Elektrik'te Bazı Kanunlar

Suskun

V.I.P
V.I.P
Katılım
16 Mrt 2009
Mesajlar
23,149
Beğeniler
328
Şehir
Türkiye
#1
KANUNLAR :
Elektrik ve elektronikle ilgili konuları daha iyi anlayabilmek için,
biraz hesap biraz da kanun bilgisine ihtiyaç vardır. Tabii bunlar
o kadar zor hasaplar değil, yalnızca Aritmetik düzeyinde hesaplar
ve çok basit kurallar…
Temel kanunlardan bizi ilgilendirenler şunlardır:
1-) Ohm kanunu
2-) Joule kanunu
3-) Kirchhoff kanunu
4-) Norton teoremi
5-) Thevenin teoremi
OHM KANUNU: Bir elektrik devresinde; Akım, Voltaj ve Direnç
arasında bir bağlantı mevcuttur. Bu bağlantıyı veren kanuna Ohm
kanunu adı verilir.
1827 yılında Georg Simon Ohm şu tanımı yapmıştır:
“Bir iletkenin iki ucu arasındaki potansiyel farkının,iletkenden geçen akım
şiddetine oranı sabittir.”
R = V / İ ( 1 )
V = İ x R ( 2 )
İ = V / R ( 3 )
şeklinde ifade edilir. Burada R dirençtir. Bu direnç resistans veya
empedans olabilir. V volttur. İ de akım yani Amperdir.
Su dolu bir depo olsun, bunun dibine 5 mm çapında bir delik açalım,
bir de 10 mm çapında bir delik açalım. Büyük delikten daha çok
suyun aktığını yani bu deliğin suyu daha az engellediğini görürüz.
Burada deliğin engellemesi dirence, akan suyun miktarı akıma,
depodaki suyun yüksekliği voltaja karşılık gelir.
Elektrik devrelerinde de, bir gerilimin karşısına bir direnç koyarsanız,
direncin müsaade ettiği kadar elektron geçebilir, yani akım akabilir,
geçemeyen itişip duran bir kısım elektron ise, ısı enerjisine dönüşür
ve sıcaklık olarak karşımıza çıkar.
Direnç birimi “Ohm“dur bu değer ne kadar büyük ise o kadar çok
direnç var anlamına gelir.
Örnek: Bir elektrik ocağı teli 440 Ohm olsun, bununla yapılan
elektrik ocağı ne kadar akım akıtır?
Cevap: Kullandığımız şebekede gerilim 220 volttur. 220 = 440 x İ olur,
buradan İ'nin de
0.5 Amper olduğunu görürüz.
JOULE KANUNU: James Prescott Joule 1818 ile 1889 yılları arasında
yaşamış bir İngiliz Fizikçidir. Esasen Isı enerjisi ile Mekanik enerjinin
eşdeğer olduğunu göstermiştir ve “Joule” adı enerji birimine verilmiştir.
Bizi ilgilendiren Joule Kanunu şöyledir:
“Bir iletkenden bir saniyede geçen elektriğin verdiği ısı: iletkenin direnci ile,
geçen akımın karesinin çarpımına eşittir”.

W = R x İ2 ( 4 ) dir.
Esasen formül kalori olarak şu şekildedir:
Kalori = 0.2388 x R x İ x İ x t saniye
Bir kalori 4.1868 Joule eşittir.O halde
Joule = R x İ x İ x t saniye olur.
Güç birimi olan Watt, İskoç mühendis
James Watt'tan (1736 - 1819 ) isim almıştır.
Watt = Joule / saniyedir. O halde;
yukarıdaki 4 nolu formül ortaya çıkar.


