DC devre teorisi

DC nedir?

İlkokulda her şeyin atomlar tarafından yapıldığını öğrendik. Bu, üç parçacığın bir ürünüdür: Elektronlar, Protonlar ve Nötronlar. Adından da anlaşılacağı gibi Nötronun herhangi bir yükü yokken Protonlar pozitif ve Elektronlar negatiftir.

Atomda, elektronlar protonlar ve nötronlar kararlı bir oluşum içinde bir arada kalırlar, ancak eğer herhangi bir dış işlemle elektronlar atomlardan ayrılırsa, her zaman önceki pozisyona yerleşmek isteyeceklerdir ve bu nedenle protonlara karşı çekim yaratacaktır. Bu serbest elektronları kullanırsak ve onu bir devre oluşturan bir iletkenin içine itersek, potansiyel çekim potansiyel farkı üretir.

Elektron akışı yolunu değiştirmiyorsa ve bir devre içinde tek yönlü akışlar veya hareketler içindeyse buna DC veya Doğru Akım denir. DC Voltajı sabit voltaj kaynağıdır.

Doğru Akım durumunda, polarite asla tersine dönmez veya zamana göre değişmez, oysa akımın akışı zamanla değişebilir.

Gerçekte olduğu gibi, mükemmel bir durum yoktur. Serbest elektronların aktığı devre durumunda da doğrudur. Bu serbest elektronlar, iletken malzemeler elektronların serbestçe akmasına izin vermek için mükemmel olmadığından bağımsız olarak akmazlar. Elektron akışına belirli bir kısıtlama kuralıyla karşı çıkıyor. Bu konu için, her elektronik / elektrik devresi, VI R olarak adlandırılan üç temel bireysel büyüklükten oluşur.

• Gerilim (V)
• Akım (I)
• Ve Direnç (R)

Bu üç şey, Elektrik veya Elektronik ile ilgili bir şeyi gördüğümüzde veya tanımladığımızda veya bir şey yaptığımızda neredeyse her durumda ortaya çıkan temel temel niceliklerdir. İkisi de birbirleriyle iyi ilişkilidir, ancak Elektronik veya Elektrik Temellerinde üç ayrı şeyi belirtmişlerdir.

Güncel nedir?

Daha önce belirtildiği gibi, serbest ayrılmış elektronlar devre içinde akar; bu elektron akışına (yük) Akım denir. Bir devre boyunca bir voltaj kaynağı uygulandığında, negatif yük parçacıkları sürekli olarak eşit bir hızda akar. Bu akım, SI birimine göre Amper cinsinden ölçülür ve I veya i olarak gösterilir . Bu birime göre 1 Amper, 1 saniyede taşınan elektrik miktarıdır. Temel yük birimi coulomb'dur.

1A, 1 saniyede bir devrede veya iletkende taşınan 1 coulomb yüktür. Yani Formül

1A = 1 C / S

Burada C coulomb olarak belirtilir ve S ikinci.

Pratik senaryoda, elektronlar negatif kaynaktan güç kaynağının pozitif kaynağına akar, ancak devre ile ilgili daha iyi anlayış için geleneksel akım akışı, akımın pozitif terminalden negatif terminale aktığını varsayar.

Bazı devre şemalarında, I veya i ile birkaç okun, geleneksel akım akışı olan akımların akışını gösterdiğini sık sık göreceğiz. Duvar anahtar panosunda akım kullanımını “Maksimum 10 Amper nominal” olarak veya telefon şarj cihazında “maksimum şarj akımı 1 Amperdir ” vb. Göreceğiz.

Mevcut da Kilo amper olarak alt çoklu (10 ön ek olarak kullanıldığında ³ V), mili-amper (10 ^-3 A), mikro-amp (10 ^-6 A), nano-amper (10 ^-9 A) vs.

Voltaj nedir?

Gerilim, bir devrenin iki noktası arasındaki potansiyel farktır. Bir elektrik besleme noktasında elektrik yükü olarak depolanan potansiyel enerjiyi bildirmez. Devre düğümlerinde, bağlantı noktalarında vb. Herhangi iki nokta arasındaki voltaj farkını gösterebilir veya ölçebiliriz.

İki nokta arasındaki farka potansiyel fark veya voltaj düşüşü denir .

Bu Voltaj düşüşü veya potansiyel farkı Volt cinsinden V veya v sembolü ile ölçülür. Daha Fazla Voltaj, daha fazla kapasite ve şarjda daha fazla tutma anlamına gelir.

Daha önce anlatıldığı gibi Sabit Voltaj kaynağı DC voltaj olarak adlandırılır. Voltaj zamanla periyodik olarak değişirse, bu bir AC Voltajı veya Alternatif Akımdır.

Bir Volt, tanım gereği, bir coulomb'un elektrik yükü başına bir joule enerji tüketimidir. İlişki tarif edildiği gibidir

V = Potansiyel Enerji / Şarj Veya 1V = 1 J / C

Burada J, Joule ve C coulomb olarak belirtilir.

1 amperlik bir akım 1 ohm'luk dirençten geçtiğinde bir Volt voltaj düşüşü meydana gelir.

