Elektrik

ELEKTRİK



Elektrik iki türdür. Statik elektrik ve Dinamik elektrik.Yaklaşık 2000 yıl kadar önce,Yunanlı bilgin Thales Kehribarın kumaş parçasına sürtülmesi ile küçük kıvılcımlar çıkardığını görmüştü. Statik elektrik ilk kez bu şekilde gözlemlendi.Statik elektrik durgun, pratik olarak iş yapmayan elektrik türüdür, kontrolsüz bir enerji şeklidir ve zaman zaman boşalmalar yapar.Yağmurlu havalarda bulutlar pozitif yüklü statik elektrikle dolarlar, yeryüzü negatif elektrik yüklü olduğu için, yüksek yerlerden bulutlara elektrik atlar buna yıldırım adı verilir. Eğer bu elektrik atlaması buluttan buluta ise o zaman şimşek adını alır. Statik elektriğe; saçımıza sürdüğümüz tarakta, arabadan indiğimizde tuttuğumuz kapı kolunda, televizyon ekranınına elimizi sürdüğümüzde de rastlarız. Statik elektrik elde etmek için yapılan araca Van De Graaf jeneratörü adı verilir bu jeneratörle 20 milyon volt kadar statik elektrik elde edilebilir.
İkinci elektrik türü Dinamik,yani hareketli elektriktir. Bu elektrik kaynakları elektron devinimi sağlarlar. Elektronlar negatif kutuptan pozitif kutba doğru hareket ederler.Dinamik elektrik iki tipdir.
1-) D.C. Direct Current kelimelerinin kısaltılmışıdır.
2-) A.C. Alternatif Current kelimelerinin kısaltılmışıdır.
D.C. elektrik kaynağı hepimizin çok iyi bildiği piller,akümülatörler ve dinamolardır.Piller ve Akümülatörler kimyasal reaksiyonlardan elektrik enerjisi üretirler,akümülatörler ve pillerin bazı tipleri tekrar doldurulabilir ve tekrar tekrar kullanılabilirler.Nikel Kadmiyum piller, Nikel Metal Hidrit piller bu tip pillerdendir .Akümülatörlerin esası
sülfürik asit içindeki kurşunun kimyasal reaksiyonudur. Dinamo ise tersine çalışan bir motor dur denilebilir. Kuvvetli bir manyetik alanda dönen bir sargının (bobin) üzerinde elektrik akımı oluşması esasına dayanır.
Düz akım denmesinin nedeni burada ki elektriğin bir volt zaman grafiğinde düz bir yol izlemesi nedeni iledir,yani bu elektrik çeşidinin voltajı zamanla değişmez.
A.C. Alternatörler vasıtası ile elde edilen elektrik çeşididir. Alternatörleri döndürmek için ise, barajlarda su, elektrik
santrallarında çeşitli yakıtlar kullanılır.
A.C. denmesinin nedeni bu çeşit elektriğin zamanla yön değiştirmesidir.
A.C. nin özelliği transformatör denen aygıtlarla voltajın yükseltilebilmesi veya düşürülebilmesidir.
Voltajın yükseltilebilmesi nedeni ile uzak mesafelere daha az kayıpla gönderilen bu çeşit elektrik günlük hayatta en çok kullandığımız elektrik çeşididir.
Doğru akım kaynaklarında + ve - kutuplar olduğu halde, alternatif akımda kutuplar yoktur.
Elektrik Akımı Nasıl Oluşur ?
Bildiğiniz gibi metallerin atomlarındaki elektron sayıları metalin cinsine göre değişir. İletken maddelerin atomlarının son yörüngelerinde 4 'den az elektron bulunur. Atomlar bu elektronları 8 'e tamamlayamadıkları için serbest bırakırlar. Bu yüzden bir İletken maddede milyonlarca serbest elektron bulunur. Bu maddeye elektrik uygulandığında elektronlar negatif (-) 'den pozitif (+) yönüne doğru hareket etmeye başlar. Bu harekete "Elektrik Akımı" denir. Birimi ise "Amper" 'dir. İletkenin herhangi bir noktasından 1 saniyede 6.25*10^18 elektron geçmesi 1 Amperlik akıma eşittir. Akımlar "Doğru Akım" (DC) ve "Alternatif Akım" (AC) olarak ikiye ayrılır.





