Rezonans

[manyeto]

yukarda görmüş olduğunuz devre elemanları sayesinde elektriğin en gizemli konularından birisi olan
rezonans konusunda öğretici bir şeyler sunmaktır amacım.şimdi yukarda gördüğünüz tüm elemanlarla temelde
3 devre kurarız buda elemanları birer ampermetre ve voltmetre aracılığıyla devreye bağlayıp
çektikleri akım ve gerilimi etkin değer olarak ölçmek.....böylece elde ettiğimiz değerler
aracılığıyla ve birazda matematik sayesinde bu üç ana eleman olan,bobin,direnç,ve kondansatörün
bir alternatifakım kaynağına bağlanmasıyla elde edilen değerlerin bir birleriyle bağıntıları
bellidir.

bobinin endüktif reaktansı yani XL değeri ohm cinsinden frekans ve L endüktif değeri olan henri tarafından
belirlenir.XL=2pi*f*L=ohm

kondansatörün kapasitif direnci,XC değeri ohm cinsinden frekans ve C kapasitif değeri olan farad tarafından
belirlenir.XC=2pi*f*C=ohm

rezistif yük olan düz direnç ohm cinsinden değeri R=U/I=formülleriyle kendilerini sergilerler.

yani alternatif akıma davranışları bellidir,kondansatörlerde frekans arttıkça direnç düşer
bobinlerdeyse artar ama düz dirençlerde değişmez.


yukardaki resim 2.2 ohm dirence sahip omik bir yükü 220 volt etkin değere 312 volt tepe değerine sahip bir
ac kaynağa bağlarsak ölçü aletimiz etkin değeri ölçtüğünde yaklaşık 100 amperlik bir akım değeri görürüz
bunu deneysel olarak yaparsanız aynı şeyle karşılaşırsınız .omik yüklerin tüm frekanslarda davranışı aynıdır
kaynağın frekansı ne olursa olsun direnç değişmez.


buda aynı kaynağa 7 mili henrilik yani 0,007 Henrilik L değerine sahip bir bobinin
şebekeden çektiği akımı göstermektedir.buda etkin değeri ölçen ampermetrede yaklaşık 100 amper değer
gösterir,denmesi bedeva 7 mili amperlik bir bobini 220 voltluk faz toprak arasına bağlarsanız
devreden 100 amper geçer.her şey buna göre olmalıdır.bobin kablolar güç kaynağı vs....


buda elektrikçiler açısından üçüncü ve önemli devre elemanı kondansatörün aynı devreye
bağlanmış hali değeri tarafımdan seçildiğinden oda 50 hzlik frekans ve 312 volt tepe değere sahip
bir kaynaktan 100 amper etkin değere sahip bir alternatif akım çekmesi için olması gereken kapasite
yaklaşık 1460 mikrofard,yada 1,46 mili farad ,yada 0,00146 farad olmalıdır
bu kapasiteye sahip bir kondansatörü.şebekeye bağlarsanız şebekeden 100 amper akım çeker.
tüm kaplolar ve bağlantılar bu akıma dayanmalıdır,güç kaynağı bu akımı sağlamalıdır.

yukarda belirttiğim değerlere sahip üç devre elemanını kullandığımız şebekeye bağlarsanız
geçen akımı gösteren bir ampermetreden okuyacağınız değer 100 amper olur

Yönetici Notu: Paylaşılan fotoğraf, fotoğraf paylaşım sitesinden silindiği için kaldırılmıştır.

 

[tossun2008]

Anlayamadığım bir konu bulunmakta. Burada rezonans başlığı altında bir konu açmışsınız ama herhangi bir frekans değişiminde akımların nasıl değiştirğini irdelememişsiniz. Tabiki verdiğiniz örnek formüller ve örnekler güzel. Ancak benim mantığım rezonans diye bir başlık açtığınızda rezonans devrelerinin anlatıldığı bir konu olarak düşünmüştüm. Paralel ve seri rezonans devreleri gibi.

 

[mhacanal]

ben de oyle bekliyordum da daha dun acılmıs konu, belki adım adım ilerliyordur ve bugun devamını ekler arkadasımız...

 

[gençmühendis]

devam arkadaşlar, konu güzel, öğreniyoruz...

 

[manyeto]

Anlayamadığım bir konu bulunmakta. Burada rezonans başlığı altında bir konu açmışsınız ama herhangi bir frekans değişiminde akımların nasıl değiştirğini irdelememişsiniz. Tabiki verdiğiniz örnek formüller ve örnekler güzel. Ancak benim mantığım rezonans diye bir başlık açtığınızda rezonans devrelerinin anlatıldığı bir konu olarak düşünmüştüm. Paralel ve seri rezonans devreleri gibi.

merhaba

yazının en üstünde bobin ve kondansatörün direncinin f frekansıyla ilintili
olduğunu belirten iki formül var,bunlar her şeyi ifade ediyor sanırım....

ayrıca tristörlü kompanzasyon sistemi için devre analizi öneren sizdiniz
bende bu önerinize göre konuyu başlattım,sanırım bu anlatılan olayı deneysel olarakta gerçekleştirip sunmakta fayda var.konunun 2. kısmını
hazırlıyorum.

