerek üretilirler. Standartlaştırılmış çaplar 0,5; 1,0; 1,6; (2,0); 2,4; (3,0), 3,2; 4,0; (5,0); (6,0); 6,4; 8,0 mm dir. Eğriliklerden mümkün olduğunca kaçınılmalıdır. Yuvarlak en kesitli elektrotların dışında, dikdörtgen en kesitli elektrotlar da vardır. Bu elektrotlar özel elektrot olarak standartlaştırılmıştır. Bu elektrotların standart boyları 50; 75; 150 ve 175 mm’ dir.

Tungsten elektrod (tungsten electrode) kullanımı kolaydır. Uzun ömürlü olmalarından dolayı daha çok tercih edilir. En çok %2 oranında toryum alaşımı içeren elektrotlar kaynak makinaları ile kullanılmaktadır. Malzeme kalınlığı ve elektrod kalınlığına amper değeri seçilir.

Saf tungsten elektrotlar en ucuz elektrot türüdür. İyi elektron yayma özelliğine sahip olup, akım yüklenme kapasiteleri düşüktür. Alternatif akımda (AC) kullanılırlar. Kirlenmeye ve oksitlenmeye yatkındırlar. alternatif akımda kullanılarak daha çok alüminyum kaynağında tercih edilmektedir. Saf elektrod tipinin daha düşük akımlarda kaynak yapma özelliği vardır.

• Toryumlu Tungsten Elektrotlar

Toryumlu (Th02) tungsten elektrotlar: Saf tungsten elektrotlardan daha fazla akım yüklenebilirler. Daha uzun ömürlüdür ve oksitlenmeye karşı dayanıklıdırlar ve kararlı bir ark meydana getiriler.

• Zirkonyumlu Tungsten Elektrotlar

Zirkonyumlu (Zr02) tungsten elektrotlar: AC yapılan kaynaklarda yüksek verim sağlarlar. Akım yüklenme kapasiteleri yüksektir ve iyi bir ark başlatma özellikleri vardır. Çizgili tungsten elektrotlarda, elektrotların gövdeleri saf tungstenden yapılmıştır. Gövde üzerinde çizgi şeklinde bulunan kanalcıklar toryum oksit ile doldurulmuştur. Böylece AC ile çalışıldığında saf tungsten elektrotun ark kararlılığı ile toryum oksit alaşımlı elektrotların akım yüklenme kapasitesi ve arkın kolay tutuşma özelliği bir araya toplanır.

TIG kaynağı sırasında ark kararlılığı açısından tungsten elektrotların uç kısmı çok önemlidir. Çeliklerin kaynağında ısıyı belirli bir noktada yoğunlaştırmak için sivri uç kullanılır.

Alternatif akımla (AC) yapılan kaynaklarda yüksek verim sağlarlar. Akım yüklenme kapasiteleri yüksektir ve iyi bir ark başlatma özellikleri vardır. Çizgili tungsten elektrotlarda, elektrotların gövdeleri saf tungstenden yapılmıştır. Gövde üzerinde çizgi şeklinde bulunan kanalcıklar toryum oksit ile doldurulmuştur. Böylece AC ile çalışıldığında saf tungsten elektrotun;

ark kararlılığı ile toryum oksit alaşımlı elektrotların akım yüklenme kapasitesi ve arkın kolay tutuşma özelliği bir araya toplanır.

• Doğru akımla (DA) yapılan kaynakta elektrot ucu sivri hazırlanır. Çapı 3mm’den fazla olan elektrotlarda elektrotun taşa tutulan kısmının dikey uzunluğu, çapın iki katı olmalıdır.
• AC yapılan kaynaklar için elektrot ucunun yuvarlak olması istenir. Yuvarlak ucun çapı, elektrot çapının yarısı olmalıdır.

TIG kaynağı sırasında ark kararlılığı açısından tungsten elektrotların uç kısmı çok önemlidir. Çeliklerin kaynağında ısıyı belirli bir noktada yoğunlaştırmak için sivri uç kullanılır.

Alüminyum, magnezyum gibi hafif metallerin kaynağında ise daha geniş bir alanın ısıtılması gerekir. Bu malzemelerin ısıyı çabuk iletmelerinden dolayı yuvarlak elektrot ucu kullanılır. Elektrot ucu hazırlanırken, istenilen ölçülere getirilmek amacı ile uç zımpara (silisyum karbür) ile taşlanmalıdır.

Elektrotlar kullanılmadığı zaman temiz bir kutuya konmalı, yağ ve kirden korunmalıdır. Yüzeyinde çukur, çizik, kir ve çatlak bulunan elektrotlar kullanılmamalıdır.

Tungsten Elektrod Renkleri

Her renk farklı amaçlar için kullanılır. Her rengin kendine göre kimyasal ve teknik özelliği vardır.

• Yeşil Tungsten
• Kırmızı Tungsten
• Gri Tungsten.
• Gold Tungsten (Sarı Tungsten)

Çok iyi kaynak ve ark tutuşturma özellikleri vardır.

• Yeşil Tungstenler

Alaşımsız, saf tungstenlerdir. Alüminyum Tig kaynağında kullanılırlar. AC akım ile kaynakta iyi ark kontrolü sağlar.

• Kırmızı Tungstenler

Alaşımsız ve paslanmaz çeliklerin kaynağında kullanılır. Doğru açıda ve yönde ucunun bilenmesi önemlidir. Ayrıca içeriğindeki toryum sebebiyle özel ekipmanlar ile bilenmelidir. Böylece arkın odaklanması sağlanır. DC akımda kullanılır.