W = R x İ2 olur.
Ohm kanununda ki R = V / İ eşitliğini burada yerine koyarsak,
bir formülümüz daha olur:
W = V x İ ( 5 )
Örnek: 10 ohm değerinde bir direnç 10 Volt luk bir gerilime bağlanıyor.
Bu direncin gücü ne olmalıdır?
V = R x İ olduğundan bu dirençten 1 Amper akım geçtiğini görüyoruz.
Bu direncin 1 Amper akıtması için gücünün,

W = R x İ2 den
W = 10 x 1 x 1 10 watt olması gerekir.

KİRCHHOFF KANUNLARI :
Gustav Robert Kirchhoff (1824 - 1887) bir Alman fizikçidir.
Bizi ilgilendiren iki kanunu vardır. Bunlar birinci kanun veya düğüm
noktası kanunu ile ikinci kanun veya kapalı devre kanunudur.
DÜĞÜM NOKTASI KANUNU: Bir düğüm noktasına gelen akımların
toplamı ile bu düğüm noktasından giden akımların cebirsel toplamı eşittir.


1, 4, 5 nolu akımlar giden, 2 ve 3 nolu akımlar gelen olduğuna göre;
İ 1 +İ 4 + İ 5 = İ 2 + İ 3 olur.

Şekilde görüldüğü gibi, gelen İ akımı giden İR1+İR2+İR3 akımları
toplamına eşittir. Burada:R1 =10 ohm R2 = 20 Ohm ve R3 = 20 Ohm
olsun, devre gerilimini de 50 V kabul edelim. Devreye gelen İ akımı
10 amper olur ve bu 10 amper lik akım, dirençler üzerinden şu
şekilde geçer İ = V / R olduğundan :
İR1 = 5 A İR2 ve İR3 = 2.5 A dir.
Böylece dirençler üzerinden giden akımların toplamı da 10 A olur
ve gelen ile giden akımların toplamı aynı kalır.
KAPALI DEVRE KANUNU:
Kapalı bir elektrik devresinde bulunan gerilim kaynakları toplamı ile bu
devredeki dirençler üzerinde düşen gerilimlerin toplamları eşittir.


Devrede 20 ve 10 V'luk iki gerilim kaynağı mevcut olsun ve ters yönde
bağlı olsunlar.Gerilim kaynaklarının toplamı 20 - 10 = 10 volt eder.
R1 2 , R2 3 , R3 de 5 Ohm ise, her bir direncin uçlarında düşen
gerilim nedir ?
Toplam direnç 10 Ohm olduğu için devreden 1 Amper akım geçer,
her dirençten bu akım geçtiği için;
V = İ x R den
V1 = 1x2 volt
V2 = 1x3 volt
V3 = 1x5 volt
Olur, böylece toplam voltaj düşümleri de 10 V‘a eşit demektir.

THEVENİN TEOREMİ:
Leon Thevenin (1857 - 1926) bir Fransız fizikçisidir. 1883'de adı ile
anılan teoremi ortaya atmıştır. Buna göre:

“Doğrusal direnç ve kaynaklardan oluşan bir devre, herhangi iki
noktasına göre bir gerilim kaynağı ve ona seri bağlı bir direnç
haline dönüştürülebilir”

Elde edilen devreye “Thevenin”in eşdeğer devresi denir.
Bu teoremin bize ne faydası vardır? Faydası şudur:
Devrenin herhangi bir kolundan geçen akımı, diğer kollardan
geçen akımı hesaplamadan bulabiliriz.

Örnek: Aşağıdaki gibi bir devremiz olsun.

Devre no 1
R2 ve R3 3 Ohm R1 ve R4 2 Ohm olsun.V1 gerilim kaynağı 120 Volt ,
V2 gerilim kaynağı zıt yönde 80 V olsun. Rx direnci 17.5 Ohm ise
bu dirençten ne kadar akım geçer?
Bu devreyi “Thevenin” kuralına göre bir gerilim kaynağı ve buna seri
bağlı bir Ro direnci haline getirebiliriz.Bunun için Rx direncinin uçlarındaki
gerilimi ve bu gerilime seri direnci bulmamız gerekir.