Doğru Akım (DC) :
Doğru akımın kısa tanımı "Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişmeyen akıma doğru akım denir." şeklindedir. Doğru akım genelde elektronik devrelerde kullanılır. En ideal doğru akım en sabit olanıdır. En sabit doğru akım kaynakları da pillerdir. Birde evimizdeki alternatif akımı doğru akıma dünüştüren Doğrultmaçlar vardır. Bunların da daha sabit olması için DC kaynağa Regüle Devresi eklenir.



Alternatif Akım (AC) :
Alternatifin kelime anlamı "Değişken" dir. Alternatif akımın kısa tanımı ise "Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişen akıma alternatif akım denir." şeklindedir. Alternatif akım büyük elektrik devrelerinde ve yüksek güçlü elektrik motorlarında kullanılır. Evlerimizdeki elektrik alternatik akım sınıfına girer. Buzdolabı, çamaşır makinesi, bulaşık makinesi, aspiratör ve vantilatörler direk alternatif akımla çalışırlar. Televizyon, müzik seti ve video gibi cihazlar ise bu alternatif akımı doğru akıma çevirerek kullanırlar.

ELEKTRİK AKIM KAYNAKLARI

Bir iletkenden elektrik akımının geçebilmesi için iletkenin iki ucu arasında bir potansiyel farkı olmalıdır. Elektrik akımı katı iletkenlerde (-) uçtan (+) uca doğru akan elektronlar , sıvı ve gazlarda ise (+) ve (-) iyonların hareket etmesiyle sağlanır.
Elektrik akımı , elektrik yüklerinin iki nokta arasında sürekli akışıdır. Elektrik devrelerinde iki nokta arasında potansiyel farkı oluşturan ve yüklerin sürekli olarak hareketlerini sağlayan düzeneklere Elektrik Akımı Kaynakları denir. Örneği pil , akümülatörler ve elektrik santralleri gibi. Elektrik akım kaynakları ikiye ayrılır. Bunlar doğru akım kaynakları ve Alternatif akım kaynaklarıdır.

Doğru Akım Kaynakları

Kimyasal reaksiyonlar sonucu elektrik akımı elde etmek mümkündür. Elektrik enerjisi üreteçlerde elde edilir.
Doğru Akım ( DC ) : Bir elektrik devresinde elektrik yüklerinin veya akımın belli bir yönde akan , yön değiştirmeyen ve şiddeti değişmeyen akıma doğru akım denir.
Bir yönde akım sağlayan kaynaklara da doğru akım kaynakları denir. Örneğin Pil , akümülatör ve dinamo gibi.
a ) PİLLER
Piller kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çevirir. (+) ve (-) kutupları vardır. Dolu pilin kutupları arasında Potansiyel farkı vardır. Çeşitli piller vardır. Her pilin yapısında iki elektrot ve elektrotların içine batırıldığı bir elektrolit vardır. Potansiyel farkı Voltmetre veya elektrometre ile ölçülür. Potansiyel farkı birimi Volttur. Piller basit pil , kuru pil ve doldurulabilen piller diye üçe ayrılır.
1-Basit Bir Pil Yapma





Volta Pili : Bakır ve çinko elektrotlar H2SO4 çözeltisine batırılınca akım elde edilir. H2SO4 ile çinko (Zn) elektrot arasında kimyasal reaksiyon oluşur. Çinko (Zn) atomları ikişer elektronunu çinko elektrota bırakarak Zn+2 iyonu halinde çözeltiye karışır.

Zn Zn+2 + 2ē

Çinko elektrot üzerinde elektronlar birikir. Çözeltideki H+ iyonları Zn+2 tarafından bakır elektrota itilir. Akım geçince dış devreden gelen elektronlar H+ iyonlarını nötrleştirir. Bakır elektrot üzerinde biriken H gazı bir süre sonra akımın kesilmesine yol açar. Volta pilinde bakır elektrotun H gazı ile kaplanarak akım veremez duruma gelmesine kutuplanma veya Polarizasyon denir. Volta pilinde çinko elektrot pilin (-) kutbunu , bakır elektrot ise (+) kutbunu oluşturur.

Danielle Pili : Bakır sülfat çözeltisi içine bakır elektrot , çinko sülfat çözeltisi içine çinko elektrot aralarına da Parşömen kağıdı konularak elde edilen pildir.

Leclanche Pili : Nişadır çözeltisi içerisine batırılmış mangandioksit ve karbondan oluşmuş bir pildir.