• Gri Tungstenler

İçerdiği Seryum alaşımı sayesinde kırmızı (Toryum) tungstenlere göre daha çevrecidir. Alaşımsız ve paslanmaz çeliklerin Tig kaynağında kullanılır. Radyoaktif değildir. Düşük kaynak akımlarında dahi kararlı ark oluşumu sağlar. DC akımda kullanılır.

• Gold Tungstenler

İçerdiği Lantan alaşımı sayesinde otomasyon kaynaklarında kullanılabilir. Yüksek akım taşıma kapasitesine sahip olup, elektriksel iletkenliği yüksektir. Radyoaktif değildir. Ucu bilendikten sonra uzun süre bozulmadan kullanılabilir. Alaşımsız ve paslanmaz çeliklerin kaynağında kullanılır. Hem DC hem de AC akımda kullanılmaya uygundur.

Tungsten Elektrod Fiyatları

Tungsten elektrod fiyatları marka, kalite, özelliklerine göre değişiklik göstermektedir.

 

Lamba Nedir?

Lamba nedir: Lamba ışık verme ve aydınlatmanın kaynağını meydana getirir. Elektrik enerjisini ışığa çevirmek için kullanılan aydınlatma aracına ampul (blub) veya lamba (lamp) denir.

Önceleri aydınlatma için kullanılan gaz lambalarından sonra, 19. yüzyılın sonlarına doğru lamba Edison tarafından bulunmuştur. Lambaların aydınlatma teknolojileri arasındaki yeri çok önemlidir. Ev, iş yerleri, park, bahçe sokak aydınlatmalarında çeşitli türlerde lambalar kullanılmaktadır.

Lamba Çeşitleri Nelerdir?

Yapılan araştırmalara göre akkor lambalar;

Her yıl atmosfere milyonlarca tonluk karbondioksit gazı salınımına neden olmaktadır. Doğaya bu kadar zarar veren ve enerji verimliliği düşük olan akkor lambalarının kullanım alanı her yıl daha da azalmaktadır.

Floresan lambalar enerji verimliliği açısından akkor lambalardan daha iyidir. Floresan lambaların içindeki floresan tüpün içinde bir soy gaz türü ve cıva vardır. Elektrik akımının soy gazdan geçmesi ile ışık açığa çıkar. Floresan lambalar, akkor lambalar kadar çok ısınmazlar. Ama akkor lambalardan daha fazla ışık yayarlar. Günümüzde çeşitli lamba çeşitleri vardır.

Elektrik enerjisini ışığa çevirmek için kullanılan aydınlatma gereçleri üç grupta toplanabilir:

Akkor flamanlı Lambalar

• Normal akkor flamanlı lambalar
• Halojen akkor flamanlı lambalar

Floresan lambalar

• Normal floresan lambalar
• Enerji tasarruflu(kompakt) floresan lambalar

Gazlı deşarjlı lambalar

• Civa buharlı deşarjlı lambalar
• Sodyum buharlı deşarjlı lambalar
• Neon lambalar
• Metal hâlide lambalar

Akkor Flamanlı Lamba

Bu lambalar yaygın olarak kullanılan aydınlatma türü olmasına rağmen akkor lambaların enerji verimliliği düşüktür. İki çeşit akkor filamanlı lamba vardır.

Normal Akkor Flamanlı Lambalar

İç mekânlarda en çok kullanılan akkor flamanlı ampulerdir. Elektrik akımı, ısıya dayanıklı ve direnci yüksek bir metal tel üzerinden geçirilir. Ancak havası alınmış bir ortamda geçirildiği zaman metal tel, akkor duruma gelir. Böylece ısı üretirken aynı zamanda ışık yayarak çevresini aydınlatır.

Cam tüp içerisindeki hava boşaltılıp yerine krypton (kripton), argon veya azot gazı doldurulur. Bu durumda kullanılırsa uzun süre çalışan aydınlatma tesisatlarında kullanılan ampuller elde edilir. Akkor flamanlı lambalar yapısında kullanılan metal ise tungsten (wolfram) bir maddedir.

Normal Akkor Flamanlı Lambaların Avantajları

• Bu ampullerin bağlantısı kolaydır.
• Az yer kaplar.
• Anında ışık verir.
• Montaj maliyeti ucuzdur.
• Doğru akımda ve alternatif akımda kullanılabilir.
• Lambanın çalışma gerilimi değiştirilerek (dimmer anahtarla) ampulün ışık akısı ayarlanabilir.
• Bu lambaların kullanım alanı geniştir.
• Normal akkor flamanlı lambalar, ortam sıcaklığından etkilenmez.
• Az kullanılan (yılda 500 saatten az) tesisler için uygundur.
• Lamba sık sık yakılıp söndürülmeye uygundur.

Normal Akkor Flamanlı Lambaların Dezavantajları

• Verimi düşüktür, ısınır.
• Ömürleri kısadır (yaklaşık 1000 saat).
• Armatürsüz kullanıldığı zaman göz kamaşmasına sebep olur.

Halojen Akkor Flamanlı Lambalar

Akkor lambalara oranla yaklaşık %20 daha fazla ışık verirler. Bu lambalara halojen akkor flamanlı ampul denir. Halojen akkor flamanlı ampullerin yapısında;

Flaman olarak wolfram (tungsten) maddesi, cam tüpteki gazın içinde de iyot ya da brom gibi bir halojen vardır.

Halojen Akkor Flamanlı Lambaların Özellikleri

• Halojen akkor flaman lambaların cam tüplerinde kararma meydana gelmez.
• Kararma meydana gelmediği için ışık şiddeti zamanla sabit kalır.