Thevenin’in Eşdeğeri

Devre no 1 de Rx direnci yokken Rx direnci uçlarındaki gerilim Vo gerilimidir.
V1 - V2 = 120 - 80 = 40 volt kaynak gerilimi R1, R2, R3, R4 dirençleri
üzerinden akar.Ohm kanununa göre V = I x R olduğu için,
40 V = 10 Ohm x İ amper olur buradan İ = 4 amper bulunur.
R3 ve R1 dirençlerinde aynı formülden:
V = 4 x (3+2) = 20 volt düşer ve 120 - 20 = 100 Volt gerilim Rx
uçlarında kalır. Bu Eşdeğer devrenin Vo voltajıdır. Rx uçlarından görülen
eşdeğer Ro direnci ise iki paralel bağlı (3+2) Ohmluk dirence eştir.
Ro = 2.5 Ohm olur. Eşdeğer devrede Vo = 100 Volt Ro = 2.5 Ohm
ve üzerinden geçen akımı bilmek istediğimiz Rx direnci ise 17.5 Ohm
olduğu için;
V = İ x R den
100 = İ x ( 17.5 + 2.5)
İ = 100/20 =5 amper olur.
Özetle:Thevenin eşdeğer devresini bulmak için.
1-) Gerilim kaynakları kısa devre sayılır,istenen noktayı gören direnç
eşdeğer dirençtir.
2-) devre akımı hesaplanır ve bu akıma göre Rx uçlarındaki voltaj bulunur.
Bu eşdeğer kaynak gerilimidir.
NORTON TEOREMİ :
“Doğrusal bir devre,herhangi iki noktasına göre,bir akım kaynağı ve
buna paralel bir direnç haline getirilebilir.”
Bunun için;
1-)Herhangi iki nokta uçları kısa devre iken geçen akım kaynak akımıdır
2-)Gerilim kaynağı kısa devre iken, iki nokta arası direnç eşdeğer direnç tir.
Daha önce incelediğimiz devreyi ele alalım ve Norton eşdeğerini elde edelim.

Gerilim kaynaklarını kısa devre ederek Thevenin teoremine benzer
olarak A B noktasını gören eşdeğer direnci bulalım.
V1 ve V2 kaynakları kısa devre edilirse AB noktasını gören birbirine
paralel iki adet 5 Ohm luk direnç olur ( 3 Ohm +2 Ohm).
Bunların toplam değeri de 2.5 Ohm dur.
Eşdeğer Ro direnci = 2.5 ohm olur.
AB noktaları kısa devre edildiğinde AB den akan İk akımı: İ = V / R kullanılarak
İk = İ1+İ2
İ1 = 120/5 = 24 Amper
İ2 = 80/5 = 16 Amper
İk = 24+16 = 40 Amper olur


Ao eşdeğer Akım kaynağı 40 Amper,Ro eşdeğer direnç 2.5 Ohm dur.
O Halde AB noktasında Rx den geçen akım:yani İ Rx İ Rx = 40 x { Ro / Ro +R } olur
İ Rx = 40 x { 2.5/ 17.5+2.5 }
İ Rx = 40 x { 2.5 / 20 }
İ Rx = 5 Amper olur.
 

Suskun

V.I.P
V.I.P
Katılım
16 Mrt 2009
Mesajlar
23,149
Beğeniler
328
Şehir
Türkiye
#2
Elektrik Makinaları Anabilim Dalı Tarihçesi

1926 yılında İstanbul Üniversitesi - Fen Fakültesi'nde oluşturulan Makine-Elektrik Enstitüsü, 1934 yılında Yüksek Mühendis Mektebi'ne dönüştürülerek, İstanbul Teknik Üniversitesi'ne Elektro-Mekanik şubesinin temelleri atılarak Elektrik Mühendisliği Bölümü'nün başlangıcı oluşmuş ve 1935 yılında Muhabere Şubesinin açılması ve 1937 yılında Elektrik Muhabere Şubesinin kurulması ile bu oluşum gelişerek 1944 yılında İstanbul Yüksek Mühendis Okulu'nun "İstanbul Teknik Üniversitesi" haline getirilmesi ile Elektrik Fakültesi'ne dönüşmüştür.


