ELEKTRİK DEVRELERİNDE AKTİF VE PASİF ELEMAN KAVRAMLARI

∎ Tahmini Okuma Süresi: 4 Dakika ∎

   Elektrik devreleri serimizin bu yazısında anlaşılması çok büyük önem arz eden bir konu ile karşınızdayız. Aktif ve pasif elemanları tanıyacağımız bu yazımızda elektriksel güç ifadesini daha iyi kavramış olacağımızı umuyorum. Çünkü bir elemanın aktif veya pasif olarak sınıflandırılması o elemanın güç harcayıp harcamama durumuna göre belirleniyor.

  Güç ifadesine (pardon elektriksel güç) bir daha bakacak olursak bir elemanın uçları arasındaki gerilim ile o elemanın üzerinden geçen akımın çarpımı elektriksel güç olarak ifade edilir. Bizler bir elemanın aktifliğini veya pasifliğini akım ile gerilimin çarpımının işaretinden anlıyoruz. İşaret ya artıdır, ya eksidir. Gücün 0 olma durumu zaten o elemanın herhangi bir iş yapmadığı anlamına gelir.

   Peki, biz gücün işaretini neye göre belirleyeceğiz?

 Yukarıda oldukça basit seviye bir elektrik devresi görmekteyiz. Bir adet gerilim kaynağı, bir adet direnç ve bağlantı kabloları mevcut. Bağlantı kabloları (yol) üzerinde herhangi bir açıklık (açık devre) olmadığından dolayı pil üzerinde barınan emk (elektromotor kuvveti), bağlantı kablolarından akan akım vesilesiyle dirence aktarılacaktır. Bu akan akım, pildeki enerjiyi dirence aktarır. Dolayısıyla direnç üzerinde bir güç ifadesinden bahsedilmesi gerekir. Güç ifadesinin formullerine bir daha bakalım şimdi:

  • (1) deki denklemi şu şekilde yazıp (2) de yerine koyacak olursak,
  • (1) deki denklemi (2) deki denkleme hiçbir değişiklik yapmadan koyacak olursak,

Formüllerini elde ediyoruz.

   Elektriksel gücün işareti var demiştik. Direnç elemanının değeri hiçbir zaman negatif olamaz. O zaman akımın ve/veya gerilimin yönü var cümlesi kendiliğinden doğuyor. Baktığınız zaman akım kablo içinde akıyor. Dolayısı ile akım bir yöne doğru akmalı. O zaman diyoruz ki akım yönlü bir büyüklük. Gerilim ifadesine bakalım: Basit bir pil düşünelim, artı (+) ve (-) kutupları (uçları) mevcut. Bir pili kumandaya ters taktığınız zaman kumanda çalışmaz çünkü kutupları ters bağlanmıştır. Pilimiz de gerilim kaynağı olduğundan dolayı demek ki gerilimin de yönü var diyoruz. Peki bu yönleri nasıl tayin edeceğiz?

Yukarıda basit elektrik devremize ait düzenlenmiş bir görsel görüyorsunuz. Kırmızı oklar akımın hangi yönde aktığını gösteriyor. Hepimizin bildiği üzere akım gerilim kaynağının artı (+) kutbundan, eksi (-) kutbuna doğru akar. Pilin artı ucundan başlayarak akımı yol boyu takip ediyoruz. Gidiyoruz, gidiyoruz, gidiyoruz ve önümüze kablo dışında bir eleman çıkıyor. Bu elemanın içinden geçmemiz gerek. İşte bu elemana giriş yaptığımız uca bu elemanın artı (+) kutbu diyoruz. Bu elemanın içinden geçip çıkıyoruz ve çıktığımız uç da bu elemanın eksi (-) kutbu oluyor. Elemanımızın gerilim kutbunu tayin etmiş olduk. Şimdi akım yönünü tayin edelim. Eğer elektrik akımı elemanımızın artı (+) kutbundan girip eksi (-) kutbundan çıkıyorsa o zaman elemanımızın akımı artı (+) işaretlidir. Direnç elemanı için akımın işareti her zaman artıdır çünkü direnç elemanının vazifesi akımı sınırlamaktır. Elbette akım direncin daima artı kutbundan geçecektir. Tam tersi olsaydı o zaman akımın pilin eksi kutbundan artı kutbuna doğru akması gerekirdi ki bu işin doğası gereği -akımın işaretini pozitif olarak düşünürsek- imkânsız. Yapacağımız son iş bu iki yönlü büyüklüğü çarpmak olacak.

   Direnç elemanı için gücün her zaman artı işaretli çıkacağı kuralına vardık. Bu durumda direnç her zaman için pasif elemandır diyoruz.

   Şimdi aktif eleman kavramına gelelim. Aktif elemanlar devreyi besleyen, devrenin işini yapabilmesi için gereken enerjiyi sağlayan elemanlardır. Pil, batarya, jeneratör gibi. Bu elemanlarda da yön kavramı elbette mevcut. Şimdi de bunu inceleyelim.

   Yukarıda bir adet pil (gerilim kaynağı) görmekteyiz. Şayet pilin artı kutbu ile eksi kutbu birbirine bağlansaydı (kısa devre yapılsaydı), kablo üzerinden muhakkak bir akım akacaktı ve o akımın yönü şekilde de kırmızı oklarla gösterildiği üzere ok yönünde olacaktı. Akımımızın yönünü tayin ettik, şimdi gerilim yönünü tayin edelim. Çizilen mavi ok pilin gerilim yönünü söylemekte. Pilin artı kutbundan eksi kutbuna doğru bir ok ile belirtilir. Dikkat edildiyse gerilim yönü ile akım yönü birbiriyle zıt yönlü. Gerilimin işareti bu durumda eksidir (-) diyoruz ve gücü elde etmek için akım ve gerilimi çarptığımızda sonuç negatif çıkacağından dolayı diyoruz ki gerilim kaynaklarının gücü daima eksidir ve devreye enerji sağlarlar.

   Konumuz henüz sonlanmadı. Öyle elemanlar var ki devreden hem güç çekiyor, hem de güç verebiliyor. Şarj ve deşarj olabilen iki adet çok önemli elemanımız mevcut. Kondansatör (Kapasite) ve Bobin (Endüktör). Bu iki eleman ne aktif bir elemandır, devamlı olarak devreyi beslemezler; ne de pasif bir elemandır, devreden devamlı güç çekmezler. Bu elemanların resimli anlatımı ayrıntılı olarak anlatılacaktır. Şimdilik bu bilgiler bu konu için kafidir. Kendinize iyi davranmayı unutmayın.

Instagram Banner
Bahadır Ahmet Ulaş

Bahadır Ahmet Ulaş

Merhabalar. Ben Bahadır Ahmet Ulaş. Kocaeli Üniversitesi Elektrik Mühendisliği 4.sınıf öğrencisiyim. Specter Medya’da elektrik, robotik ve yazılım alanlarında içerikler üretiyorum. Lise yıllarında hobim olan yazılımı, üniversitede donanımla birleştirip projeler üretiyorum. Hayalimi meslek edindim ve bu yolda profesyonelleşme çabalarımı burada paylaşmak istiyorum.