1. elektrik ve devre kavrami elektriğin Gereği ve Önemi

Ohm Kanunu

Bir elektrik devresinde akım Şiddeti, gerilim ve direnç arasındaki bağıntıyı ifade eden, elektriğin temel kanunudur.

Bütün hareketlerde olduğu gibi elektronlar iletken içindeki hareketlerinde sürtünmeyle karşılaşırlar. Elektron akışına gösterilen bu zorluğa direnç adı verilir. Elektrik direnci ölçme birimi ohm‟dur. Direnç büyüdükçe devreden geçen elektron sayısı azalır. Yani bir ters orantı söz konusudur. Direnç küçüldükçe de devre akımı artacaktır. Bu oran, ismini 1827 yılında bu bağıntıyı bulan ünlü Alman fizikçisi George S. OHM`dan alır ve OHM kanunu olarak ifade edilir. Kanuna göre bir elektrik devresinde akım Şiddeti, gerilimle doğru; dirençle ters orantılıdır.

Matematiksel olarak bağıntı Şu Şekilde ifade edilir.

Akım (I), gerilimin (E) dirence (R) oranına eşittir ve I = E/R şeklinde ifade edilir.

Bu bilgileri özetlersek;

Elektromotor kuvvet (EMK) volt olarak ifade edilir. E ile gösterilir.
Elektrik direnci ohm olarak ifade edilir ve (omega) sembolü ile gösterilir. Akım, elektrik akış oranı, amper olarak ifade edilir. Akım Şiddeti I ile gösterilir.

Bu edindiğimiz bilgiyi şekil 2.8‟deki basit elektrik devresine uygulayalım. Devredeki voltmetre 12 voltu, ampermetre de 0,8 amperi göstermektedir. Bu devrenin direncini bulalım.

Ohm kanununa göre; E 12

I = ── ; 0,8 = ── , R= 12/0,8 = 15 bulunur.

R R

Gerilim (E, volt) Akım Şiddeti (I) amper = ──────────

Direnç (R, ohm)

Bu formülden hareketle akım, gerilim ve direnç arasındaki bağıntılar; E Ẹ

I = ── dir. E = I R veya R = ── Şeklinde de kullanılabilir.

R I

Örnek Problemler

1. 
   Direnci 22 ? olan bir devreye 220 voltluk bir gerilim uygulanmıŞtır. Bu devreden geçen akımı bulunuz.
   

E 220

Çözüm: I = ── = ── = 10 A bulunur.

R 22

2. 
   Besleme gerilimi 110 volt olan bir devrede ampermetre üzerinde 2 amperlik bir değer okunmaktadır. Devre direncini bulunuz.
   

E 110

Çözüm: R = ── = ── = 55 ? bulunur.

I 2

3. 
   Değerleri 4 ? ve 8 ?‟luk iki direnç devrede seri olarak bağlıdır. Bu devreden 2 amperlik bir akım geçirebilmek için uygulanması gereken gerilimi bulunuz.
   

Çözüm: Devredeki seri bağlı dirençlerin toplamı R_T = R₁ + R₂ = 4 ? + 8 ? = 12 ?‟dur.

2 amperlik akım geçtiğine göre E = I R_T = 2 A 12 ? = 24 V bulunur.

4. 
   Bir el radyosu 4 adet seri bağlı 1,5 voltluk pille çalıŞmaktadır. Devre direnci 48 ?
   

olduğuna göre devre akımını bulunuz.
Çözüm: 4 adet seri bağlı 1,5 V pilin toplam EMK‟si E = 4 x 1,5 volt = 6 volt bulunur.

Buradan devre akımı I = E/R = 6/48 = 0,125 A = 125 mA olur.

1. 
   Bir ütü 220 voltluk tesisatta üç kademeli ısıtma yapmaktadır. 1.kademede 2 A akım ,
   

2. 
   kademede 4 A akım ,
   
3. 
   kademede 6 A akım çekmektedir.
   

Buna göre ütünün 1, 2 ve 3. kademe dirençleri kaç ohm‟dur ? Hesaplayınız.

Çözüm: R = E/I olduğuna göre; 1.kademe R₁ = 220 / 2 = 110 ?,

2. 
   kademe R₂ = 220 / 4 = 55 ?,
   
3. 
   kademe R₃ = 220 / 6 = 36,66 ? bulunur.
   