Halojen akkor flamanlı lambaların kullanım alanları:

Fotokopi makineleri, tarayıcılar, vitrin aydınlatması, projektörler, otolar vb gibi

Floresan Lambalar

Floresan lambaların cam tüpünün içi floresan madde ile sıvanmıştır. Bu madde lamba içinde meydana gelen ultraviyole ışınları görülebilir ışığa çevirir. Floresan madde olarak fosfat, wolfram ve silikat bileşikleri kullanılır.

Floresan lambalar iki ucunda elektrotları taşıyan metal başlıklar vardır. Başlıkların iç kısmında üzeri baryum oksitle kaplanmış wolfram elektrotları bulunur. lambanın içinde ise civa buharı ve argon gazı vardır.

Uzun floresan ve yuvarlak floresan lambalar devreye direkt olarak bağlanamazlar. Floresan lamba devresi floresan ampul, balast, soket, armatür ve starterten meydana gelir.

Floresan Lambaların Avantajları:

• Floresan lambaların kullanılışı ekonomiktir.
• Floresan lamba fazla ısınmaz.
• Floresan lambalardan yüksek aydınlıklar sağlanır.
• Armatürsüz kullanıldığı zaman göz kamaştırmaz.
• Ömürleri uzundur(yaklaşık 10000 saat).

Floresan Lambaların Dezavantajları:

• Yardımcı araçlara (balast, starter gibi) ihtiyaç gösterir .
• Floresan lambalar hemen ışık vermezler.
• Floresan lambaların tesis maliyeti pahalıdır.
• Verdiği ışığa göre boyu büyüktür.
• Floresan lambalar, doğru ve iyi bağlantı yapılmadığı zaman ışığın titremesi ve stroboskopik (ışıksal görüntü yanılmalarını) etki görülür.

Enerji Tasarruflu Lambalar

Enerji tasarruflu lambalar; Normal ve soket duylu olarak imal edilir. Kompakt floresan lambaların işlevleri floresan lambalar gibidir. Fakat daha az yer kaplarlar. Civa buharı, elektrotlar arasındaki elektrik alanı tarafından görünmeyen mor ötesi ışınlarını göndermesi ile uyarılırlar.

Camın iç tarafında bulunan floresan bir madde bu ışığı görünür duruma getirir. Bu arada farklı renklerdeki floresan maddeler, farklı ışık renkleri meydana getirirler.

Enerji tasarruflu lambaların iç yapısında ayrıca balast görevini yapan bir elektronik devre vardır. Bu elektronik devre duy (veya soket) ile cam tüp arasındadır. Bu lambalardaki elektronik devre, ateşlemeyi sağladığı için starter yoktur. Enerji tasarruflu lambalar ışığın uzun süreli kullanıldığı ve çok sayıda ışık kaynağına ihtiyaç duyulan ortamlarda kullanılır.

Enerji Tasarruflu Lambaların Özellikleri:

• Standart şeffaf lambalara göre %80 daha az enerji harcarlar.
• Gerilim ve ısı değişiminden etkilenmezler.
• Bu lambalar uzun ömürlüdür(yaklaşık 5000 saat).

Tasarruflu Ampuller Neden Az Enerji Harcar?

Son yıllarda en çok tercih edilen modeller tasarruflu ampullerdir. Enerji tasarruflu ampuller özellik olarak diğer ürünlerden yüzde 20’ ye kadar daha az enerji harcarlar. Uygun fiyatlı lambalar floresan mantığı ile çalışmaktadır. Bu etki ile daha verimli hale gelmektedir. Tasarruflu ampul fiyatları ile normal ampul fiyatları arasında fark vardır.  Tasarruflu ampullerin daha pahalı olmasının sebebi uzun süre kullanılması ve elektrik tasarrufu yapmasıdır.

Gazlı Deşarj Ampulleri

Gazlı deşarj ampulleri genel olarak dış aydınlatma için kullanılır. Fakat özel durumlarda reklamcılık ve endüstriyel işletmeler gibi iç aydınlatma tesislerinde de kullanılır.

Gazlı Deşarj Lamba Çeşitleri:

• Civa buharlı ampul
• Sodyum buharlı ampul,
• Metal hâlide ampul
• Neon ampul.

Civa Buharlı Lambalar

Civa buharlı ampuller balast ile çalıştırılır. Güçleri 50-1000 Watt arasında değişir. Ampulün içinde çift elektrotlu deşarj tüpü mevcuttur. Tüpün içinde ise civa buharı vardır. Ampul çalışırken elektrotların bulunduğu hazne mavi ve ultraviyole ışık yayar.

Bu nedenle ampulün camının iç yüzeyi ultraviyole ışınları görülür ışına çeviren floresan maddeyle kaplanmıştır.

Özellikle beyaz giysilerin bu ampulün altında parlak bir görünümünün olması ultraviyole ışınlardan kaynaklanmaktadır.

Civa Buharlı Lambaların Avantajları:

• Bu lambaların ışık etkinliği fazladır.
• Ömrü uzundur (6000 – 9000 saat).
• Lambaların kullanımı ucuzdur.
• Civa buharlı ampullerin verimi yüksektir.
• Darbe ve sarsıntılara karşı dayanıklıdır.

Civa Buharlı Ampullerin Dezavantajları:

• Işık verme süresi uzundur (ısınması gerekir).
• Armatür bağlantısı zordur.
• Özellikle kırmızıya bakan renkleri göstermez.
• İlk tesisi pahalıdır.

Sodyum Buharlı Lambalar

Bu ampuller sıcak katotlu, alçak basınçlı ve alçak gerilim ile çalışan deşarj ampulüdür. Sodyum buharlı ampul balast üzerinden devreye bağlandığı zaman, bulunduğu ortam sıcaklığında ışık yayamaz. Soğuk sodyum katı hâldedir.