15 Haziran 1946 tarihinde "Üniversiteler Kanunu" kabul edilince tüzel kişiliği alan Elektrik Fakültesi meydana gelmiştir. Fakülte bünyesinde kuvvetli akım kolu ve zayıf akım kolu olmak üzere eğitim yapılmıştır. Bugünkü Elektrik Mühendisliği Bölümü, eski kuvvetli akım kolu olup, 1945 yılında 5 ana kürsüden oluşmakta idi. Bunlar sırası ile, Kürsü Başkanı Ord.Prof.Burhanettin Sezerar olan Elektroteknik ve Elektrik Ölçmesi Kürsüsü; Vekaleten Kürsü Başkanı Prof. Fuat Külünk olan Elektrik Makinaları Kürsüsü; Kürsü Başkanı Prof. Fuat Külünk olan Elektrik Tesisatı ve Yüksek Gerilim Tekniği Kürsüsü; Kürsü Başkanı Prof.Dr.J.Grabscheid olan Yüksek Gerilim Hatları Kürsüsü; Vekaleten Kürsü Başkanlığını Prof.Fuat Külünk'ün yaptığı Elektriğin Endüstride Tatbikatı Kürsüsü, 1947 yılında Elektrik Makinaları Kürsüsü ile Elektrik Tesisatı ve Yüksek Gerilim Tekniği Kürsüsü birleştirilerek, Prof.Fuat Külünk'ün başkanlığında Elektrik Makinaları ve Tesisleri adı altında yeni bir kürsü kurulmuştur. Prof.Fuat Külünk'ün vefatı üzerine 1952 yılında Elektrik Makinaları ve Tesisleri Kürsüsü Kürsü Başkanlığı'na Fakülte Kurulu tarafından Prof. Dr. Turgut Boduroğlu atanmıştır. 1964 yılına kadar bu öğretim üyesi tarafından yöneltilen bu kürsü, aynı yıl üç kürsüye bölünerek, Kürsü Başkanı Prof.Dr.Turgut Boduroğlu'nun olduğu Elektrik Makinaları Kürsüsü, Kürsü Başkanı Prof.Dr.Mustafa Bayram'ın olduğu Elektrik Tesisleri Kürsüsü ve Kürsü Başkanı Prof.İzzet Gönenç'in olduğu Yüksek Gerilim Tekniği Kürsüsü oluşmuştur.
1971 yılında İTÜ Müh.Mim. Fakültesi olan İTÜ Teknik Okulu, dört yıllık mühendislik eğitimi vermekte ve eğitim İTÜ Elektrik Fakültesi ile paralel olarak yürütülmekteydi. Anabilim Dalımızda 1967 yılında Profesör Ünvanı alan Prof.Dr.Kemal Sarıoğlu, daha sonra İTÜ Müh.Mim. Fakültesine geçerek oradaki Elektrik Makinaları Anabilim Dalı Başkanlığını yürütmüştür. 1982 yılında yasalar ile yeni akademik düzenlemeler gelmiş ve böylece kuvvetli akım kolu Elektrik Mühendisliği Bölümüne dönüşmüş ve ilk Bölüm Başkanı Prof.İzzet Gönenç olmuştur. Bölümü oluşturan Elektrik Tesisleri Anabilim Dalı Başkanlığına Prof.Dr.Mustafa Bayram ve Elektrik Makinaları Anabilim Dalı Başkanlığına da Prof.Dr.Turgut Boduroğlu getirilmişlerdir. 1982 ve 1985 yılları süresince Prof.Dr.Turgut Boduroğlu, Elektrik Makinaları Anabilim Dalı Başkanlığı sürdürmüş ve 1985 yılında emekli olmuştur.
Bu tarihten itibaren; 1985-1988 ile 1988-1991 dönemlerinde Prof.Dr.İlhami Çetin; 1991-1994 yılları arasında Prof.Dr.Emin Tacer; 1994-1997 yılları arasında Prof.Dr.Nurdan Güzelbeyoğlu; 1997-2001 döneminde Prof.Dr.Faik Mergen Anabilim Dalı Başkanlıklarında bulunmuşlardır. 2001 yılında tekrar Elektrik Makinaları Anabilim Dalı Başkanlığına seçilen Prof.Dr.Faik Mergen, halen Anabilim Dalı Başkanlığı görevini sürdürmektedir. Ayrıca Anabilim Dalımız mensuplarından bazıları, belirli dönemlerde Elektrik Mühendisliği Bölüm Başkanlığını yürütmüşlerdir. Prof.Dr.Nejat Tunçay, 21.10.1991 - 24.10.1995 arasında; Prof.Dr.Emin Tacer, 27.10.1995 - 5.1.1998 arasında ve Prof.Dr.Nurdan Güzelbeyoğlu, 6.1.1998 - 11.2.2000 ve 12.10.2000 - 15.10.2001 arasında olmak üzere iki kez Elektrik Mühendisliği Bölüm Başkanlığı yapmışlardır.