2- Kuru Pil

Pilin kabı çinkodan yapılmıştır. Bu kap aynı zamanda pilin (-) kutbu görevini yapar. Karbon çubuk (+) kutbunu oluşturur. Karbon çubuğun etrafında %75 mangandioksit ve %25 grafitten oluşan bir katman bulunur. Pildeki elektrolitik sıvı ise amonyum klorür çözeltisidir.
Pil akım verirken amonyum iyonları ( NH4+ ) karbon çubuktan elektron alarak H2 ve amonyak ( NH3 ) haline geçer. Çinko kaptan çözünen çinko iyonları ( Zn+2 ) ise Cl- ile birleşerek çinko klorür haline geçer. Amonyak çinko klorür ile H2 ise mangandioksit ile tepkimeye girer.
Birden fazla pil birbirine ağlanarak bataryalar elde edilir.
3- Doldurulabilen Piller

pilin doldurulması olayına Şarj denir. Pilin boşalmasına Deşarj denir. Doldurulabilen pillere Nikel kadmiyum pilleri ve kurşunlu akümülatörler örnek verilebilir.
Pilden akım alınırken Kadmiyum , kadmiyum Hidroksit haline dönüşür. Nikel Oksi Hidroksit ise Nikel Hidroksite dönüşür. Kadmiyum ve nikel oksi hidroksit tükendiğinde pil boşalır. Doldurulma olayı dışarıdan verilen elektrik enerjisi ile sağlanır.

Diğer Doğru Akım Kaynakları


Akümülatörler
Akümülatör de bir tür pil çeşididir.
Elektrik enerjisini kimyasal enerji olarak depolayan ve bunu istenildiğinde tekrar elektrik enerjisi olarak dönüştüren düzeneğe Akümülatör denir.
Elektrotlar arasına bir doğru akım kaynağı bağlanır. Bu sırada elektroliz olayı gerçekleşir. Buna akümülatörün şarjı denir. Akümülatör dolarken H+ iyonları (-) elektroda , ( SO4)-2 iyonları da (+) elektroda gider. Bu olay esnasında anotta kurşundioksit (PbO2 ) , katotta ise kurşun ( Pb ) oluşur. Çözeltinin içinde iki farklı elektrot elde edilir. Böylece şarj olmuş akümülatör elektrotlar arasında oluşturulacak devreye akım verir. Akümülatörün akım vererek her iki elektrotun kurşun haline dönüşmesine akümülatörün boşalması (Deşarj ) denir. Dolma sırasında depo edilen kimyasal enerji boşalma sırasında elektrik enerjisine dönüşür.
Ayrıca Demir- Nikel akümülatörleri de vardır. Akümülatörlerden başka doğru akım kaynakları da vardır. Örneğin Dinamo , güneş pili , termoelektrik pil , fotoelektrik pil gibi.

Pil Oluşumu İle Maddelerin Aşınması ( KOROZYON )

İki farklı elektrot bir elektrolit içine batırılınca pil oluşur. Pilden akım alınırken elektrotlar değişime uğrar. Kendiliğinden oluşan piller de vardır. Bunlara istenmeyen piller denir. Doğal ortamlarda birbirine dokunmakta olan iki farklı metal nemli ortamda bulunuyorsa istenmeyen pil oluşabilir. İstenmeyen pil oluşumu metallerin aşınmasına yol açar.
KorozyonS. AKÇAY: Metal yüzeylerinin istenmeyen pil oluşumu ile kendiliğinden aşınmasına korozyon denir.
Metallerin ısı etkisi ile aşınması , zımpara ve diğer araçlarla oluşturulan aşınmalar korozyon değildir.
Korozyon etkisi ile parlak metal yüzeyleri donuklaşır. Demir üzerinde pas oluşur. Çinko beyaz ve donuk bir tabaka ile örtülür. Bakır üzerinde yeşil bir katman oluşur. Gümüş kararır. Platin ve altın parlak kalır. Bazı metaller kolay bazıları ise zor korozyona uğrarlar. Bazı metaller daha fazla aktif bazıları ise az aktiftir. Çok aktiften az aktife doğru bazı metaller şöyle sıralanır :
Magnezyum , alüminyum , çinko , demir , kurşun , kalay , bakır , gümüş , platin, altın.
İki metal bir araya getirilince daha soy olan ( az aktif olan ) metal (+) elektrot , diğeri (-) elektrot olur. (-) elektrot olan metal korozyona uğrar , diğeri ise korunur.
Evlerde kullanılan metalden yapılmış eşyalar kendisinden daha soy olan metallere uzun süre dokundurulmamalı Örneğin çelik tencere gümüşe dokunursa korozyona uğrar. Korozyon olayı kuru ortamlarda da gerçekleşebilir. Metallerin gazlarla etkileşmesi sonucu gerçekleşen bu olaya Kuru Korozyon denir.
İstenmeyen pil oluşumlarında bir metalin korozyonunu önlemek için daha az soy olan bir metale dokundurulur. Bir metalin korozyonunu önlemek için kullanılan metale Kurban Elektrot denir.