Ampulün iç sıcaklığı filamanlardan geçen akımın etkisi ile 200-300°C’ye yükseldiği zaman sodyum buharlaşır ve tüp basıncı düşer. Deşarj işlemi önce yardımcı bir gaz içinde (argon veya neon) meydana gelir ve tüpün içi asal gazla dolar. Ampul elektrotları, baryum oksitle kaplı wolframdan meydana gelen spiral biçimindedir. Ampulün içindeki elektrotlar küçük bir trafo ile ısıtılır. Tüpün her iki ucunda da aynı tip elektrot vardır. 220 Volt’ luk şebeke gerilimi sodyum buharlı ampulün ışık yaymasını sağlayamaz.
Bundan dolayı tüp içine, elektrotları birbirine yaklaştıran madeni bir tutuşturma teli konmuştur.

Gerilim uygulandığı zaman küçük ışıltılı boşalma yolları meydana gelir. Ön boşalma sağlanır. Ön boşalma ana boşalmayı başlatır ve ampulün tüpü ısınır. Sodyum buharlaşır ve ışıklı plazma dolgu gazından sodyum buharına geçer. Bu lambaların çalışma gerilimi 220 Volt olup, 220 Volt’ a kadar olan gerilimlerde de çalışabilir.

Sodyum Buharlı Lambaların Avantajları:

• Işık etkinliği en fazla, verimi yüksektir.
• Ampul uzun ömürlüdür (9000- 12000 saat).
• Kullanımı ucuzdur.
• Sisli havalarda görüş alanına yardım eder.

Sodyum Buharlı Ampullerin Dezavantajları:

• İlk kurulumu pahalıdır.
• Sodyum buharlı ampul, renklerin ayırt edilmesine imkan vermez.

Metal Hâlide Lambalar

Bu ampullerin yapısında kuvars tüp ve bu tüpün içinde sodyum ve talyum ile birlikte kalay iyodür halojenleri bulunur. Kuvars deşarj tüpü tek veya çift uçludur. Metal hâlide ampuller çift zarflıdır. Çift uçlu olan ampuller saydam ve silindirik bir kuvars tüpün içine yerleştirilmiştir ve dış zarfının havası alınmıştır.

Ampulün yanması için bir ateşleyici ve bir balasta ihtiyaç duyarlar.

Bu lambaların güçleri 70–3500 watt arasında değişir. Metal hâlide lambalar, mağaza, müze, dekoratif iç aydınlatma ve vitrin aydınlatmasında kullanılır. Ayrıca şeffaf camlı olan bu lambalar çok güçlü ışık verirler. Bu özelliklerinden dolayı büyük alanların, spor sahalarının aydınlatılmasında kullanılırlar.

Neon Lamba

Neon ampuller dağıtım tablo ve elektrik panoların da sinyal lambası olarak kullanılır. Flamanları yoktur. Sadece iki elektrot birbirine yakın yerleştirilmiştir. Bu lambaların havası alınmış ve içerisine neon, helyum ve azot gazı doldurulmuştur.

Neon ampullerin  çalışma gerilimi 220 Volt ve 380 Volt‟tur. 4-5 mA gibi küçük akım çekerler. Güçleri ise 1W civarındadır.

Lamba Nasıl Çalışır?

Bir metal parçasının üzerinden elektrik akımı geçtiği zaman, metal parçası bu akıma karşı bir direnç gösterir. Gösterilen direnç sonucunda ısı açığa çıkar. Ampulün çalışma prensibi de böyledir.

Ampuldeki cam koruyucunun içinde flaman denilen metalden bir tel bulunur. bu Flaman metal iki destek çubuğu tarafından sabit tutulmaktadır. Flamandan geçen elektrik akımı bu metal teli ısıtır, bu ısı sonucunda ampul etrafına ışık saçar.
Flaman çok yüksek sıcaklıklara karşı dayanıklı olmalıdır. yoksa filaman eriyebilir veya incelip kopabilir. Günümüzde kullanılan ampullerdeki flamanlar 3410°C’ lik erime noktasına sahip oldukları için dayanıklıdır. Flamanın oksijen gazı ile reaksiyona girip yanmaması için ampulün içindeki oksijen boşaltılır. Yerine soy gazlar doldurulur.

Aydınlatma Seçimi Nasıl Yapılır?

Sadece tasarruf için değil doğal kaynaklara saygılı tüketim için de elektrik harcamalarımıza dikkat etmemiz gerekiyor. En yaygın aydınlatma kaynağı olan ampuller de bu sebeple dikkatle seçilmelidir. Aydınlatma da floresan lambalar akkor lambalardan daha tasarruflu ve verimlidir. Akkor lambaların kullanımının yasaklanması söz konusudur.

Piyasada 2,5 Watt’tan başlayarak 150 Watta kadar aydınlatma sağlayabilen ampul seçenekleri bulunmaktadır. Bunlardan biriside LED ampuller dir. Verimli, enerji tüketimi düşük, parlak ışık veren, farklı renk seçenekleri vardır. Akıllı duy tasarımları, gelişmiş özellikleri ve çok yönlü aydınlatma imkanı sunan elemanlardır. Lambalar verdikleri ışık bakımından sarı ve beyaz olarak gruplandırılır. Ayrıca şekillerine göre de ayrılmaktadır. Mum, yuvarlak, spiral veya düz şekillerde üretilmektedir. Lambader veya avize için uygun farklı ampul boyutları vardır.

