İçindekiler
Elektrik devrelerinin temelleri hakkında açıklamalar yapmadan önce, elektrik devresini oluşturan bileşenlerden ve devre üzerindeki görevlerinden bahsetmek gerekir. Elektrik devresini oluşturan bileşenler; üreteç, almaç, iletken, anahtar ve sigortadan oluşur.
Elektrik Devresi Bileşenleri
Elektrik devrelerinin 4 ana bileşeni vardır. Bunlar; üreteç, almaç, iletken, anahtar ve sigorta.
Üreteç
Elektrik devrelerinin temelleri arasında bulunan ve en önemli göreve sahip bileşenlerden biri üreteçtir. Kısaca ifade etmek gerekirse, elektrik enerjisini üreten cihaz ve makinelere üreteç denir. Birden fazla üreteç bulunmaktadır. Pil, akümülatör, dinamo ve jeneratörler, üreteç çeşitleri arasında yer alır.
Piller ve akümülatörler; depolanan kimyasal enerjiyi, istendiği zaman elektrik enerjisine çeviren üreteçlere denir. Kullandıkları mekanik enerjiyi manyetik etki ile elektrik enerjisine çeviren üreteçlere ise dinamo ve jeneratör denir.
Almaç
Devre üzerinde elektrik akımını alarak başka enerjilere çevirebilen aygıt ya da makinelere almaç denir. Ampul, ütü, buzdolabı, radyo vb. cihazlar almaçlara verilebilecek basit örneklerdir. Almaçlar da diğer bileşenler gibi elektrik devrelerinin temelleri arasında oldukça büyük bir öneme sahiptir.
İletken
Tel halinde şekillendirilmiş malzemelerden oluşan ve yüksek elektrik akımını iletme kabiliyetine sahip olan tele iletken adı verilir. Bakır teller, kablolar ve alüminyum teller iletken çeşitlerine örnek olarak verilebilir.
Anahtar
Anahtar, elektrik devrelerinin temelleri içinde yer alan önemli bir bileşendir. Basit bir şekilde ifade etmek gerekirse anahtarlar sahip oldukları açma ve kapama fonksiyonları sayesinde elektrik akımının geçişini kontrol altında tutan araçlardır. Anahtar açıldığında devre akımı kesilmiş olur, anahtar kapandığında ise devrede akımın geçmesi sağlanır.
Sigorta
Sigorta, genel olarak devrede bulunan bir güvenlik aracıdır. Amacı aşırı devre akımının devrede, almaçta ve üreteçte oluşturacağı zararlardan korumaktadır. Devredeki aşırı akım, almaç, üreteç ve iletkenler üzerinde hasar bırakabilir. Bu hasarları önlemek amacı ile aşırı akımda devreyi kesmeye yarayan sigorta kullanılır.
Elektrik Devresinin Tanımı
Elektrik devrelerinin temellerini kavrayabilmek için atılması gereken ilk adım, elektrik devresinin tanımını yapmaktır. Genel olarak ifade etmek gerekirse, elektrik akımının izlediği yola devre denir.
Devre üzerinde birçok bileşen bulunabilir. Fakat elektrik devresinin temel bileşenleri üreteç, almaç ve iletkendir. Bu temel bileşenler bir araya geldikten sonra asıl önemli olan şey, elektrik akımının varlığıdır. Yani devrenin bir işi gerçekleştirebiliyor olması için bir elektrik akımının olması gerekir.
Toplamda üç farklı elektrik devresi vardır. Bunlar;
- Açık Devre,
- Kapalı Devre,
- Kısa Devre
Açık Devre
Elektrik devrelerinin temelleri içinde bulunan anahtar açık bir hale getirilirse devre akımı kesilmiş olur. Bu durumda devreye ulaşması gereken akım almaçtan geçmez, dolayısıyla almaç çalışmaz. Devrede bulunan akım yolunun açık olduğunu belirtmek için bu özelliklere sahip elektrik devrelerine açık devre adı verilir.
Kapalı Devre
Elektrik devresini yöneten anahtar kapalı hale getirilirse, devreden akım geçişi sağlanır ve böylece almaç da çalışır. Anahtarı kapalı tuttuğunuz zaman üreteç akım verebiliyorsa almaç çalışmaya devam eder.
Fakat anahtar kapalıysa ve almaç sağlam olduğu halde çalışmıyorsa burada bir sorun olabilir. Akla gelen ilk sebep, üreteç ya da almaç bağlantısı arasında bir temassızlık veya kopmanın olabileceğidir. Devrede gerçekleşen bu arızalar giderilmediği sürece, devre kapalı değil açık olarak kabul edilir.
Kısa Devre
Çeşitli nedenlerden dolayı devrede bulunan iletkenler almaçtan önce kesişir ya da birleşirse ortaya çıkan bu devre çeşidine kısa devre denir. Kısa devre halinde olan akım, direnci az olan en kısa yoldan devresini tamamlamak istediği için direnci büyük olan almaçtan geçmez.