Alternatif Akım Kaynakları

Alternatif Akım ( AC )S. AKÇAY : Yönü ve şiddeti sürekli olarak değişen akıma alternatif akım denir.
Alternatif akım elde etmeye yarayan düzeneklere Alternatör veya Alternatif Akım Jeneratörü denir.
Mekanik , ısı , kimyasal yada nükleer enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren sistemlere elektrik santralleri denir.

Hidroelektrik Santraller
Su gücünden yararlanarak çalıştırılan elektrik santralleridir. Barajlarda toplanan suda potansiyel enerji depo edilir. Yüksek bir yerden düşürülen yada akıtılan su Kinetik enerji kazanır. Bu su yüksekten akıtıldığında su türbinine çarparak enerjisini mekanik enerji olarak çarklara aktarır. Çarklar santralin üretecinin rotorunu döndürür. Rotor bir mıknatısın kutupları arasında döner. Rotorun bağlı olduğu jeneratörde alternatif akım üretilir. Bu santrallerin çevreye önemli bir zararları yoktur. Hidroelektrik santrallerde enerji dönüşüm sırası şöyledir :
Potansiyel Enerji—Kinetik enerji – Mekanik Enerji -- Elektrik Enerjisi

Termik Santraller

Elektrik enerjisi elde edebilmek için kömür , gaz petrol gibi yakıtların ısıya dönüştürülmesi ile çalışan santrallerdir.Burada su kaynatılarak buhar elde edilir. Yüksek basınçlı buhar , buhar türbinlerine gönderilerek türbinin döndürülmesi sağlanır. Dönen bu türbin jeneratörün elektrik enerjisi üretmesini sağlar. Bu santraller yeşil alanlara zararlıdır, ormanları yok eder.Termik santrallerde enerji dönüşüm sırası şöyledir :
Kimyasal Enerji – Isı Enerjisi—Mekanik Enerji—Elektrik Enerjisi


Jeneratörlerin Yapısı
Türbinlerde alternatif akım üreten sistemlere Jeneratör denir. Jeneratörde manyetik alan oluşturan mıknatıs ile mıknatısın kolları arasında dönen dikdörtgen tel çerçeveler vardır. Çerçeve döndükçe düzgün manyetik alan oluşturur. Negatif yüklü elektronlara bir kuvvet etki eder. Çerçeve içinde elektronlar bir akım oluşturur. Bu akım halkalar üzerindeki fırçalar yardımıyla dış devreye alternatif akım olarak verilir.
Jeneratörün yapısında stator ve rotor diye iki önemli kısım vardır. Dıştaki sabit kısım statordur. Rotor ise statorun iç kısmında bulunur ve bir eksen etrafında döner.

Jeneratörlerin Akım Vermesi

Tel çerçeveyi döndürmek yerine manyetik alanı döndürmek daha kullanışlı bir jeneratör oluşturur.
Çubuk mıknatıs bir akım makarasının içinde hareket ettirilirse , makaraya sarılı iletken telin uçlarında oluşan akıma İndüksiyon Akımı denir.

TransformatörS. AKÇAY: Alternatif gerilimin düşürülmesi veya yükseltilmesini sağlayan araçlara denir.
Transformatör Primer (Giriş) devre , Sekonder (Çıkış) devre ve demir çekirdek diye üç ana kısımdan oluşur. Gerilimin uygulandığı sargıya Primer sargı denir. Gerilimin alındığı sargıya Sekonder sargı denir.
Bir transformatörde çıkış olarak az sarımlı sargı kullanılırsa gerilim düşer. Çıkıştaki sarım sayısı giriştekinden fazla ise gerilim yükselir.