Ampul seçimi yaparken veya herhangi bir aydınlatma ürünü satın alırken;

Mutlaka etiket değerleri kontrol edilmelidir. Ayrıca uluslararası onayı olan ürünler tercih edilmelidir. Sağlığınıza, kullanma yoğunluğunuza, ev dekorasyonunuza veya lamba modelinize göre ampul seçebilirsiniz.

Enerji tasarruflu ampul modelleri ile uzun sürede enerji tasarrufu sağlarız. En önemlisi çevreyi de korumuş oluruz.

Piyasada Ecolite. EGLO. GE, Glow Worm, Lamptime, Megaman, OSRAM, Philips, Vestel ve Vitoone, Dial Led vb gibi ampul markaları vardır.

 

Fiber Optik Kablo Nedir Yapısı

Fiber optik kablo nedir: Fiber optik kablo, elektrik kablosuna benzer. Ancak ışığı taşımak için kullanılan bir veya daha fazla optik fiber içeren bir düzenektir. Optik fiber elemanlar tipik olarak plastik katmanlarla ayrı ayrı kaplanır. Ve kablonun açılacağı ortama uygun koruyucu bir tüp içinde bulunur.

Fiber Optik Kablo Yapısı

Fiber optik (fiber optic) kabloların ışığı ileten kısmı nüve (core) ve kılıf (cladding) olmak üzere iki kısımdan meydana gelir. Nüve, ışığın içerisinde ilerlediği ve kablonun merkezindeki kısım, çok saf camdan yapılmış olup ve aynı zamanda esnektir. Belirli sınırlar içerisinde eğilebilir. Cinsine göre, tek modlu yada çok modlu olur.

Çapı 8 mikrometre ile 100 mikrometre arasında değişir (bir insan saçı 100 mikro metre civarındadır). Kılıf ise 125 mikrometre çapında nüveyi saran ve fibere enjekte edilen ışının nüveden çıkmasını engelleyen bölümdür. Nüve gibi camdan yapılmıştır ancak indis farkı olarak yaklaşık %1 oranında daha azdır. İndis farkından dolayı ışık ışını nüveye enjekte edildikten sonra kılıfa geçemez (aşırı bir katlanma veya ezilme yoksa). Işın, kılıf nüve sınırından tekrar nüveye döner ve böyle yansımalar dizisi halinde nüve içerisinde ilerler. Ayrıca nüve ve kılıfı saran dışta kaplama (coating) denilen saydam bir tabaka daha mevcuttur.

Optik bir özelliği olmayan kaplama polimer veya plastik olabilir. Bir yada birden fazla katmanı olabilir. Fiberi şoklar ve  darbelerden korur. Bazı ışınlar nüve içinde yansımayıp kayarak kılıfa kaçar. Kaplamanın indisi kılıfa göre büyük olduğu için, kılıfa kaçıp kontrolden çıkan ışınlar kaplamada emilir. Aynı zamanda kaplama, nüve ve kılıfı dışarıdan gelen sert etkilerden korur.

Fiber, ışık kaynağından gelen ışınların hepsini kabul etmez. Fiberin kabul edeceği ışın miktarı nüve çapına ve ışının geliş açısına bağlıdır. Fiber, nüve eksenine belli bir değerden (8 maxsimum) büyük açı ile gelen ışınları kabul etmez. Zira 8 max açısının üzerinde gelen ışınlar (a açısı) kritik açının altında kalır ve kırınıma uğrayarak kılıfa geçer. Kılıfa geçen ışın kaybolur.

8 açısının (ışığın nüve tabakasına girdiği açı) alabileceği maksimum sinüs değeri Numerical Aparture’dır (NA). Geometrik olarak formülsüze edildiğinde görülecektir ki NA ne nüve çapına ne de saydam maddenin indis değerine bağlıdır. Yalnız nüve ve kılıfın indis farklılığına bağlıdır ve doğru orantılıdır.

İndis farkı büyüdükçe NA büyüyeceği için fiberin kabul ettiği ışın miktarı artar. NA fiber damar içinde ilerleyebilecek ışınların ışık kaynağından en çok kaç derecelik açı ile geldiğini belirleyen bir değerdir. Tek bir ışının fiber içinde izlediği yola (path) mod adı verilir.

Fibere değişik açılarla giren ışınlar farklı açılarla yansıyarak gideceği için farklı yollar izler. Diğer uca farklı sürelerde varırlar. Örnek olarak; nüve eksenine 0° açıyla gelen ışın, yansımaya uğramaz. asal eksene paralel en kısa yolu kat ederek en kısa zamanda uca varır. Bu moda ana mod (LPOl) denir.

Eksene açıyla gelen ışınlar ise nüve içinde yansıyarak gider. Kat edilen yol ışının geliş açısı büyüdükçe yani a (yansıma) açısı küçüldükçe artar. Fibere farklı açılarda gelen ışınlar, diğer uca farklı zamanlarda varır. Veri işaretleri ( sinyaller, darbeler) bir grup ışın demeti ile bir uçtan diğerine iletilir. Modlar arası faz farkından oluşan girişimle, işaretler zaman içinde genişler. (ayrı yollardan ilerleyen ışınların farklı zamanlarda diğer uca varması)

Bu durum işaretin veri iletim hızını, bundan dolayı bant genişliğini azaltır. İstenmeyen bu duruma modsal dağılım denir. Bu durum yalnız multi mod (çok modlu) fiberlerde meydana gelir.

