AKIM VE GERİLİM BÖLME KURALLARI

▫ Tahmini okuma süresi: 3 dakika ▫

 Buraya kadar elektriksel olarak kavramlardan, bazı hesaplamalardan, tarihçelerden bahsettik ve ilgi oldukça buna devam edeceğiz. Bu yazıda kısa kısa tanımlar vererek bir elektrik devresinde akım ve gerilim bölme kurallarından bahsedeceğim.

   Öncelikle şu devreyi inceleyelim:

  Devremizde 10V gerilime sahip bir kaynağımız, R_S, R₁, R₂ direnç elemanlarımız ve her birinin üzerinden akan akımlar bulunmaktadır. Belirtilen şekilde devreden akan toplam akım bulunmak istenirse öncelikle devrenin eşdeğer direnci bulunur (Eşdeğer direnç hesabı yazısını inceleyebilirsiniz). Akım, direnç ve gerilim arasındaki bağıntıyı hatırlayalım:

V= I x R_eş  

Yani, eğer gerilim ve eşdeğer biliniyorsa devrenin akımını basit bir matematiksel işlem ile bulabiliriz. Diyelim ki devrenin eşdeğer direnci (R_eş) 5 ohm olsun ve gerilim kaynağımızın değeri ise 10 V, bu durumda yukarıdaki işlemi yaparak;

V / R_eş = I   →   I = 10/5 =2 amper bulacağız.

   Yukarıdaki işlemle devrenin toplam akımını ( I_s) bulduk. Şimdi amacımız akımların bölünmesi yani I₁ ve I₂ değerlerini elde etmek.  Adım adım gidelim. Düğüm kullanarak çözüm yapalım. Peki, düğüm nedir? İki veya daha çok elektronik devre elemanının birbirleri ile bağlandıkları bağlantı noktalarına düğüm adı verilir. Düğüm, akımın kollara ayrıldığı yolların birleşme noktaları olarak da tarif edilebilir. Yukarıdaki şekildeki A noktası bir düğüm kabul edilir ve düğüme gelen üç farklı kablo bulunmaktadır. Bunlardan I_s, I₁, I₂ akımları akmaktadır. Zaten amacımız da bu ya; akım değerlerini bulmak. Kurala göre: Bir düğüm noktasına giren (düğümü besleyen) akımlar ile bu yüzey/düğüm noktasından çıkan (düğüm tarafından beslenen) akımların cebirsel toplamları 0 (sıfır) ’a eşittir. Matematiksel olarak ifade etmek gerekirse:

I_s = I₁ + I₂ →  I_s – I₁ -I₂ =0 ‘dır.   

Eğer I₁ akımını bulmak istersek:

I₁ =R₂R₁+R₂x I_(s)

Eğer I₂ akımını bulmak istersek:

I₁ =R₁R₁+R₂x I_(s)

Akım bölme kuralından bahsettik şimdi gelelim gerilim bölme kurallarına. Öncelikle örnek devreyi inceleyelim:

  Yukarıdaki basit elektrik devresinde 5 V’luk bir gerilim kaynağı ve R₁ ve R₂ adlı iki direnç elemanı vardır. Bu devrede kolay öğrenmek adına üç nokta belirledim. Bilindiği üzere üzerinden akım akan direnç bir potansiyele sahiptir. Peki,  bu potansiyelleri nasıl bulabiliriz?

V_AB = V₁ = R₁ x I_DEVRE

V_BC = V₂ = R₂ x I_DEVRE

V_AB= A ve B noktaları arasındaki potansiyeli ifade eder.

V_BC = B ve C noktaları arasındaki potansiyeli ifade eder.

Şimdi bu dirençler üzerindeki potansiyelleri nasıl hesaplayacağız, ona bakalım.

V₁ =R₁R₁+R₂x V_(s)V₂=R₂R₁+R₂x I_(s)

    Yukarıda da söylediğim gibi, üzerinden akım akan eleman bir potansiyele sahiptir. Bu potansiyelin nasıl bulunduğunu basit bir şekilde anlatmak istedim. Elemanlar üzerinde akan akımların belli bir matematiksel işleme göre bulunabildiğini gördük. Akım örneği verirken seri bağlı bir devre örneği vermedim çünkü seri bağlı bir devrede seri bağlı elemanlar üzerindeki akımlar skaler olarak eşit büyüklüktedir. Gerilim konusunda da aynı durum mevcut, paralel bağlı elemanlar üzerindeki gerilimler eşittir. Yazının devamı için takipte kalın.