DevreTeorisi

Voltmetrenin iç direncinin yüksek olması, devreye paralel bağlandığında akım çekmesini azaltmak ve ölçüm yapılacak uçlar arasında akım değerini değiştirmeden potansiyel fark ölçümü yapabilmek için gereklidir. Eğer voltmetre devreye seri bağlanırsa, iç direnci yüksek olduğu için voltaj düşümü meydana gelir ve bu durum ölçüm sonucunun hatalı çıkmasına ve devrede açık devre durumuna yol açar.

Alternatif Akım'da RLC formülü, direnç (R), bobin (L) ve kapasitör (C) içeren bir devre için şu şekildedir: V = I(R + Ls + 1/Cs). Burada: - V, voltaj kaynağıdır; - I, devreden geçen akımdır; - s, Laplace transform değişkenidir.

Eviren yükselteç, opamp (operasyonel amplifier) devrelerinde (-) giriş ucuna uygulanan sinyalin 180° faz farklı sinyal olarak çıkışa aktarıldığı devre elemanıdır. Bu tür devrelerde opamp, giriş sinyalini ters çevirerek çıkışta farklı bir sinyal üretir.

İdeal akım kaynağı, üzerindeki voltajdan veya ona bağlı yükten bağımsız olarak sabit bir akımı koruyan teorik bir bileşendir. Bu kaynak, süresiz olarak değişmeyen bir akım çıkışı sağlar.

Kapasitif reaktans, alternatif akım devrelerinde kondansatörün akıma karşı gösterdiği zorluk olarak tanımlanır. Sembolü XC olup, birimi ohm (Ω)'dur. Kapasitif reaktans, frekans, kondansatörün fiziksel özellikleri ve levhalar arasındaki yalıtım malzemesine bağlı olarak değişir.

Thevenin ve Norton eşdeğer devreleri bulmak için aşağıdaki adımlar izlenir: 1. Thevenin Eşdeğer Devresi: - Terminallerin Belirlenmesi: Devrenin analiz edilecek terminalleri belirlenir (genellikle "A" ve "B" olarak adlandırılır). - Yük Direncinin Kaldırılması: Terminallere bağlı yük direnci devreden çıkarılır ve terminalleri açık devre yapılır. - Açık Devre Geriliminin Hesaplanması: Terminallerin arasındaki açık devre gerilimi, devredeki bağımlı ve bağımsız kaynaklar dikkate alınarak hesaplanır. - Eşdeğer Direncin Hesaplanması: Thevenin direnci, açık devre geriliminin kısa devre akımına oranıdır. - Devrenin Çizilmesi: Thevenin eşdeğer devresi, Thevenin gerilimi ve ona seri bağlı Thevenin direncinden oluşur. 2. Norton Eşdeğer Devresi: - Kısa Devre Akımının Hesaplanması: Terminallerin kısa devre yapılmasıyla devreden geçen kısa devre akımı bulunur. - Eşdeğer Direncin Hesaplanması: Norton direnci, kısa devre akımının açık devre gerilimine bölümüdür. - Devrenin Çizilmesi: Norton eşdeğer devresi, bağımsız bir akım kaynağı ve ona paralel bağlı Norton direncinden oluşur.

Lineer ve anahtarlamalı regülatör arasındaki temel farklar şunlardır: 1. Çalışma Prensibi: - Lineer regülatörler, giriş voltajını düşürerek istenen çıkış voltajını sağlar. - Anahtarlamalı regülatörler, giriş voltajını sabit bir çıkış voltajına dönüştürmek için anahtarlama (switching) teknolojisi kullanır. 2. Verimlilik ve Isı Yayımı: - Lineer regülatörler, fazla enerjiyi ısı olarak yayar, bu da enerji verimliliğini düşürür. - Anahtarlamalı regülatörler, enerji kaybı az olduğundan dolayı daha verimlidir ve ısı yaymazlar veya çok az ısı yayarlar. 3. Karmaşıklık ve Boyut: - Anahtarlamalı regülatörler, daha karmaşık bir yapıya sahiptir ve genellikle daha küçük boyuttadır. - Lineer regülatörler, basit devre yapısına sahiptir ve genellikle daha büyük boyuttadır.

Eviren ve evirmeyen opamp arasındaki temel fark, giriş ve çıkış sinyallerinin faz ilişkisidir. - Eviren opamp devresinde, giriş sinyali uygulandığında çıkış sinyali, giriş sinyalinin fazı terslenmiş olarak elde edilir (faz farkı 180 derece). - Evirmeyen opamp devresinde ise giriş sinyali ile çıkış sinyali aynı fazdadır, yani aralarında faz farkı yoktur.

Ortak emiterli yükselteçte değişen parametreler şunlardır: 1. Akım Kazancı: Ortak emiterli yükselteçte akım kazancı (Ic/Ib) oldukça yüksek olabilir, genellikle 50 civarında. 2. Gerilim Kazancı: Gerilim kazancı da yüksektir, genellikle 250 civarındadır. 3. Giriş Empedansı: Orta seviyede bir giriş empedansına sahiptir, örneğin 5KΩ gibi. 4. Çıkış Empedansı: Orta seviyede bir çıkış empedansına sahiptir, örneğin 20KΩ gibi. 5. Faz Farkı: Giriş ile çıkış arasında 180 derece faz farkı vardır.