Fiber optik kablonun tipini etkileyen diğer bir etken de kablo çekilecek merkezler arasındaki mesafe ve iletim hızıdır. Fiber kablolar multi mod ve single mod olmak üzere iki farklı özellikte imal edilmektedir. Multi mod fiber (multimode fiber) kabloların avantajı aynı anda birden fazla iletişim yapmalarıdır. Dezavantajı multi mod fiberler fazla uzak mesafelerde kullanılamazlar.

Kablo çekilecek merkezlerin arası belirli bir mesafeden fazla ise singlemod kablolar kullanılmak zorundadır. Fiber optik kabloların karakteristiği; iletim hızı (kullanılan mode sayısı) ve fiberin iletim kayıpları gibi etkenlere bağlıdır. Belirli bir mesafeden kısa uzaklıklarda, multi mod kablo, uzun mesafelerde de single mod kablo kullanılmalıdır.

Kademeli indis ve dereceli indis olmak üzere iki çeşit kırılma indisi vardır. Bir kademeli indis fiberin uç kesitine baktığımız zaman düz bir kesit görülür. Bunun anlamı da fiber nüvesinin her noktasında aynı indis değerinin olduğudur. Yani enjekte edilen ışık nüvenin her yerinde aynı dirençle karşılaşır.

Yansıma kurallarına göre nüve içerisinde yansıyarak ilerler. Aynı kesit dereceli indis fiberden alınırsa nüvenin dışa doğru tıpkı bir dış bükey mercek gibi yay çizdiği görülür. Bu demek ki nüvenin çok sayıda farklı yoğunluklarda cam tabakadan meydana geldiğidir.

Bu halde ışık nüve içerisinde kabaca bir sinüs dalgası çizerek ilerler. Çok modlu kademeli indis fiber en basit fiber tiplerinden birisidir 100- 970 Jlm arasında bir nüve çapı vardır. Nüve çapı ne kadar fazla olursa, daha fazla mod taşınır. Modal yayılma en çok bu tip fiberde olur. Fiberler, ışının izlediği yola (mod) göre de tanımlanır. Multimod fiberlerde ışık, kaynak ile fiberin uzak ucu arasında birçok yolda ilerleyebilir. Bazı yollar diğerlerinden daha uzundur. Bundan dolayı kaynaktan gelen orijinal sinyalin şekli alıcıya gelene kadar genişleme gösterir buna yayılma adı verilir. Bu genişleme ulaşılabilecek olan veri hızını ve bant genişliğini sınırlar. Daha ilerideki durumda ise sinyaller birbirinin üzerine binmeye başlar. Düşük veri hızlarında yayılma çok fazla önemli değildir. Çünkü düşük veri hızıyla sinyallerin daha geniş yer kaplamalarına izin verilirken üst üste binmeler gerçekleşmez.

Singlemod fiber; tek bir ışının öz tabakaya geçişine izin verir. Bu da yayılma ve üst üste binme olaylarını önlemek için yeterlidir. Singlemod (single mode) fiberin öz tabakasının çapı son derece küçüktür (5 Ilm civarında).

Kaynaktan gelen ışığın gerçekten kabul edilebilmesi için, tam olarak fiberin içine yönetilmeli ve fiber içinde ilerleyebilmelidir. Pozisyon hatasından dolayı fibere giremeyen ışınların kaybını gidermek için ışık kaynağının gücü artırılabilir. Single mod fiberin (single mode fiber) kullanılması en yüksek veri hızını ve uzun mesafelerde kullanılmasını sağlar.

Single mod fiber daha güçlü kaynak ve uygun birleştirme gerektirmektedir. Bu fiberin dedektörü de daha güçlü ve tam olarak birleştirilmiş olmalıdır. Böylece singlemod fiberin maliyetinde artış olur  Multi mod fiberin iki çeşittir: Step indeks ve dereceli (graded) indeks. Step indeks fiberde kılıfın içine doğru kırılma oluşmaması için öz tabakada keskin yansımalar gerçekleştirir. Step indeks fiber düşük hızlar ve kısa mesafeler için oldukça kullanışlı ve fiyatı da ucuzluk sağlar. Dereceli indeks, multimod fiberin daha kompleks bir yapısı vardır. Step indeks fiberden farklı olarak, bir kademeli indeks nüve birçok ince tabakayı kapsar. Her tabakada ayrı bir kırılma-yansıma oluşur. Kırılmaların azalması ışığın hızının artışına neden olur. Dereceleme sonucunda nüvenin kenarlarından giden ışınlar merkezden giden ışınlara kıyasla daha fazla yol almış olur. Fakat daha uzun rotasına karşın aynı zamanda varırlar. Dereceli indeks fiber mümkün olan tüm yollar için ışınların yol alma sürelerini eşitler. Bu da uzun yollardan geçen ışının daha hızlı olması ile açıklanabilir. Dereceli indeks fiberin dağılımı step indeks fiberlerden daha azdır. Dereceli indeks fiberler daha uzak mesafelerde ve daha yüksek yüklerde kullanışlıdır, ama bu fiber optik kablo fiyatları daha pahalı imal edilir. Dereceli indeks fiberler 50-100 m çaplarındadır.

Fiber Optik Kablonun Çalışması 

Fiber nasıl çalışır; temel olarak optik kurallarına dayanır. Bir ışın demeti az yoğun bir ortamdan daha yoğun bir ortama geçerken geliş açısına bağlı olarak yansıması (tam yansıma) veya kırılarak ortam dışına çıkması mantığına dayanır.

