ELEKTRİK DEVRELERİNE GİRİŞ Bölüm 6: SELF, KAPASİTE, ORTAK İNDÜKTANS Hazırlayan: Referans kitap: Electric Circuits, Nielsson, Riedel Pearson, Prentence Hall,2007 Diğer Elektrik Devreleri Kitapları Electric Circuits Dorf, Svobado John Wiley Alexander

İDEAL SELF (INDUCTOR), KAPASİTE(CAPACITOR), VE ORTAK ENDÜKTANS (MUTUAL INDUCTANCE), ELEMANLARI Self elemanı (Inductor) bobin Değişen akım, hareketli yük magnetik alan Enerji depolar, ama pasif eleman Kapasite elemanı (Capacitor) İki iletkenler arası yalıtkan Değişen gerilim, ayrıştırılmış yük Elektrik alan Enerji depolar ama pasif eleman, Seri, paralel bağlı self ve kapasiteler Ortak İndüktans (Mutual inductance) Mağnetik bağlantılı iki self Uygulamada kullanılan self ve capasite elemanlarının fiziksel modelleri, ideal olan self, kapasite ve direnç elemanlarından oluşturulur. Fiziksel modeller çalışılan frekanlara göre değişebilir Ekim 2007

İDEAL SELF ELEMANI (L, Inductor) Self (Inductance) birimi:H, henry Akıma göre türev, gerilime göre integral alıyor: Analog bilgisayar Ekim 2007

İDEAL SELF ELEMANI (L, Inductor) Sabit (Doğru akım) geçerken gerilim (0) yani kısa devre Akımı ani olarak değişemez, Aksi halde gerilim sonsuz olur, fiziksel gerçekçi değil. Lineer Eleman Pasif Eleman Ekim 2007

İDEAL SELF ELEMANI (L, Inductor) Uçlarına akım kaynağı bağlandığında Geriliminde sıçrama olur, Akımın eğimi pozitif iken gerilim de pozitif ve güç (+) depolanır, Akımın eğimi değiştiğinde gerilim negatif olur, güç (-) verir, Enerji pozitif, Pasif eleman. Uçlarına gerilim kaynağı bağlandığında akımda sıçrama olmaz (integral), gerilimin pozitif iken akım artar, gerilim negatif olduğunda akım azalır (integral), Ekim 2007

SELF ELEMANINDA I-V ilişkisi Self elemanın uçlarına doğru akım kaynağı (ideal, reel) bağlanınca ne olur? Sinüsoidal akım kaynağı uygulanınca ne olur? frekans Ekim 2007

SELF ELEMANINDA V-I ilişkisi Self elemanın uçlarına doğru gerilim kaynağı(ideal, reel) bağlanınca ne olur? Sinüsoidal gerilim kaynağı uygulanınca ne olur? frekans Ekim 2007

SELF ELEMANI İÇİN GÜÇ VE ENERJİ Örneklerin yorumu: Self elemanı her zaman güç verme işi yapar denemez. Ama her zaman pasif eleman. Ekim 2007

İDEAL KAPASİTE ELEMANI (Capacitor) C:Kapasite (capacitance)birimi F, farad Gerilime göre türev, akıma göre integral alıyor: Analog bilgisayar Ekim 2007

İDEAL KAPASİTE ELEMANI (Capacitor) Sabit (Doğru) gerilim varken, akım (0) yani açık devre Gerilimi ani olarak değişemez, Aksi halde akım sonsuz olur, fiziksel gerçekçi değil. Ekim 2007

İDEAL KAPASİTE ELEMANI (Capacitor) Uçlarına gerilim kaynağı bağlandığında akımda sıçrama olur, gerilimin eğimi pozitif iken akım pozitif ve güç (+) depolanır, gerilimin eğimi değiştiğinde akım negatif olur, güç (-) verir, Toplam enerji pozitif, Pasif eleman. Uçlarına akım kaynağı bağlandığında gerilimde sıçrama olmaz (integral), akım pozitif iken gerilim artar, akım negatif olduğunda gerilim azalır (integral), Ekim 2007

İDEAL KAPASİTE ELEMANI (Capacitor) C=0,5μF Kapasite elemanın uçlarına doğrudan bir doğru gerilim kaynağı bağlanırsa ne olur? Sinüsoidal bir gerilim kaynağı bağlanırsa ne olur? Frekans Ekim 2007

İDEAL KAPASİTE ELEMANI (Capacitor) C=0,2μF Kapasite elemanın uçlarına doğrudan bir doğru akım kaynağı bağlanırsa ne olur? Sinüsoidal bir akım kaynağı bağlanırsa ne olur? Frekans Ekim 2007

SERİ BAĞLI SELFLER Seri/paralel bağlamalarla, standart dışı selfler elde edilebilir Ekim 2007

PARALEL BAĞLI SELFLER Seri/paralel bağlamalarla, standart dışı selfler elde edilebilir Ekim 2007

SERİ BAĞLI KAPASİTELER Seri/paralel bağlamalarla, standart dışı kapasiteler elde edilebilir Ekim 2007

PARALEL BAĞLI KAPASİTELER Seri/paralel bağlamalarla, standart dışı kapasiteler elde edilebilir Ekim 2007

ORTAK İNDUKTANS ELEMANI (Mutual Inductance) -1 Tanım bağıntısı Ekim 2007

ORTAK İNDUKTANS ELEMANI-2 M’in işareti Kollardaki sarım yönleri M in işaretini belirler Nielsson nokta anlaşması Bir akım referansı noktadan giriyorsa, bu akımın diğer tarafta yaratacağı gerilimin referansı noktalı uçta pozitiftir Bir akım referansı noktadan çıkıyorsa, bu akımın diğer tarafta yaratacağı gerilimin referansı noktalı uçta negatiftir Bir başka kural Akımlar noktadan giriyor veya çıkıyorsa M pozitif Akımlardan biri noktadan girerken diğeri çıkıyorsa M negatiftir. Ekim 2007

ORTAK İNDÜKTANS ELEMANI-3 Noktaların yerlerinin saptanması Sarım yönleri biliniyorsa Sağ el kuralı ile akı yönü saptanır Akıların aynı yön veya zıt yönde olmasına göre Sarım yönleri bilinmiyorsa Uygulamada sarımları yönü gözlenemez O nedenle ilave devrelerle saptanır Ekim 2007

ORTAK ENDÜKTANSLI DEVRE ÇÖZÜMÜNE ÖRNEK İg=16-16 e-5t A; İ1=4+64 e-5t -68e-4t A; 12=1-52e-5t+51e-4t A Ekim 2007

İDEAL TRAFO N2: 2. selfin sarım sayısı N1: 1. selfin sarım sayısı Ekim 2007