 

[manyeto]

bu devre elemanlarıyla yukardaki gibi karmaşık devreler kurabileceğiniz gibi
konunun özünü oluşturan rezonans devrelerine örnek devreler oluştura bilirsiniz,
bobin ve kondansatörün seri veya paralel olarak devreye bağlanmaları halinde
belirli frekanslarda şebekeden çektikleri akım eşit olabilyor işte bu anlarda
işe yarar şeyler yapılabilinyor,rezonans frekansı denen şey bir bobin
ve kondansatörün eşit akım değeri sergilediği özel frekans

Fr=1/2*pi*(karekök L*C)

Fr=rezonans frekansı hz
L=henri
C=farad


yukardaki şekilde bobini şebekeye bağladıktan sonra önüne seri olarak 100 miliohm dir direnç bağlayıp
direnç uçlarında oluşan gerilimin formülünede U=I*R=volt dersek 100 mohm direnç uçlarında 10 volt gerilim
oluşur.oluşan gerilimin dalga şekli büyük oranda akıma bağlı olduğundan,şekildeki biçimde direnç uçlarına bir osilaskop perobu bağlarsak
göreceğimiz dalga şekli aşağıdaki biçimde olur.ve akıma ait dalga şeklidir.


osilaskop ekranında gördüğünüz dalga biçimi akımın hareketine ait delga biçimidir,sinüsoidal bir akım ve etkin değeri 100 amper
pik değeri 141 amper


aynı osilaskopu bu kez bobin uçlarına bağlarsanız yukardaki şekil gibi,bu kez aşağıdaki dalga formunu elde edersiniz.
bobin uçlarına etkin değer ölçen bir voltmetre bağlarsanız yaklaşık 220 volt görürsünüz,devreye seri bağladığınız ampermetredende
100 amper.bobinin uçlarındaki gerilime ait dalga biçimi aşağıdaki gibi olacaktır.


fakat biz akım ve gerilime ait dalga biçimlerine ait bilgiyi aynı zemine yansıtabiliriz
bir osilaskobu aşağıdaki gibi etkin değeri 220 volt oan bir gerilime bir ampermetre ve 100 miliohm luk bir dirençle seri
bağlı 7 milihenrilik bir bobinle kurarsak


göreceğimiz dalga formu aynı şu biçimde olur,mavi akımı kırmızıda gerilimi gösteriyor


şekilde görüldüğü gibi akım ve gerilim arasında yaklaşık 90 derecelik bir kayma var,
alternatif akımın bir periyodu 360 derece yani 20 mili saniye
görüldüğü gibi akım ve gerilim arasında 1/4 oranında yaklaşık 90 derecelik
yani 5 milisaniyelik bir kayma olduğunu görürsünüz

akımı ve gerilimin dalga şekilleri arasındaki bu kaymanın yönü çekilen akımın karekterini
belirler,devrede çekilen 100 amperin etkin değer bazında formülü şudur.
u=220 volt
I=100 amper
R=u/I= ohm=220/100=2,2ohm

yani bobinin 50 hz frekanstaki direnci 2.2 ohm civarındadır.bunada XL denir birimi ohmdir
Formülüde XL=2*pi*f*L ,devredeki elemanların değeriyle hesaplarsak =2*3.14*(50 hertz) *(0.007 henri)= yaklaşık 2.2 ohm buluruz.
buda 220 volt etkin gerilimde 100 amper etkin akım yapar.pik olarak 313 volt ve 141 amper......

 

[manyeto]

aynı uygulamayı konumuzu oluşturan 1.46 mili faradlık kondansatör gurubuna uygularsanız yukardaki şekilde görüldüğü gibi
yine devreye seri bağlı ampermetreden okuyacağınız değer 100 amperdir,neden yüz amper? çünkü ben tüm akımları 100 gibi bir sayıda
sabitledim,50 hz ve 220 volt etkin değere ancak 1,46 mili farad yani 1460 mikro farad kondansatör bağlarsanız
sisteme bağladığınız kondansatörler yaklaşık 2.2 ohm etkin direnç gösterir buda 100 amper yapar etkin olarak.
kondansatör uçlarındaki etkin gerilimde yaklaşık 220 volttur.

görüldüğü gibi önce akımı ölçüyoruz,akımı ölçme yöntemimizde piyasada şönt diye tarif ettiğimiz
60 milivoltluk dc ampermetre probları.yanlız biz burda teorik olarak akım bilgisi en pratik şekilde
nasıl örneğin 0-10 volt gerilim bilgisine çevrilir onu vurgulamak istiyoruz.

yoksa akım bilgisine ulaşmanın pek çok yöntemi mevcut,örneğin hall efekt sensörleri,akım trafoları örnektir.
seri direnç en basit yolu.

neyse yukardaki devrede osilaskop sinyali aşağıdaki gibi olur.