Kablo üç kısımdan meydana gelir:

• Nüve: Nüve, ışığın içerisinde ilerlediği ve kablonun merkezindeki kısım, çok saf camdan yapılmış olup ve aynı zamanda esnektir. Belirli sınırlar içerisinde eğilebilir. Cinsine göre, tek modlu yada çok modlu oluşuna göre çapı 8 mikrometre ile 100 mikrometre arasında değişir. (bir insan saçı 100 mikro metre civarındadır).
• Kılıf: Kılıf ise 125 mikrometre çapında nüveyi saran ve fibere enjekte edilen ışının nüveden çıkmasını engelleyen bölümdür. Nüve gibi camdan yapılmıştır ancak indis farkı olarak yaklaşık %1 oranında daha azdır. İndis farkından dolayı ışık ışını nüveye enjekte edildikten sonra kılıfa geçemez (aşırı bir katlanma veya ezilme yoksa). Işın, kılıf nüve sınırından tekrar nüveye döner ve böyle yansımalar dizisi halinde nüve içerisinde ilerler. Ayrıca nüve ve kılıfı saran dışta kaplama (coating) denilen saydam bir tabaka daha mevcuttur.
• Kaplama: Optik bir özelliği olmayan kaplama polimer veya plastik olabilir. Bir yada birden fazla katmanı olabilir. Fiberi şoklar ve darbelerden korur.

Fiber Optik Kablolarda Kayıplar

Fiber optik kablolarda iletim kayıpları, fiberin en önemli özelliklerindendir. Fiberdeki kayıplar, ışık gücünde bir azalmaya sebep olur. Sistem bant genişliğini, bilgi iletim hızını, verimliliği ve sistemin genel kapasitesini azaltır.

Soğurma kayıpları: Fiber optikteki soğurma (yutma) kaybı, bakır kablolardaki güç kaybına benzer; fiberin saf olmaması sebebi ile fiberde bulunan maddeler, ışığı yutar ve ısıya çevirir. Fiber optikleri üretmede kullanılan aşırı saf cam, yaklaşık %99.9999 saftır. Genel olarak, 1 dB/km arasındaki soğurma kayıpları tipik değerlerdir.

Fiber optikteki soğurma kayıpları

Fiber optikteki soğurma kayıplarına yol açan 3 faktör: Morötesi soğurma, kızılaltı soğurma ve iyon rezonans soğurması.

1. Morötesi soğurma
2. Kızılaltı soğurma
3. İyon rezonans soğurması-İyon rezonans soğurmasına, malzemedeki OH iyonları sebep olur. OH-iyonlarının kaynağı, üretim boyunca camın içinde sıkışıp kalan su molekülleridir. İyon soğurmasına demir, bakır ve krom molekülleri de sebep olabilir.

• Malzeme veya rayleigh saçınım kayıpları: Üretim boyunca, cam çekilerek çok küçük çaplı uzun fiberler durumuna getirilir. Bu süreç içinde, cam plastik durumundadır (sıvı ya da katı halde değil). Bu süreç esnasında cama uygulanan germe kuvveti, soğuyan camda mikroskopla görülmeyecek kadar küçük düzensizliklerin meydana gelmesine sebep olur. Bu düzensizlikler fiberde kalıcı olarak meydana gelir. Işık ışınları, fiberde yayınım yaparken bu düzensizliklerden birine çarparsa kırınım oluşur. Kırınım, ışığın birçok yönde dağılmasına veya saçılmasına yol açar. Kırınım yapan ışığın bir kısmı fiberde yoluna devam eder, bir kısmı da koruyucu zarf üzerinden dışarı kaçar. Kaçan ışık ışınları, ışık gücünde bir kayba karşılık gelirler. Buna rayleigh saçınım kaybı adı verilir.
• Renk veya dalga boyu ayrılması: bir ortamın kırılma indisi dalga boyuna bağlıdır. Işık yayan diyodlar (LED’ler) çeşitli dalga boylarını içeren ışık yayarlar. Bileşik ışık sinyalindeki her dalga boyu farklı bir hızda ilerler. Bundan dolayı, bir LED’den aynı zamanda yayılan ve fiber optikte yayınım yapan ışık ışınları, fiberin en uç noktasına aynı anda varmazlar. Sonuç olarak, alma sinyalinde bozulma oluşur; buna kromatik bozulma denir.
• Yayılım kayıpları: Yayınım kayıplarına, fiberdeki küçük bükümler ve burulmalar sebep olur. İki tür büküm vardır: Mikro büküm ve sabit yarıçaplı büküm. Mikro büküm, çekirdek malzemesi ile koruyucu zarf malzemesinin ısıl büzülme oranları arasındaki farktan oluşur. Mikro büküm, fiberde rayleigh saçınımının oluşturabileceği bir süreksizlik meydana getirir. Sabit yarı çaplı bükümler, fiberin yapımı veya montajı sırasındaki bükülmeler sonucu oluşur.
• Model yayılma: Model yayılmanın veya darbe yayılmasının sebebi, bir fiberde farklı yollar izleyen ışık ışınlarının yayınım sürelerindeki farktır. Model yayılmanın yalnızca çok modlu fiberlerde oluşabileceği açıktır. Dereceli indeksli fiberler kullanılmak suretiyle model yayılma önemli ölçüde azaltılabilir; tek modlu kademe indeksli fiberler kullanıldığı zaman hemen hemen tümüyle ortadan kaldırılabilir. Model yayılma, bir fiberde yayınım yapmakta olan bir ışık enerjisi darbesinin yayılarak dağılmasına sebep olabilir. Eğer darbe yayılması yeterince ciddiyse, bir darbe bir sonraki darbenin tepesine düşebilir(bu, semboller arası girişime bir örnek meydana getirmektedir). Çok modlu kademe indeksli bir fiberde doğrudan fiber ekseni üzerinden yayınım yapan bir ışık ışını, fiberi bir ucundan diğer ucuna en kısa sürede kat eder. Kritik açıyla çekirdek/koruyucu zarf sınırına çarpan bir ışık ışını, en çok sayıda iç yansımaya maruz kalacak ve bundan dolayı fiberi bir ucundan diğer ucuna en uzun sürede kat edecektir.
• Bağlaşım kayıpları: Fiber kablolarda, şu üç optik eklem türünden herhangi birinde bağlaşım kayıpları oluşabilir: Işık kaynağı-fiber bağlantıları, fiber-fiber bağlantıları ve fiber fotodedektör bağlantıları.