Hatırlayabildiğimiz kadarıyla, 1985 yılından önceki dönemlerde sahip oldukları ünvanlarla, Doç.Dr.Uğur Çeltekligil, Y.Müh.Metin Evren, Y.Müh.Nurdoğan Engin, Y.Müh.Ertuğrul Sanalan, Y.Müh.Günay Akarsu, Y.Müh.Sıtkı İnuğur, Y.Müh. Semir Sonuvar, Y.Müh.Adnan Tezel, Y.Müh.Bilgin Ünver, Y.Müh.İsmet İzgül, Y.Müh.Murat Tellioğlu, Y.Müh.Kenan Özyurt, Y.Müh.Mümin Aybar, Sekteter Hakkı Süder, Y.Müh.Hamit Ulcay, Y.Müh.Tahir Gökalp, Dr.Y.Müh.Ünver Kalay, Y.Müh.Osman Çetinkaya, Y.Müh.Naim Üresin, Y.Müh.Osman Bahadır, Müh.Zihni Sarıyıldız, Y.Müh.Ayşe Karafakioğlu, Y.Müh. Leziz Güleç, Y.Müh.Kenan Ceylan, Y.Müh.Neşet İleri Anabilim Dalımıza hizmet etmişlerdir.
Ayazağa Kampüsünde kurulmuş olan Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Laboratuarlarının proje çalışmaları Nisan 1995 yılında başlamıştır. Laboratuvarın elektrik projelerinin tamamı Prof. Dr. Faik MERGEN başkanlığında, Uzman Yük.Müh. Osman ERENAY ve Araş.Gör. Murat İMERYÜZ’den oluşan komisyon tarafından yapılmış ve yürütülmüştür. Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Laboratuvarları, Prof.Dr. Nurdan GÜZELBEYOĞLU’nun Anabilim Dalı Başkanlığı sırasında 1995 yılının Haziran ayında Ayazağa Kampüsündeki yeni yerlerine taşınmış ve yenilenmiştir. Tesisat ve yenileme çalışmaları tam olarak Eylül 1995 de tamamlanarak, laboratuvarlar 1995 güz yarıyılına yetiştirilmiştir. Bu süreç içerisinde Elektrik Makinaları Anabilim Dalı’nda görevli olan Araştırma Görevlileri Lale TÜKENMEZ, Güven KÖMÜRGÖZ, Neslihan KEPEZ, Özgür ÜSTÜN, Saffet ALTAY, Azmi DEMİREL, Taşdemir AŞAN, Murat UÇAR, Derya Ahmet KOCABAŞ, Teknik Hizmetliler Mahmut YALVAÇ, Ömer DENİZALAN, Salih ACAR ve Yusuf KAYGUSUZ’un çok büyük katkıları olmuş, özveri ile çalışmışlardır.
