Omik (Direnç) Yüklü AC Devrede Akım ve Gerilim

Omik (Direnç) Yüklü AC Devrede Akım ve Gerilim

Alternatif gerilimde voltaj ve akımın dalga şekillerinin sinüs dalgası şeklinde olduğunu ve bir sinüs fonksiyonu olduğunu biliyoruz. Alternatif gerilim kaynağına bağlı omik bir yükün akım ve gerilim dalga şekilleri ve akım ve gerilim fonksiyonlarının nasıl olduğunu göreceğiz.

Omik yük sadece direncin olduğu yüklerdir. Aşağıda bir fazlı AC kaynağa bağlı basit bir omik yük görülmektedir.

acomikyukdevre

Yukarıdaki devrede kaynak gerilimi (V) ve akım (I) birer sinüs fonksiyonudur ve zamanla değişmektedir. Ohm kanununa göre gerilim ve akım eşitlikleri yukarıdaki görselde devre yanında gösterilmiştir. Ohm kanunu hakkında detaylı bilgiyi Ohm Kanunu başlıklı yazımızdan edinebilirsiniz.

Yukarıdaki devredeki anahtar kapatıldığı anda kaynak gerilimi (V), R direncine uygulanacaktır. Böylece devreden akım (I) akmaya başlayacaktır. Bu akım zamanla artı yönde maksimuma çıkacak ve azalarak eksi yönde minimuma ulaşacaktır. Yani sinüs formunda bir hareket sergileyecektir. Yük saf omik bir yük olduğu için gerilim ve akımın dalga şekli aynı olacaktır. Yani gerilim ve akım aynı anda tepe noktalara ulaşacak, aynı anda sıfır noktasından geçecektir. Akım ve gerilim dalgalarında bir faz kayması yoktur.

Sinüs fonksiyonu olan akımın fonksiyonu şu şekilde ifade edilebilir:

I(t)=Imaxsin(2πft+α)

Bu fonksiyonda Imax akımın maksimum değerini (tepe noktasını), f frekansı, t zamanı, α ise faz açısını göstermektedir. 2πf açısal hız eşitliğini ω simgesi ile gösterebiliriz. Omik yüklerde akım ve gerilim arasındaki faz açısı sıfırdır. Yukarıdaki akım fonksiyonunu sadeleştirerek aşağıdaki gibi yazabiliriz.

I(t)=Imaxsin(ωt)

Yukarıdaki devredeki akım ve gerilim dalga şekilleri aşağıdaki gibi olacaktır.

acomikyukdalga

Yukarıdaki dalga şeklinden de görülebileceği gibi akım ve gerilim dalgaları aynı anda maksimum noktaya ulaşıyor ve aynı anda sıfır noktasından geçiyor. Ayrıca akım ve gerilimin fazör diyagramı da aşağıdaki şekildeki gibidir.

acomikyukfazor

Yukarıdaki fazör diyagramı incelendiğinde akım ve gerilimin arasında hiç bir faz farkı olmadığı görülmektedir. Ayrıca fazör diyagramından görülebilecek bir diğer husus da akım ve gerilimin sadece gerçek bileşenler içerdiği, sanal bileşen içermediğidir. 0 (sıfır) anında akım ve gerilimin sıfır olduğu dalga şekillerinde fazör diyagramı yukarıdaki gibi olur. 0 anında farklı değerlerde olan akım ve gerilim dalga şekillerinde fazör diyagramı açısal farklılığı göstermektedir.

 

14 Ağustos 2015 tarihinde yazılan bu yazı toplam 4.338 kez okunmuştur.

Yazar: elektrikci Pratiği seven mektepli elektrikçi... 2008 yılına kurduğu elektrikce.com'da geçen süre boyunca vakit buldukça bilgi ve çeşitli paylaşımlar yapmakta... Teorik bilgilerin yanısıra pratik bilgileri de paylaşmaya çalışan elektrikce.com'un sahibi ve şimdilik tek yazarı...