1V = 1A / 1R

A'nın Amper ve R'nin ohm cinsinden direnç olduğu yerlerde.

Gerilim da kilovolt olarak alt-katında (10 bir ön ek olarak ³ V), miliVolt (10 ^-3 V), mikro volt (10 ^-6 V) nano volt (10 ^-9 da V) vb gerilim Negatif voltaj ve pozitif voltaj olarak belirtilir.

AC voltajı genellikle ev prizlerinde bulunur. Hindistan'da 220V AC, ABD'de 110V AC vb. DC voltajını bu AC'yi DC'ye çevirerek veya Piller, Güneş Panelleri, Çeşitli güç kaynakları ve telefon şarj cihazlarından alabiliriz. İnvertörler kullanarak DC'yi AC'ye de dönüştürebiliriz.

Gerilimin iki nokta arasındaki gerilim farkı veya potansiyel farkı olduğu için akım olmadan var olabileceğini ancak iki nokta arasında herhangi bir gerilim farkı olmadan akımın akamayacağını hatırlamak çok önemlidir.

Direnç nedir?

Bu dünyada olduğu gibi, hiçbir şey ideal değildir, her malzemenin elektron akışına geçerken direnç gösterecek belirli özellikleri vardır. Bir malzemenin direnç kapasitesi, Ohm (Ω) veya Omega cinsinden ölçülen direncidir. Akım ve gerilim ile aynı, direnç ayrıca Kilo-ohm (10 ³ Ω), mili-ohm (10 ^-3 Ω), mega-ohm (10 ⁶ Ω) gibi alt katlar için ön eke sahiptir. Direnç ölçülemez. olumsuz; sadece pozitif bir değerdir.

Direnç, akımın geçtiği malzemenin iyi bir iletken olup olmadığını, düşük direnç anlamına mı yoksa kötü bir iletken mi yüksek direnç anlamına geldiğini bildirir. 1 Ω, 1M Ω ile karşılaştırıldığında çok düşük bir dirençtir.

Dolayısıyla direnci çok düşük olan ve elektriği iyi ileten malzemeler vardır. Bakır, Altın, Gümüş, Alüminyum vb. Gibi çok yüksek dirençli ve dolayısıyla kötü bir elektrik iletkeni olan Cam, Ahşap, Plastik gibi çeşitli malzemeler ve yüksek direnç ve kötü elektrik iletme kabiliyetleri nedeniyle, esas olarak izolatör olarak yalıtım amaçlı kullanılır.

Ayrıca, kötü ve iyi iletkenler arasında elektrik iletme özel yetenekleri nedeniyle elektronikte yaygın olarak kullanılan özel malzeme türleri, Yarı iletkenler, adı doğası, yarı iletkeni ima ediyor. Transistörler, diyotlar, Entegre devreler yarı iletken kullanılarak yapılır. Germanyum ve silikon, bu segmentte yaygın olarak kullanılan yarı iletken malzemelerdir.

Daha önce tartışıldığı gibi, direnç olumsuz olamaz. Ancak direncin iki belirli bölümü vardır, biri doğrusal segmentte, diğeri ise astarsız segmentte. Bu doğrusal direncin direnç kapasitesini hesaplamak için belirli sınırlarla ilgili matematiksel hesaplama uygulayabiliriz, diğer yandan doğrusal olmayan bölümlü direnç, bu dirençler arasındaki voltaj ve akım akışı arasında uygun bir tanıma veya ilişkilere sahip değildir.

Ohm Yasası ve VI İlişkisi:

Georg Simon Ohm, diğer adıyla Georg Ohm, Gerilim düşüşü, Direnç ve Akım arasında orantılı bir ilişki bulmuş bir Alman fizikçi. Bu ilişki Ohm Yasası olarak bilinir.

Bulgusunda, bir iletkenden geçen akımın, üzerindeki gerilim ile doğru orantılı olduğu belirtilmektedir. Bu bulguyu matematiksel oluşuma çevirirsek şunu göreceğiz:

Akım (Amper) = Gerilim / Direnç I (Amper) = V / R

Bu üç varlıktan iki değerden herhangi birini biliyorsak, üçüncüyü bulabiliriz.

Yukarıdaki formülden üç varlığı bulacağız ve formül şöyle olacak: -

Voltaj	V = I x R	Çıkış Volt (V) Olarak Voltaj Olacaktır
Güncel	Ben = V / R	Çıkış Amper (A) cinsinden Akım olacaktır
Direnç	R = V / I	Çıkış Ohm cinsinden Direnç olacaktır (Ω)

Yükün direnç olduğu ve Akımı ölçmek için Am-metrenin ve voltajı ölçmek için Volt-metrenin kullanıldığı bir devre kullanarak bu üçünün farkını görelim.

Yukarıdaki görüntüde, seri bağlanmış ve direnç yüküne akım sağlayan bir Ampermetre, diğer yandan voltajı ölçmek için kaynağa bağlı bir voltmetre.

Bir ampermetrenin, içinden geçen akımda 0 direnç sağlaması gerektiği için 0 direnç olması gerektiğini hatırlamak önemlidir ve bunun gerçekleşmesi için, ideal bir 0 ohm ampermetre seri olarak bağlanır, ancak voltaj potansiyel farktır. iki düğümden biri, voltmetre paralel olarak bağlanır.