kondansatörün uçlarındaki gerilim bilgisini tespit için aletleri aşağıdaki gibi bağlarsak
osilaskoptan kondansatör uçlarındaki gerilime ait bilgiyi görürüz.


bu bağlantı biçiminde osilaskopa bakarsak göreceğimiz gerilime ait dalgadır


yine iki dalgaya ait görüntüleri aynı zemine yansıttığımızda
dalgalar arasında bir periyodun çeyreği oranında bir gecikme olduğunu görürsünüz.
denemesi bedava bu kez gerilime ait dalga 90 derece geriden takip eder
bobinin tam tersi osilaskopu aşağıdaki şekilde görüldüğü biçimde bağlarsanız hem gerilim hemde akıma ait bilgileri
birlikte görebilirsiniz.


mavi akıma ait dalga formu 10 volt max
kırmızıda gerilime ait dalga biçimi

 

[Teknikadam_41]

Sn arkadaşım rezonans demek XL=XC demektir. Dolayısıyla verilen örneklerin hepsi R-L-C devre ve L-C devrelerinden oluşturulması gerekirken siz bunların dışındaki tüm kombinasyonları oluşturdunuz. Olması gereken devreler ortada yok sürekli konu ile alakasız devre örnekleri veriyorsunuz. Tossun2008 arkadaşımın yorumlarına tamamen katılıyorum.

 

[manyeto]

Sn arkadaşım rezonans demek XL=XC demektir. Dolayısıyla verilen örneklerin hepsi R-L-C devre ve L-C devrelerinden oluşturulması gerekirken siz bunların dışındaki tüm kombinasyonları oluşturdunuz. Olması gereken devreler ortada yok sürekli konu ile alakasız devre örnekleri veriyorsunuz. Tossun2008 arkadaşımın yorumlarına tamamen katılıyorum.

dostum rezonans konusunun iki as elemanı bobin ve kondansatöre
ait elektrikçiler için geçerli davranış biçimlerini sunayım dedim önce,bir birimize bir şey ispatlama
derdimiz yok konuya vakıf olmayanlar için arama motorlarında doğru
düzgün bir şeyler sunmak amacımız yavaş yavaş......

 

[manyeto]

yukarda alternatif akımda davranışlarını sergilemeye çalıştığım iki ana eleman olan bobin ve kondansatör dışında
üçüncü eleman olan direnç en normal elemandır.R=U/I=ohm (R=direnç birimi ohm,U=gerilim birimi volt,I=akım birimi amper)
formülüyle açıklanır,elektrik akımının geçişine karşı koyar,bu elemana ait akımın dalga şekli gerilimle aynı fazdadır
akım ve gerilim değerleri aynı fazda dalgalanır.o sebeten eklemedim,ama elektrik devrelerinin en önemli elemanlarındandır,
ufolardan tutunda,elektrikli termosifon,ütü,saçkurutma makinası,ampul,radyo,bilgisayar,hemen heryerde olmassa olaz elemandır.
en az problemli ve yalın elemandır.gerilim bölmeden tutunda,sinyal tespitine ,ısınmaya ve hatta ağırlık ölçmeye ve daha
söylemediğim pek çok işte çözüm üretir.elektrik akımı için hemen her şey bir dirençtir,fakat sıradan krom nikel
veya karbonlu dirençler,yalındır.ısıtır ve direnir.harmonik distorsiyon veya başkaca aşılması güç problem çıkarmaz kişiye.
ohm kanunu bilen,direnci kolayca bir devrede analiz eder.o sebebten grafiğe falan gerek yoktur.


rezonans konusun elektrikçiler açısından önemli bir konu olduğunu düşünyorum.hele günümüzde kompanzasyon konusunda
işletmelerin yaptığı harcamalar ve bu işin teknik kısımlarını çözmek için harcadığımız röle kontaktör sigorta
kondansatör baya çok.kompanze bir işletme için olmassa olmaz,çoğu arkadaşımız bu işlerden geçimini sağlıyor
tedaş bile %20 farklardan azar azar aşağıya iniyor,yakında %0.1 isterlerse şaşırmam çünkü bu işin son noktası
%0 yani işletme tam rezonansa girecek şebekeden çekilen bobin akımları,kondansatör akımlarıyla matematiksel olarak
tam olarak eşitlenecek.tabi şu harmonik distorsiyonlar olmassa dimi.


yukarda gördüğünüz direncin göz ardı edilerek geriye kalan iki devre elemanı olan bobin ve kondansatörün
bağlanabileceği yegane iki bağlantı biçimi seri yada paralel.şimdi burda bilerek direnç göz ardı edildi.ama gerçek yaşamda yüzde
0.00001 de olsa etkisini mutlaka hissetiren bir unsurdur,en belirgin unsuru iletkenlerde yanma ve patlama
biçiminde kendini gösterir.bizim konumuz rezonas ve onun faydaları olduğu için
şimdilik direnci görmüyoruz,yada çok düşük 1 mikroohm o sebebten sorun değil,
ayrıca tüm iletkenler süper iletken diyelim.