VS = NS = İP
VP Np İS

VS = Sekonder Gerilim
VP = Primer Gerilim
NS = Sekonder Sarım Sayısı
NP = Primer Sarım Sayısı
İP = Primer Akım
İS =Sekonder Akım



Güç (P) : Birim zamanda yapılan iştir. Birimi wattır.
P = V. İ
Bir transformatörün verimi şöyle bulunur. Verim = Alınan Güç / Verilen Güç

Verim = Vs.İs
Vp. İp
Örnek : Bir transformatörün primeri 100 sarımlı ,sekonderi 600 sarımlıdır. Primere uygulanan gerilim 25 Volt olursa Sekonderdeki gerilim kaç volt olur.
Çözüm :
VS / VP = NS / NP VS / 25 = 600 / 100 VS = 25. 6 = 150 Volt


Örnek : Bir transformatörün primeri 300 sarımlı ,sekonderi 6 sarımlıdır. Sekonderden 25 amperlik akım çıktığına göre primerdeki akım kaç amperdir.
Çözüm :
NS / NP = İP / İS 6 / 300 = İP / 25 İP = 150 / 300 = 0,5 Amper
Örnek : Bir transformatörün verimi %90 dır. Primer sargıya 800 Volt gerilim uygulandığında sekonder sargıdan 300 Volt gerilim elde edilmektedir. Primer devreden 5 amperlik akım geçtiğine göre sekonder devreden çıkan akımı bulun
Çözüm :
Verim = Vs.İs 0,9 = 300. İs / 800. 5 İs = 12 Amper olur.
Vp. İp

Nükleer Enerji Santralleri
Nükleer enerji santralleri de bir çeşit termik santraldir. Farkı ise kullanılan yakıtlardır.
Atom çekirdeği proton ve nötronlardan oluşmuştur. Bu parçacıklar Çekirdekte E = m. c2 enerjisi ile birbirine bağlanmıştır. Çekirdek parçalanması veya birleşmesi sırasında bir miktar kütle enerjiye dönüşür.
E = m. c2 E=enerji m=kütle c = ışık hızı = 3.108 m /s

Örnek : 0,001 gram madde tamamen enerjiye dönüşürse ne kadar enerji açığa çıkar. (c = 3.108 m/s )
Çözüm :
m= 0,001 g = 0,000001kg c =3.108 m/s E = ?
E = m. c2 = 0,000001 . (3.108 )2 = 10-6 . 9. 1016 = 9.1010 Joule
Işık Yılı = ışığın bir yılda aldığı yoldur. ve bir uzunluk birimidir.
Işık Yılı = 365. 24. 60. 60. 3. 108 @ 9 460 800 000 000 000 metre @ 9,5 trilyon Km
Örnek : ışık güneşten yeryüzüne ne kadar sürede gelir. ( Güneş –yer uaklığ yaklaşık 150 milyon km )
Çözüm : t = 150000000 / 300000 = 500 saniye = yaklaşık 8,3 dakika
Nükleer Enerji : Atom çekirdeklerinin parçalanması yada birleştirilmesi ile açığa çıkan enerjiye nükleer enerji denir.
Nükleer enerji Nükleer santrallerde elektrik enerjisine çevrilir. Nükleer santrallerde enerji dönüşüm sırası şöyledir.
Nükleer Enerji—Isı Enerjisi—Mekanik Enerji—Elektrik Enerjisi

Fisyon ( Parçalanma )S. AKÇAY: Büyük yada ağır çekirdeklerin Nötronlarla bombardıman edilerek daha küçük çekirdeklere ayrılmasına Fisyon yada Çekirdek Bölünmesi denir. Örneğin Atom bombası
Füzyon (Birleşme ) : İki hafif çekirdeğin birleşerek daha ağır bir çekirdek oluşturmasına Füzyon yada Çekirdek kaynaşması denir. Örneğin Hidrojen bombası

Füzyon olayını kontrol etmek zordur. Füzyon olayının başlaması için gereken yüksek sıcaklık ve basınç atom bombası ile sağlanır. Füzyon olayının düşük sıcaklıkta ( Soğuk Füzyon ) gerçekleşmesi için çalışmalar sürüyor.
Maddelerin çok yüksek sıcaklıktaki haline Plazma denir. Güneş ve yıldızlar Plazma halindedir.
Nükleer santrallerde çekirdek tepkimelerinin gerçekleştiği kısma Reaktör denir.
Kararsız çekirdeklerin kararlı hale gelebilmek için kendiliğinden ışınlar yayması olayına Radyoaktiflik veya Radyoaktif Bozunma denir. Radyoaktif çekirdekler üç çeşit ışın yayarlar.