2. Elektriksel Ölçmede Kulalnılan Aletler

Ölçme; bir büyüklüğün kendi cinsinden bir birimle karşılaştırılmasıdır. Elektriksel ölçmede de çeşitli ölçme birimleri vardır ve bu değerleri ölçmede çeşitli ölçü aletlerinden yararlanılır. Bunlardan bazıları, ampermetre, voltmetre, ohmmetre, elektromekanik avometre (anolog avometre), dijital avometredir. Teknikte her alanda olduğu gibi elektrikte de ölçme büyük önem taŞımaktadır. Bir devrenin doğru analizi, varsa arızasının bulunması veya bu devreyi oluŞturan parçaların sağlamlığının kontrolü de ölçme ile yapılabilir.

Teknikte akım, gerilim ve direnç değerlerinin bir ölçü aleti üzerinden bölüm (I, V, R) ve kademe değişikliği yapılarak ölçülebildiği cihazlar kullanılır. Bunlar analog (ibreli) veya dijital (sayısal) avometrelerdir.

1. Voltmetre ve Gerilim Ölçme

Bir elektrik devresinde iki nokta arasındaki gerilimi ölçmeye yarayan alete voltmetre denir. Voltmetrenin çalıŞmasını sağlayan bobin teli ince ve çok sarımlıdır. Bu nedenle voltmetre çok az akım çeker. Bir elektrik devresinin herhangi iki ucu arasındaki gerilimi ölçmek için voltmetre bu iki nokta arasına bağlanır. Bu bağlama şekline paralel bağlama denir.

Voltmetre yanlışlıkla devreye seri bağlanacak olursa devrenin direncini yükseltir, devreden geçen akımı azaltır. O zaman almacın normal çalışmasına engel olur. Devrede elektrik lambası varsa lamba çok sönük yanar veya hiç yanmaz. Onun için voltmetreyi devreye paralel bağlamak gerekir.

Kullanılacak yere göre ölçü aletini doğru ayarlamak yani ölçülecek gerilim değerine göre kademe ayarı yapmak gerekir. Voltmetreyle 10 V kademesinde 10 volta kadar olan ölçümleri yapabiliriz. Bu kademede eğer 220 voltluk bir gerilimi ölçmeye kalkarsak aletin bobini yanarak kullanılmayacak duruma gelir. Eğer 10 voltu 250 volt kademesinde ölçmeye kalkarsak bu defa da hassas bir ölçüm yapamayız.

2. Ampermetre ve Akım ġiddeti Ölçme

Akım Şiddeti ölçmede kullanılan aletlere ampermetre adı verilir. Ampermetrenin çalışmasını sağlayan bobinin teli kalındır ve sarım sayısı azdır. Bu nedenle ampermetre hiçbir zaman devreye paralel bağlanmaz. Aksi hâlde kısa devre meydana gelir ve ampermetrenin bobini yanar. Ampermetre almaç ile arka arkaya yani seri bağlanır.

Doğru akım ölçmede kullanılan ampermetrelerde + ve – uçlar doğru bağlanmalıdır.

Aksi takdirde ibre ters tarafa sapma yapar, ampermetre zarar görebilir.
Diğer bir ampermetre tipi pens ampermetredir. Pens ampermetre akım şiddeti ölçmede devreye elektriki olarak bağlanmaz. İçinden akım geçen iletkenin yarattığı manyetik akım prensibine göre çalışır. İçinden akım geçen iletken pens, ampermetrenin çeneleri arasına alınır ve geçen akım pens ampermetre üzerinden okunur.

3. Ohmmetre ve Direnç Ölçme

Direnç ölçmek için kullanılan aletlere ohmmetre adı verilir. Değeri bilinmeyen devre elemanının direnci, ohmmetre üzerindeki Rx uçlarına bağlanır. Ohmmetre içinde pil bulunduğu için ölçme anında başka bir akım kaynağına ihtiyaç yoktur. Alet, direnç değerini doğrudan doğruya ohm olarak gösterir.
Elektrik ve elektronikte yer alan devre elemanlarının direnci doğrudan ohmmetreyle ölçülebilir. Ohmmetre ile ölçümde devre enerjisiz ve devre elemanının bir ucu devreden ayrılmış olmalıdır.

Diğer dolaylı bir şekilde ohm kanununu kullanarak ampermetre ve voltmetre yardımıyla da direnç ölçülebilir.