ÇEVRE AKIMLARI YÖNTEMİ

∎ Tahmini Okuma Süresi: 3 Dakika ∎

Merhaba arkadaşlar, konumuz yine elektrik devreleri ve çözüm yöntemleri. Bu yazıda elektrik devrelerinde kullanılan, en iyi çözüm yöntemlerinden olan “Çevre Akımları Yöntemi”ni inceleyeceğiz. 

Çevre akımları yöntemi; devredeki parametreleri, bilinmeyenleri bulabilmek için kullanılan yaygın bir çözüm yöntemidir. Nasıl bir çözüm yöntemi olduğuna gelmeden önce, konuyla ilgili iki tanım yapmak istiyorum.

  • Düğüm: Üç veya daha fazla elemanın(direnç, kondansatör, gerilim kaynağı vb.) birleştiği noktaya düğüm adı verilir.
  • Çevre: Bir düğümden yalnız bir kere geçmek suretiyle tekrar başladığımız noktaya gelinceye kadar devre üzerinde takip edilen iki ucu kapalı bir yoldur.

Bu tanımlamaları yaptık ama sanırım tam bir netlik oluşmadı, bu tanımları bir elektrik devresinde daha net anlayalım:

Yukarıdaki devrede iki farklı çevre belirledik. Belirlediğimiz çevreler yukarıda yaptığımız tanımlamaya uymaktadır.

  • Çevre-1;  E1, R1, R3 elemanlarından oluşmaktadır.
  • Çevre-2;  E2, R2, R3 elemanlarından oluşmaktadır.

Düğüm noktaları, bir önceki yazıda net bir şekilde ifade edildi. Daha fazla bilgi sahibi olmak için diğer yazıları okumakta fayda var. Örnek vermek gerekirse R1, R2, R3 elemanlarının birleştiği nokta bir düğüm noktasıdır.

Bu yöntem ile çözüm yaparken devrenin her bir gözü için bir çevre akımı seçilir. Gözlerden seçilen çevre akımlarına göre Kirchhoff’un gerilimler denklemi, her bir göz için ayrı ayrı yazılır. Göz adedi kadar bilinmeyen çevre akımı ve denklemi bulunur. Denklem çözülerek her bir gözün çevre akımı hesaplanır. Çevre akımları yöntemi ile kol akımları (akım bölme kurallarına bakabilirsiniz) da kolaylıkla bulunabilir.

 Bunların dışında eğer merak edenler varsa, devrelerde çevre akım yönleri istenilen yönde seçilebilir, yani keyfîdir. Yukarıdaki devrede çevre akımları saat yönünde seçilmiştir. Seçilen çevrelerde çevre dönüş yönüne uyan gerilim düşümlerini (+), çevre dönüş yönüne ters olan gerilim düşümlerini (-) alarak her çevreye Kirchhoff gerilimler kanununu uygularsak:

  • Çevre-1 için

     R1+ I1 x R3 – I2 x R3 = E1

     [1] I1(R1+R3) – I2 x R3=E1

  • Çevre-2 için

      I2 x R3 + I2 x R2 – I1 xR3 = E2

      [2] I2(R3+R2) – I1 x R3 = E2

   İki çevremizden iki farklı denklem çıkardık. Devre çözümlerinde genellikle istenen parametre, akım parametresidir. Amacımız akımların değerlerini ayrı ayrı bulmaktır. Akım değerlerini bulabilmemiz için [1] ve [2] numaralı denklemleri bir araya getirmemiz gerekir.

     I1(R1+R3) – I2 x R3= E1

     I1 x R– I2(R3+R2) = E2

   Çıkarılan bu iki denklemi, matematiksel bir çözüm yöntemi olan matris formatına getirip akım değerlerini hesap makinası kullanarak bulabiliriz veya yine çok kullanılan bir çözüm yöntemi olan yerine koyma ve yok etme metodunu kullanabiliriz.

   Evet, bu yazımda elektrik devrelerinde en çok kullanılan çözüm yöntemlerden olan çevre akımları yöntemini anlatmaya çalıştım. Bu çözüm yöntemi ile sadece akım değerlerine değil, devrenin diğer elemanlarının istenen değerlerine de ulaşabilirsiniz. Serinin devamı için takipte kalın.

Zihni Zengin

Zihni Zengin

Kocaeli Üniversitesi Elektrik Mühendisliği 4. sınıf öğrencisiyim. Anladığım ve anlattıklarım gibi çok çalışmaya inanan, araştırmaya istekli biriyim ve iyi bir dinleyicim. Amaçlarım doğrultusunda kendimi geliştirirken etrafımdaki insanlara da fikirlerimle dokunmak istiyorum.