1- a (Alfa ) Işını : Radyoaktif çekirdek bir a (Alfa ) parçacığı yayınlayınca Kütle Numarası 4 birim Atom Numarası 2 birim azalır. Alfa parçacığı helyum çekirdeğine eşittir.Hızları 1,6.107 m/s dir. Havada birkaç cm yol alabilirler. Mide , solunum yada yaralardan vücuda girerse yüksek seviyede iyonizasyona sebep olduklarından çok tehlikelidirler.
Örneğin: 23892Uà 23490Th + a ( 42He )

2- b (Beta ) Işını : Radyoaktif çekirdek bir b (Beta ) parçacığı yayınlayınca Atom numarası 1 birim artar .Kütle numarası değişmez. Beta parçacığı elektronun kütlesi ve yüküne eşittir. Hızları 120000 km/s ile 299000km/s arasındadır. Havada 20 metreye kadar yol alabilirler. İyonlaşmaya sebep olurlar.
Örneğin : 23490Th à 23491Po + b ( -1oe )
3- γ (Gama ) Işınları : Radyoaktif çekirdek γ (Gama ) ışını yayınlayınca Kütle Numarası ve Atom Numarası değişmez. Boşluktaki hızları ışık hızına eşittir.Havada yüzlerce metre kurşun engeller içerisinde birkaç cm yol alabilirler. Gazları iyonlaştırırlar.

Örnek : 23892U atomu 2a ve 1b ışımaları yaparsa A.N ve K.N ne olur.

Çözüm :
23892Uà 23088X ( 2 a için )

à 23089X (1 b için )

23892Uà23088Xà 23089X
Yarılanma Süresi ( T1/2) : Bir radyoaktif elementin başlangıçta mevcut olan atomlarının yarısının parçalanması için geçen süreye yarılanma süresi (yarı ömür) denir. 22688Ra izotopunun yarı ömrü 1620 yıldır.

ALTERNATİF AKIM DEVRELERİ
Belli zaman dilimleri içinde belirli bir hareketin tekrarlanması olayına salınım adı verilir.hepimizin bildiği salıncak bunun en çok rastlanan örneğidir. Masanın kenarına sıkıştırdığımız jiletin titreşmesi veya bir keman telinin titreşimi benzer salınım örnekleridir.
Daha bilimsel bir örnek bir basit sarkacın salınımıdır. Sarkacın salınımları, denge konumundan sağa ve sola doğru belli uzaklıktadır. Eğer sürtünme kuvvetleri olmasaydı bu şekilde salınan sarkaç genliğini hiç bozmadan aynı hareketi devamlı olarak sürdürürdü.Sarkacın denge konumundan sağa veya sola sapması yani yön değiştirmesi,salınım hareketinin en önemli özelliğidir, buna genlik denir. Sarkacın denge konumundan ayrılıp tekrar denge konumuna gelmesi hareketin yarısını oluşturur. Tam bir salınım hareketi, sarkacın denge konumundan ayrılıp bir yöne gittikten sonra, diğer yönde maksimum noktaya ulaşıp tekrar denge konumuna gelmesidir, buna hareketin 'Peryot'u adı verilir. Saniyedeki peryot sayısı ise 'Frekans'
olarak adlandırılır.
Sarkacın bu hareketini dairesel bir hareket kabul edersek,bir peryotluk bir hareket sırasında bir çember etrafı dönülmüş olur ve bu '2r' kadar bir yol demektir. Bu şekilde ki salınım hareketleri kartezyen koordinat sisteminde 'x = a sin ' fonksiyonu şeklinde gösterililr.
Bir çember etrafında hareket eden bir noktanın bir turda aldığı yol 2r ve gördüğü açı 2 radyan olur.Birim zamanda görülen açıya açısal hız (  )adı verilir.t saniyede taranan açıdır.  = 2  / t olur.
T yani peryot ‘ un 1/f olduğunu biliyoruz; çünkü peryot bir hareketin süresi, frekans ise bir saniyedeki hareket sayısıdır.
f x T = 1 dir.
bir no'lu formülde ki 't' zamanı içinde bir hareket olduğu için,bir hareketin zamanı olan peryot T yi bu eşitliğe koyabiliriz veya T yerine 1/f 'i koyabiliriz . O halde;
 = 2  f olur.
X = a sin  da  açısının yerine t yazabiliriz.
X = a sin  t
X = a sin 2  f t dir.
Elektriğin bu şekilde salınan şekline Alternatif akım adı verilir.
Alternatif akım alternatör denilen cihazlarla elde edilir.
Alternatif akımın ve gerilimin formülü
U = Umax. Sin . t
U = Umax. Sin 2 f t
I = I max .Sin .t
I = I max .Sin 2 f t
Şeklinde yazılır.Akım ve gerilim aynı fazdadır. Bir bobin den geçerken akım 90 derece yani /2 kadar geri kalır.
Bir kondansatör de ise bu sefer gerilim 90 derece yani  / 2 kadar geridedir.
Alternatörler de manyetik alanda indüklenen bir bobin mevcuttur. Farklı kutuplarda bobinin üzerinde oluşan akım yön değiştirir ve değişken bir elektrik akımı ortaya çıkar. Bu şekilde ortaya çıkan elektrik A.C. olarak yazılan 'Alternatif Current'dır.