Fiber Optikteki Eklem Kayıpları

Eklem kayıplarına genellikle şu ayar sorunlarından biri sebep olur: Yanal ayarsızlık, açısal ayarsızlık, aralık ayarsızlık ve kusursuz olmayan yüzey

• Yanal ayarsızlık: Bitişik iki fiber kablo (fiber cable) arasındaki yanal kayma veya eksen kaymasıdır. Kayıp miktarı, bir desibelin beş ila onda biri ile 30 birkaç desibel arası olabilir. Eğer fiber eksenleri, küçük fiberin çapının yüzde beşi dâhilinde ayarlanmışsa, bu kayıp ihmal edilebilir.
• Açısal ayarsızlık: Açısal ayarsızlığa bazen açısal yer değiştirmede denir. Açısal ayarsızlık ikiden az ise kayıp 0.5 desibelden az olur.
• Aralık ayarsızlığı: Aralık ayarsızlığına bazen uç ayrılması da denir. Fiber optiklerde ekler yapıldığında, fiberlerin birbiri ile temas etmesi gerekir. Fiberler birbirinden ne kadar ayrı olursa, ışık kaybı o kadar fazla olur. İki fiber birbirine bağlantı parçasıyla birleştirilmiş ise, uçlar temas etmemelidir. Bunun sebebi, iki ucun bağlantı parçasında birbiri ile sürtünmesinin fiberlerden birine veya her ikisine birden hasara yol açabilecek olmasıdır.
• Kusursuz olmayan yüzey: İki bitişik kablonun uçlarının bütün pürüzleri giderilmeli ve iki uç birbirine tam olarak uymalıdır. Fiber uçların dikey çizgiden açıklıkları üç’den az ise, kayıpları yarım desibelden az olur.

Neden Fiber Optik Kablo Kullanılır?

• Fiber optik kablolar pratik olarak sınırsız bilgiye sahiptirler.
• Fiber optik kablolar yüksek taşıma kapasitelerine sahiptirler (çok geniş bant genişliği, THz veya Tbit / s)
• Fiber optik kabloların çok düşük iletim kayıpları vardır (<0.2dB / km, cf1dB / km mikrodalga, 10db / km bükülmüş bakır çifti)
• Fiber optik kablolar ısı yaymazlar.
• Fiber optik kablolar çapraz konuşma ve elektromanyetik parazitlere karşı dirençlidirler.

Fiber Optik Kabloların Kullanım Alanları

• Telekomünikasyon: Fiber optik kablo, bilgi alma ve bilgi gönderme amacı için kullanılır. Fiber optik kablolar telefon iletiminde kullanılır. Enerjiyi ışık atımları şeklinde iletir. Fiber optik teknolojisi, aynı anda binlerce konuşmayı gerçekleştirebilir. Bunun yanı sıra, koaksiyel kablolar ile de karşılaştırılabilir.

• Ağ: Fiber optik kablo, sunucuları ve kullanıcıları çeşitli ağ ayarlarında bağlamak için kullanılır. Veri iletiminin doğruluğunu ve hızını artırmaya da yardımcıdır.

• Savunma – Devlet Alanında: Sonar ve denizaltı, uçak ve diğer araçlarda kablolama gibi sismik kullanımlar için hidrofon (hydrophone) olarak kullanılırlar. (Hidrofon, su altı sesini kaydetmek veya dinlemek için su altında kullanılmak üzere tasarlanmış bir mikrofondur. Çoğu hidrofon, ses dalgası gibi bir basınç değişikliğine maruz kaldığında elektrik potansiyeli üreten bir piezoelektrik dönüştürücüye dayanır.)

• Ticari – Sanayi Alanında: Fiber optik veya optik fiber, kendi boyunca içinden ışığın yönlendirebildiği plastik veya cam fiberlerden meydana gelmiş bir optik liftir. Optik lifler, sıcaklık yapmak için duyusal cihazlar gibi EMI'(Elektromanyetik girişim) nin bir problem olduğu yerlerde kablolama, endüstriyel alanlarda, otomobillerde kablolama ve basınç gibi alanlarda görüntüleme için kullanılır. Ayrıca yayın / CATV Kablo şirketleri HDTV, CATV, isteğe bağlı video, internet gibi birçok uygulamayı kablolamak içinde fiber optik kablolar kullanır.

• Tıp Alanında: Tıp alanında kulanım için uygun olan fiber optik kablolar, kan damarlarına , akciğerlere, vücudun birçok kısmına yerleştirmek için, ince olan esnek tellerde yapılabilme imkanı vardır. Fiber optik kablolar, doktorların herhangi bir ameliyat yapmadan vücudun içindeki organları incelemelerine imkan veren farklı cihazlarda kullanılır.

• Veri Depolama: Fiber kablolar veri depolama, iletim, görüntüleme, ışıklandırma gibi çeşitli değişkenleri izlemek ve ölçmek amacı ile sensörler olarak da kullanılır. Bütün bu uygulamaların geliştirilmesi, araştırılması ve test edilmesinde fiber optik kablolar kullanılmaktadır.