Elektrik enerjisi Dünya’da en yaygın kullanılan enerji çeşididir. Hemen hemen kullandığımız her araç da bu enerjiyi farklı enerjilere dönüştüren elektrik devreleri bulunur.
Basit bir elektrik devresinde;
- Pil: Enerji sağlar.
- Ampul: Enerjiyi ısı ve ışığa çevirir.
- Anahtar: Devreyi açıp kapatmaya yarar,
- Bağlantı kablosu: Enerjinin iletilmesini sağlar.
Her devrede farklı enerji kaynağı kullanılabilir. Bunlar pil, akü, jeneratör, şehir gerilimi gibi kaynaklardır.
Örnek:
Yukarıda verilen elektrik devresindeki anahtar aşağıdaki sembollerden hangisi ile gösterilir?
Çözüm:
Devrede verilen ampul yanmamaktadır çünkü anahtar açık konumdadır. Açık anahtar D seçeneğindeki gibi gösterilir. Cevap D’dır.
ÖRNEK:
I. Bağlantı kablosu
II. Pil yatağı
III. Anahtar
IV. Duy
Yukarıda verilen araçlardan hangileri elektrik devresinde ampulün yanması için zorunlu değildir?
A) I ve II B) I ve III C) III ve IV D) II, III ve IV
Çözüm: Bağlantı kablosu elektrik aktarımı sağlandığı için olmak zorundadır. Pil yatağı pilin konulduğu kısımdır. Pil yatağı olmadan da pilin kutuplarına bağlantı kablosu bağlanabilir. Anahtar olmazsa devreyi aç – kapa yapamayız ama devredeki ampul yanar. Duy ampulün yerleştiği kısımdır. Duy olmadan da ampule bağlantı kablosu bağlanabilir. Cevap D’dır.
Ampullerin Bağlanma Şekilleri
Devreden birden fazla ampul olduğu durumlarda ampullerin iki farklı bağlama ihtimali vardır. Bunlar seri ve paralel bağlama yöntemidir. Bağlanma yöntemine göre ampul parlaklığı ve pilin ömrü değişebilir.
Not: Seri ve paralel bağlama yöntemlerine geçmeden önce bilinmesi gereken kavramlar;
1) Elektrik akımı; devreden geçen elektrik enerjisi miktarıdır. Akım pilin (+) kutbundan (-) kutbuna doğru hareket eder. Akım I ile gösterilir, birimi Amper (A)’dir. Ampermetre ile ölçülür.
2) Gerilim; devrenin iki ucu arasındaki elektrik enerjisi farkıdır, Gerilim V ile gösterilir. Birim V0lt (V)’tur. Voltmetre ile ölçülür.
3) Direnç; devredeki elektrik akımına karşı gösterilen zorluktur. R ile gösterilir, birimi Ohm (Ω)’dur. Ohmmetre ile ölçülür.
Gerilim, akım ve direnç arasında
V = I . R eşitliği vardır.
Yani gerilim, akımla direnç çarpımına eşittir.
Seri Bağlama
Devredeki ampullerin aynı kablo üzerine art arda bağlanmasıyla oluşan devrelerdir.
“Seri bağlı ampullerden oluşmuş bir devre örneği”
Seri bağlı devrelerde pilin sağladığı enerji ampuller üzerinden eşit paylaşılacak şekilde geçer. Bu yüzden seri bağlı ampul sayısı arttıkça parlaklık azalır.
Seri bağlı devreler paralel bağlı devrelere göre daha az parlak yanar. Paralel bağlı devrelerde pilin ömrü daha kısadır.
Seri:
Toplam direnç devredeki en büyük dirençten de büyük olur.
Seri bağlı ampul sayısı arttıkça direnç artacağından parlaklık azalır.
Devredeki ampullerden biri patlarsa diğer ampullerde söner.
Piller seri bağlandığında toplam gerilim pillerin her birinin geriliminin toplamına eşittir.
Bir devrede paralel bağlı ampul sayısı arttıkça eş değer direnç azalır, seri bağlı ampul sayısı eş değer direnç artar.
Paralel Bağlama
Devredeki ampullerin farklı kablolar üzerinde bağlandığı bu kabloların daha sonra tek bir noktada birleştiği devrelerdir.
“Paralel bağlı ampullerden oluşmuş devre örneği”
Paralel bağlı devrelerde pilin sağladığı enerji her ampul üzerinden tamamı geçer. Sonra tek bir kabloda birleşir ve pilin negatif (-) kutbuna geri döner. Paralel bağlı devrede her ampulden pilin tüm enerjisi geçtiği için seri bağlı devreye göre daha parlak yanar. Daha fazla enerji harcandığından pilin ömrü daha kısadır.
Paralel:
R1 = l. ampulün direnci
R2 = 2. ampulün direnci
V = Pilin gerilimi
Paralel bağlı devrelerde toplam direnç hesaplanırken,
Toplam direnç devredeki en küçük direnç değerinden de küçük olur.
Devredeki ampullerden biri patlarsa diğerleri yanmaya devam eder.
Piller paralel bağlandığında devredeki gerilim bir pilin gerilimine eşittir.
Ohm Yasası
Bir devrede akım ve gerilim doğru orantılı olduğu için akım artarsa gerilim artar bu da devredeki direnci sabit tutar. Bunu formülle ispatlayan George Simon Ohm anısına bu formüle Ohm yasası adı verilir. Direncin birimi de bu yüzden Ohm (Ω)’dur.
Devrede gerilimi ölçen Voltmetre paralel bağlanır.
Devrede akım ölçen ampermetre ise seri bağlanır.
Devrede direnç ölçen ohmmetre ise devreye bağlanmaz. İletken tellerin iki ucuna bağlanarak telin direncini ölçer.
Devrenin direnci gerilimin akıma bölünmesiyle elde edilir.