Bu tip özelliklere sahip olan devre, bir arızanın varlığını haberdar etmek amacıyla kısa devre olarak ifade edilmektedir. Bir devrenin bileşenleri arasında sigorta bulunuyorsa, kısa devre sonucunda meydana gelen yüksek akım, sigorta telini ergiterek devreyi açık konuma getirir.
Sonuç olarak kısa devre sonucu iletkenler üzerinde oluşabilecek yüksek ısıdan dolayı meydana gelecek olan tehlike önlenmiş ve üreteç de korunmuş olur.
Elektrik devrelerinin temelleri üzerine yapacağınız çalışmalarınızda açık devre, kapalı devre ve kısa devre farkını mutlaka bilmelisiniz.
Almaçla Üretecin Bağlantı Şekline Göre Devre Çeşitleri
Bir devrenin üzerine birden fazla almaç yerleştirdiğinizde akım için çeşitli geçiş hatları oluşur. Akım üreteçten çıkıp yeniden üretece döndüğünde devre üzerinde birden fazla hat oluşur ve böylece akım farklı hatlardan geçme imkânı bulur.
Almaç ile üretecin bağlantı şekline göre devreler üç ayrı türde incelenebilir. Bunlar;
- Seri Devreler,
- Paralel Devreler
- Seri-Paralel Devreler
Bu devre çeşitleri, elektrik devrelerinin temelleri hakkında bilgi sahibi olmanız gereken önemli konulardandır.
Seri Devreler
Devre üzerindeki bütün elemanların ve iletkenlerin sıralı bir şekilde seri olarak bağlandığı çeşit, seri devrelerdir. Ayrıca bu yapısı itibariyle devreler arasında anlaşılması en kolay ve basit olan çeşittir.
Seri devrelerde, devre üzerindeki herhangi bir bileşen çıkarıldığında akım kesilmiş olur. Örnek verecek olursak, seri devre üzerinden bir ampulü çıkardığınızda ya da ampul arızalandığında devredeki akım hemen kesintiye uğrar. Çünkü devre artık kapalıdır.
Ayrıca seri devre üzerine yerleştirilen her almaç, devredeki gerilimin düşmesine sebep olur. Almaçlar üzerinde gerçekleşen gerilim düşümü hesabı, devre akımı ile almacın direnci çarpımıyla hesaplanır.
Paralel Devreler
Seri devrelerden farklı olarak, paralel bir devrede dirençler, üretecin iki ucu arasında olacak şekilde yan yana yerleştirilir.
Paralel devreler diğer devrelere göre daha fazla işlevsel özelliğe sahiptir. Bu özelliklerin önemi pratik uygulamalarda hemen kendini gösterir. Mesela aynı güce sahip 40 Watt’lık üç ampulü hem seri hem de paralel bağladığımızı düşünelim. Paralel bağlanan ampullerin hepsinin seri bağlanan ampullere göre daha fazla ışık verdiği görülür.
Şimdi Şekil 1.11’de yedi almacın birbirine paralel bir şekilde bağlandığı devreye göz atalım. Bahsettiğimiz devrede bulunan güç kaynağından çıkan akım yeniden güç kaynağına dönerken birden fazla hat üzerinden geçer. Dolayısıyla devredeki toplam akım yedi direnç tarafından bölüşülür.
Devrede yer alan her almacın direnci birbiriyle eşit ise her birinden geçen akım da aynı olacaktır. Fakat almaçların dirençleri birbirine eşit değilse her birinden geçen akım da farklılık gösterecektir.
Sonuç olarak her iki durumda da toplam devre akımı, paralel devrenin her bir hattında bulunan ya da her bir kolunda yer alan akımların toplamına eşit olması gerekir.
Ayrıca unutulmaması gerekir ki bir paralel devrede bulunan her bir dirençteki voltaj (gerilim) düşümü, dirençler birbirinden farklı olsa dahi aynıdır. Şekil 1.12’de birbirine paralel bağlanmış iki almaçlı devrede voltaj düşümü gözlemlenmektedir.
Seri-Paralel Devreler
Elektrik devrelerinin temelleri bölümünde yer alan son devre çeşidimiz ise seri-paralel devrelerdir. Genel olarak devrenin üzerinde yer alan almaç, iletken, anahtar gibi elemanlardan üretecin durumuna göre birkaçının seri, birkaçınınsa paralel bağlandığı devre çeşididir.
Bu devre çeşidine gündelik hayatta kullandığımız ev aletlerinde rastlamak mümkündür. Örneğin, no-frost soğutucularda bulunan termostat, röle ve termik elektrik devreleri seri şekilde bağlanırken; defrost rezistansı, fan motoru paralel bağlanmıştır.
Sıvı yakıtlı kazanları da seri-paralel devrelere örnek olarak verebiliriz. Kazanlarda hem su pompası hem de yakıt pompası bulunmaktadır. Bu iki ayrı pompa devreye farklı şekilde bağlanmaktadır.
Yakıt pompası termostat üzerinden devreye seri şekilde bağlanırken su pompası da aksine paralel bağlanmaktadır. Elektrik devrelerinin temelleri hakkında özet şeklinde hazırladığımız bu yazı sayesinde elektrik devrelerinde bulunan bileşenleri zihninizde daha net kavrayabilirsiniz.