Kirchhoff'un Akım Yasası (KCL) ve Kirchhoff'un Gerilim Yasası (KVL), elektrik devrelerinde farklı prensipleri açıklar: 1. Kirchhoff'un Akım Yasası (KCL): Bir düğümdeki (bağlantı noktası) elektrik akımlarının toplamının sıfır olduğunu ifade eder. 2. Kirchhoff'un Gerilim Yasası (KVL): Kapalı bir devre döngüsündeki (loop) tüm voltajların toplamının sıfır olduğunu ifade eder.

Endüktans ve öz endüktans arasındaki fark şu şekildedir: - Endüktans, bir devredeki akımdaki değişime orantılı olarak ters bir voltaj üretme yeteneğidir. - Öz endüktans ise, bir devredeki indüklenen voltajın, aynı devredeki akımın zamansal değişimi üzerindeki etkisinden kaynaklanır.

Transistörün anahtar olarak kullanılması için kesim (cutoff) ve doyum (saturation) bölgelerinde çalıştırılması gerekir.

Seri bağlı RLC devresinde akım ve gerilim arasındaki faz farkı α açısı kadardır.

Doğru akım devrelerinde Thevenin ve Norton teoremleri, karmaşık elektrik devrelerinin çözümlenmesini kolaylaştıran yöntemlerdir. Thevenin teoremi şu şekilde tanımlanır: - Herhangi iki nokta kısa devre edildiğinde geçen akım, kaynak akımıdır. - Gerilim kaynağı kısa devre edildiğinde, iki nokta arasındaki direnç, eşdeğer dirençtir. Norton teoremi ise Thevenin teoreminin bir uzantısıdır ve şu şekilde ifade edilir: - Direnç ve güç kaynaklarından oluşan doğrusal bir devre, eşdeğer akım kaynağı ve eşdeğer dirençten oluşan devre ile temsil edilebilir.

Norton teoremi, karmaşık elektrik devrelerinin basit eşdeğer devreler üzerinden çözülmesini sağlayan bir teorem ve yöntemdir. Teorem şu şekilde ifade edilir: herhangi bir doğrusal devre, iki noktası arasında bir akım kaynağı ve buna paralel bir direnç haline getirilebilir. Norton teoremini uygulama adımları: 1. Tüm gerilim kaynakları kısa devre edilir ve açık devre bırakılan bağımsız akım kaynakları, iç dirençleri ile birlikte devreye dahil edilir. 2. Kısa devre edilen elemanlar yerine Norton eşdeğerleri yerleştirilir ve kısa devre akımı hesaplanır. 3. Eşdeğer devre kullanılarak yük direnci üzerindeki gerilim ve akım değerleri bulunur. Norton teoremi, sadece doğrusal devrelerde geçerlidir ve manyetik bağlantılı devreler için uygun değildir.

Monostable (tek kararlı) multivibratör, tetikleme sinyali ile konum değiştirip belirlenen süre sonunda tekrar eski konumlarına geri döner.

Transistörler, beyz kutbu tetiklendiğinde kollektör ve emiter arasında iletime geçer.

RLC devrelerinde rezonans, bu devrelerde bobin (L) ve kondansatör (C) değerlerinin eşit olduğu frekanstır. Bu durumda, devre empedansı minimumda olur ve devre maksimum akım akışına izin verir.

Mikroelektronik devreler dersinde işlenen konular şunlardır: 1. İşlemsel Yükselteçler: İdeal olmayan özellikleri ve kullanım alanları. 2. Diyotlar ve Devreleri: Doğrultucu devreler, zener güç kaynakları. 3. İki Kutuplu Eklem Transistörler (BJT): Ön gerilimleme, dc ve küçük sinyal analizi. 4. Alan Etkili Transistörler (FET): Ön gerilimleme, dc ve küçük sinyal analizi. 5. Temel Elektronik Sinyaller: Analog ve digital sinyal kavramı. 6. Entegre Devreler: Tasarımı, üretimi ve modelleme. 7. Devre Simülasyonu ve Optimizasyonu: Matlab gibi yazılımlarla devre analizi ve optimizasyonu. Bu dersler, mikroelektronik devre elemanlarının çalışma prensiplerini ve problem çözme becerilerini kazandırmayı amaçlar.

Elektrik elektronikte temel modüller şunlardır: 1. Elektrik ve Manyetizma Temelleri: Elektrik yükü, akım, voltaj ve direnç gibi temel kavramlar. 2. Diyotlar ve Transistörler: Diyotlar ve transistörlerin çalışma prensipleri ve devre uygulamaları. 3. Elektronik Devre Analizi: Kirchhoff’un yasaları, düğüm ve döngü analizi, AC ve DC devre analizi. 4. Elektronik Bileşenler: Direnç, endüktans, kapasitans gibi temel devre elemanları. 5. Entegre Devreler ve Digital Elektronik: Entegre devre tipleri ve dijital elektronik konuları. 6. Giriş ve Çıkış Cihazları: Sensörler ve transdüserler, analog ve dijital çıkış cihazları. 7. Temel Projeler ve Uygulamalar: Basit elektronik projeler ve devre tasarımı. Ayrıca, alternatif akım esasları ve doğru akım esasları gibi daha spesifik modüller de bulunmaktadır.