Gerilim kaynağının akımını veya gerilim kaynağının gerilimini veya kaynak boyunca yük direncini doğrusal olarak değiştirirsek ve ardından birimleri ölçersek, aşağıdaki sonucu üreteceğiz:

Bu grafikte R = 1 ise akım ve Gerilim orantılı olarak artacaktır. V = I x 1 veya V = I. yani direnç sabitse, gerilim akımla birlikte artacaktır veya bunun tersi de geçerlidir.

Güç nedir?

Güç, bir elektronik veya elektrik devresinde yaratılır veya tüketilir, güç derecesi, devrenin uygun bir çıkış elde etmek için ne kadar güç tükettiği hakkında bilgi sağlamak için kullanılır.

Doğanın kuralı gereği, Enerji yok edilemez, ancak bir Motora Elektrik uygulandığında Elektrik enerjisinin Mekanik Enerjiye dönüştürülmesi veya Isıtıcıya uygulandığında elektrik enerjisinin ısıya dönüştürülmesi gibi aktarılabilir. Bu nedenle, bir Isıtıcının uygun ısı dağılımını sağlamak için güç olan Enerjiye ihtiyacı vardır, bu güç, ısıtıcının maksimum çıkıştaki nominal gücüdür.

Güç, W sembolü ile gösterilir ve WATT cinsinden ölçülür.

Güç, gerilim ve akımın çarpılan değeridir. Yani, P = V x I

Burada, p olan watt güç, V olan gerilim ve I olan Amper veya akım.

Ayrıca Kilo-Watt (10 gibi alt öneki ³ W), mili-Watt (10 ^-3 W) mega Watt (10 ⁶ W) vs.

Ohm Yasası V = I x R ve Güç Yasası P = V x I olduğundan, V'nin değerini V = I x R formülünü kullanarak güç yasasına koyabiliriz. O zaman güç yasası olacak

P = I * R * I Veya P = I ² R

Aynı şeyi düzenleyerek, diğeri mevcut olmadığında en az bir şeyi bulabiliriz, formüller aşağıdaki matriste yeniden düzenlenir:

Yani her bölüm üç formülden oluşur. Herhangi bir durumda direnç 0 olursa, akım sonsuz olacaktır, buna kısa devre durumu denir. Voltaj 0 olursa , akım yoktur ve watt 0 olur , akım 0 olursa devre açık devre durumundadır, ancak akım yoktur, bu nedenle tekrar watt 0 olur, watt 0 ise bu durumda devre tarafından hiçbir güç tüketilmeyecek veya üretilmeyecektir.

Elektron Akışı kavramı

Akım, şarj cazibe merkezleri tarafından akar. Gerçekte, Elektronlar negatif parçacık olduğundan ve negatif terminalden güç kaynağının pozitif terminaline akarlar. Yani gerçek devrede, Elektron akımı negatif terminalden pozitif terminale akar, Ancak daha önce anlattığımız gibi geleneksel akım akışında akımın pozitif terminalden negatif terminale aktığını varsayıyoruz. Bir sonraki görüntüde akımın akışını çok kolay anlayacağız.

Yön ne olursa olsun, bir devre içindeki akım akışı üzerinde hiçbir etkisi yoktur, Pozitiften negatife geleneksel akım akışını anlamak daha kolaydır. Tek yönlü Akım akışı DC veya Doğru Akımdır ve Alternatif Akım veya AC olarak adlandırılan yönünü değiştirir.

Pratik Örnekler

Her şeyi daha iyi anlamak için iki örnek görelim.

1. Bu devrede, 2Ω yüke 12V DC kaynak bağlanır, devrenin güç tüketimini hesaplar mısınız?

Bu devrede, toplam direnç yük direncidir, bu nedenle R = 2 ve giriş voltajı kaynağı 12V DC'dir, bu nedenle V = 12V. Devredeki akım akışı, I = V / R I = 12/2 = 6 Amper

Watt (W) = Gerilim (V) x Amper (A) olarak toplam watt 12 x 6 = 72Watt olacaktır.

Değeri Amper olmadan da hesaplayabiliriz.

Watt (W) = Güç = Gerilim ² / direnç Güç = 12 ² /2 = 12 * 12/2 = 72 watt

Formül ne kullanılırsa kullanılsın, çıktı aynı olacaktır.

2. Bu devrede yük boyunca toplam güç tüketimi 30 Watt'tır, 15V DC besleme bağlarsak ne kadar akım gerekir?

Bu devrede toplam direnç bilinmemektedir. Giriş besleme voltajı 15V DC'dir, bu nedenle V = 15V DC ve devreden geçen güç 30W'dir, Yani, P = 30W. Devredeki akım akışı, I = P / VI = 30/15 2 Amper

Bu nedenle, devreyi 30W'da çalıştırmak için, devre 2Amp akım gerektirdiğinden 2 Amper DC akım veya daha fazlasını sağlayabilen 15V DC güç kaynağına ihtiyacımız var.