Bu taşınma ve yenileme çalışmaları sırasında; Rektör Prof.Dr. Reşat BAYKAL, Rektör Yardımcısı Prof.Dr.Gülsün SAĞLAMER, Dekan Prof.Dr. Ahmet DERVİŞOĞLU, Dekan Yardımcısı Prof.Dr. M. Emin TACER, Bölüm Başkanı Prof.Dr. R.Nejat TUNÇAY, İTÜ ETA Vakfı Başkanı Prof.Dr. Duran LEBLEBİCİ, Yapı İşleri Teknik Daire Başkanı Hamit DİNİBÜTÜN, İnşaat İşleri Şube Müdür Yardımcısı. Mustafa CAN, Kontrol Müh. Ayşe TÜTER, Müteahhit Güngör ÇAKI, Şantiye Şefi Mehmet Ali KÜÇÜK’ün, ayrıca Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Laboratuvarlarının elektrik montaj çalışmalarını üstlenen PANOSAN Elk. Malz. Satış ve Pano İmalatı Şirketinden mezunumuz Elk.Müh. Kazım YANÇ, Rıdvan TÖNEL, Murat GÖL, Şükrü ARSLAN ve Teknisyenler Cihangir DURKAN, Hüseyin ERDEM’in çok büyük yardım ve katkıları olmuştur.
Maalesef; öğretim sisteminde ortaya konan yeni yapılanmalar sayesinde, ders başına 5 saat olan ders kredilerimiz 1987 yılında 5’ten 4’e; ve ne yazıkki 1999 yılında da 4’ten 3’e düşürülmüştür.
1986 yılında Sinan Güngör, 1988 yılında Azmi Demirel, 1989 yılında Murat İmeryüz, 1991 yılında Taşdemir Aşan, 1992 yılında Güven Kömürgöz, 1993 yılında Özgür Üstün, 1994 yılında Saffet Altay Araştırma Görevlisi olarak göreve başlamışlardır. 1985-2000 yılları arasında belirli sürelerle, Y.Müh. Orhan Diril, Y.Müh. Veysel Özbulur, Y.Müh. Dilek Yıldız, Y.Müh. Ali Korkmaz, Y.Müh. Neslihan Kepez, Y.Müh. Murat Uçar, Y.Müh. Lale Tükenmez Araştırma Görevlisi olarak görev yapmış ve ayrılmışlardır. Yurtdışında Doktora eğitimlerini tamamlayan Deniz Yıldırım ve Levent Ovacık, 1999 yılında Anabilim Dalı’mızda Yardımcı Doçent kadrosuna atanarak göreve başlamışlardır. Özgür Üstün 1999 yılında Doktor Ünvanını almış ve 2001 yılında Yardımcı Doçent kadrosuna atanmıştır. Filiz Gürgöze, 1998 yılında; Ahu Ece Hartavi, Murat Yılmaz ve Ediz Gizlier 1999 yılında, Fuat Küçük, 2001 yılında Araştırma Görevlisi olarak aramıza katılmış ve halen görevlerini sürdürmektedirler. Sinan Güngör, 2000 yılında Doktorasını yurtdışında tamamlayarak geri dönmüş ve 2 yıl süre ile Anabilim Dalımızda görev yaptıktan sonra, 2002 yılında, İzmir Dokuz Eylül Üniversitesi’ne geçmiştir. Güven Kömürgöz, 2002 yılında Doktor ünvanı almıştır. Dr.Azmi Demirel ve Taşdemir Aşan, 2004 yılında Öğretim Görevlisi kadrosuna atanmıştır.
 
Top Bottom