Bu çeşit elektrik, yön değiştirme özelliği nedeni ile voltajı transformatörlerde yükseltilip düşürülebilir. Bu sayede yüksek voltajların daha az kayıpla nakledilmeleri sebebi ile A.C. uzak
mesafelere daha az kayıpla nakledilebilir. Bugün evlerde ve sanayide kullandığımız hep bu çeşit elektriktir.

Faz ve faz farkı

Evlerde 220 volt olarak kullandığımız A.C. etkin değer veya RMS değer dediğimiz değerde bir alternatif akımdır.RMS (root-mean-square) değer A.C. nin, bir resistor üzerinde tükettiği enerjiye eşit enerji tüketen D.C. karşılığıdır.
Teorik olarak etkin değer'e eşit olan RMS değeri, Alternatif akım maximum değer veya tepe değerinin karekökü alınarak bulunur.
Genelde bir A.C. den bahsedilirken hep etkin değerden bahsedilir. Ölçü aletleri de bu değeri ölçerler.
A.C. ın bir de ortalama değeri vardır. Ortalama değer pozitif veya negatif saykıldaki ani değerlerinin toplamının ortalamasıdır.
Maximum değer 1 ise RMS 0.707 Ortalama değer ise 0.636'dır
FAZ : Bir Alternatif akımı veya gerilimi, koordinat sisteminde gösterebileceğimizi ve bir hareketin yani pery**** 2 olduğunu söylemiştik. Buradaki 2 bir haraket süresince taranan açıdır.İkinci bir peryotta bir 2 kadar daha açı taranır.Şimdi bir başka alternatif gerilim veya akımın bu koordinat sisteminde 0 noktasından değil de /2 kadar ileriden harekete başladığını varsayalım işte iki hareket arasında mevcut mesafe olan /2 kadar farka faz farkı adı verilir.
Direnç, Kondansatör ve Bobin karşısında Alternatif akımın
davranışı nasıldır ?
Resistansın ( direncin ) Alternatif akıma karşı davranışı D.C. gibidir.Uçlarına A.C. uygulanmış Bir Resistor'ün gösterdiği direnç aynıdır.Ohm yasası kullanılır.
Uçlarına A.C. uygulanmış bir bobinde “Endüktif devre “ durum değişiktir. Bu bobin uclarında bir zıt E.M.K oluşur. Bobinin indüktansı yanında bir de resistansı söz konusudur eğer bu
resistans sıfır değerde ise bu bobin devresi saf indüktif devre olarak adlandırılır. Bobinin gösterdiği dirence ise "İndüktif Reaktans" adı verilir.
{Endüktif Reaktans } X L = L = 2  f L dir.
Seri ve paralel bağlamalarda dirençler gibi aynı formüller kullanılır.
Bir bobine tatbik edilen A.C. da akım engelle karşılaşır ve geri kalır. Bu nedenle bobinde akımla gerilim arasında 90 derece faz farkı vardır.
Uclarına bir A.C. tatbik edilmiş kondansatörde, yani kapasitif bir devrede ki dirence "Kapasitif Reaktans" adı verilir.
{ Kapasitif Reaktans } Xc = 1/ . C dir.
Xc = 1/ 2 f C dir.
Burada değerler Ohm, Farad, Henry'dir. Bir kapasitif devrede gerilime zorluk vardır ve gerilim 90 derece geri kalır.
Paralel kondansatörler de toplam kapasitif reaktans;

1/Xc= 1/ Xc1 +1/Xc2+1/Xc3 +..1/Xcn dir.
Seri bağlı kondansatörlerde ise toplam kapasitif reaktans her kondansatörün kapasitif reaktansları toplamıdır.
Xc = Xc1+Xc2+Xc3+….Xcn dir.
Buraya kadar yalnız başına olan bobin, kondansatör ve direncin alternatif akıma karşı olan davranışını ve gösterdiği direnci gördük, ama elektronik devrelerde çoğu zaman bobin, kondansatör ve dirençler birlikte kullanılırlar.İşte böyle hallerde yani; bobin, kondansatör, direnç gibi elemanların, çeşitli şekilde bağlantılarında A.C. ye karşı gösterilen eşdeğer dirence
'EMPEDANS'’ adı verilir. Z ile gösterilir.Klasik Ohm kanununda ki R direnci yerine Z empedans değeri konarak, Alternatif akım devrelerinde Ohm kanunu kullanılabilir.
V = I . Z dir.
Seri Devrede Empedans
Seri devrelerde,devreden geçen akım sabittir. Gerilim ise her devre elemanı uçlarında farklıdır. Bu nedenle seri devrelere 'Akım devresi' adı verilir ve referans olarak akım alınır. Akım Koordinat sistemi üzerinde X ekseninde gösterilir.


Direnç Bobin seri devresi



Burada direnç uçlarındaki gerilim VR = İ.R'dir
Bobin ucundaki gerilim;
VL = İ .XL'dir
Burada XL kullanılması nın nedeni, alternatif akım da bobinin direncinin indüktans olarak karşımıza çıkmasıdır ve indüktans formülü kullanılır. Devrenin uçlarındaki gerilim ise,
bunların vektörel toplamıdır.
_____________
V = V VR2 + VL2 olur.
Devrenin uçlarındaki gerilim
V = İ . Z dir. O halde tüm V lerin yerine karşılıklarını yazarsak
_______________
İ.Z = V(İ.R)2 +(İ.XL)2 olur.
_______________
Z = V R2 + XL2 olur.
Yukarıda seri bir direnç, bobin devresinde empedansı gördük,
burada bobinin gerilimi 90 derece ileri fazdadır. Direncin
akımı ve gerilimi arasında bir faz farkı yoktur. Her iki gerilimin
vektörel toplamları bu devrede gerilimin akıma göre  açısı
kadar ileride olduğunu gösterir. Bu açı:
Cos = R / Z dir.
Direnç Kondansatör seri devresi
Bir direnç ve bir kondansatörden oluşan seri bir devrede durum nasıldır ?


Bu devrede kondansatör gerilimi, akıma göre 90 derece geridedir.Burada da önceki devrede olduğu gibi aynı yöntemle
Cos= R / Z ve
_____________
Z = V R2 + XC2 bulunur.
Direnç Bobin Kondansatör Devresi

Direnç üzerinde gerilim akıma göre değişmez demiştik.
Bobinin gerilimi 90 derecede ileride, Kondansatörün gerilimi
ise 90 derece geridedir. Bu devrenin diyagramı şu şekilde gösterilir.

Bobin ve kondansatörün Reaktansları görüldüğü gibi birbirlerinezıt yöndedir, bu nedenle bu iki reaktansın farkı ile rezistansın vektörel toplamları bize devrenin empedansını verir.
Burada
XL > XC den büyük ise devre indüktif tir.
XC > XL den büyük ise devre kapasitiftir.
Eğer XL = XC ise rezonans durumu söz konusudur. Yani devre alternatif akımın salınımına en az direnci gösterir.Burada empedans yanlızca rezistansa eşit olur.
Cos= R / Z dir.
İndüktans ile Kapasitans arasındaki fark D X ise Empedans:
________________
Z= V R2 + D X2 olur.
Paralel Bağlı Devreler
Bobin ve Kondansatörün paralel olduğu devrelerde, referans gerilimdir; çünkü gerilim paralel devre elemanlarının uçlarında aynıdır, değişmez. Bu devrelere gerilim devreleri denir.


Direnç Bobin Paralel devresi

Bir direnç ve bir bobin paralel bağlı ise, direnç üzerinde akım ve gerilim arasında faz farkı yoktur.Bobin üzerinde ise akım gerilimegöre 90 derece geridedir.

Devrenin toplam akımı akımların vektörel toplamlarına eşittir.
Direnç Kondansatör Paralel Devresi

Bir direnç ile bir kondansatör paralel bağlı olduğunda kondansatörde akım 90 derece ileridedir ve 8 nolu formülde XL yerine XC konur.

Direnç Bobin ve kondansatör birlikte ise Empedans



Seri devrelerde rezonans halinde XL = XC olduğu için bu devrelerde empedans minimumdur,empedans minimum olduğunda akım maksimum olur
Paralel rezonans devrelerinde ise rezonans halinde durum tam tersidir ve akım minimum, empedans maximumdur.
Rezonans halinde, maksimum akımın 0.7'si kadar akım değerlerine denk gelen  f aralığına da 'Bant genişliği' adı verilir.
Bant genişliğinin az olması devrenin 'Q' kalite faktörünün yüksekliği anlamına gelir.
Q = XL / R

[Meric]

teşekkürler eline sağlık

[AyTeK54]

teşekkürler

[Constantin]

tskler

[serseri_b.j.k]

saol