endüstriyel elektronik

11. BLM: ENDSTRYEL ELEKTRONK UYGULAMALARI

A. ISI VE IIK KONTROL ELEMANLARI1. Is kontrol elemanlarElektronik devrelerle scaklk kontrol (denetimi) yapabilmek, ortam scakln belirlemek,

alclar yksek scaklktan korumak vb. gibi amalar iin s kontrol elemanlar (sensrler vetransdserler) kullanlr.

a. Termistrler (sya duyarl direnler, sl direnler)Ortam scaklna bal olarak diren deerleri deien elemanlara termistr denir.

Termistrler, nikel oksit, kobalt, manganez oksitleri, bakr, demir, baryum titanit vb. maddelerdenyaplm elemanlar olup, boncuk, disk, rondela vb. eklinde retilirler. Uygulamada kullanlantermistrler eitli diren deerlerinde (10 W, 100 W, 500 W, 1000 W, 3000 W, 5 kW 10 kW, 20 kW)retilmektedir.

I. PTC (positive temperature confient)Scaklk arttka diren deerleri artan ve zerinden geirdikleri akm azaltan elemanlara

PTC denir. PTC'ler, otomatik s kontrol cihazlarnda, scaklk lme aletlerinde, renkli TV'lerintplerinde d manyetik alanlardan dolay ortaya kan renk karmalarnn nlenmesinde vb.kullanlr.

PTC'nin salamlk testiOhmmetreyle yaplan lmde soukta dk diren, stldnda ise yksek diren deeri

grlmelidir.

II. NTC (negative temperature confient)Yap olarak PTC'ye benzer.

Isndka direnci azalr ve zerindengeirebildii akm artar.

NTC'nin salamlk testiOhmmetreyle yaplan lmde

soukta yksek diren, stldnda isedk diren deeri grlmelidir.

Yandaki ekilde PTC ve NTC'nindirenlerinin scakla bal olarakdeiimini aklayan eriler verilmitir.

PTC ve NTC rnekleri

NTC PTC

R (W)

T (C)

PTC ve NTC'lerin diren deerlerininscakla gre deiim erileri

PTC ve NTCsembolleri

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

CASPERPDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

2PTC ve NTC'lerin baz kullanm alanlar Isya duyarl devre yapm, Demanyetizasyon (televizyon ekranlarnda grnt bozulmasnn nlenmesi) ilemi, Scaklk lm, Transistrl devrelerde scaklk dengeleme, l aletlerinin korunmas, Buzdolaplarnda scaklk kontrol, Zaman geciktirme, Byk gl elektrikli motorlarn sya

kar korunmas

NTC termistrl soukta alandevre

Yandaki ekilde verilen devrede, ortamsoukken NTC'nin direnci yksek olacandanT1 transistrnn beyzine bal olan pottagerilim olumaz ve T1 kesimde kalr. T1'inkesimde olmas A noktasndaki geriliminyksek olmasna neden olur. A noktasnngeriliminin ykselmesi T2'yi iletime sokar veled yanar.

Ortam sndnda NTC'nin direnci azalr vepot zerinde oluan gerilim T1'i srer. T1'iniletken olmas A noktasndaki gerilimin dmesine neden olur. A noktasnn geriliminin dmesiise T2 transistrn kesime sokar ve led sner.

b. Termokupllar (thermocouple, sl ift)Yksek scakla sahip bir ortamn (frn, ocak, kazan vb.) scaklk deerini klasik

termometrelerle belirleyemeyiz. Bu gibi durumlarda kullanabileceimiz iki eleman, termokupltemelli lme devresi ve diren temelli (termorezistans) lme devresidir.

Termokupl temelli lme sisteminde sy gerilime eviren bir yap vardr.Diren temelli lme sisteminde ise sya gre direnci deien elemanlar mevcuttur.Diren temelli lme sistemi daha ok dk scaklklarn (-200 il +850 C) llmesinde

kullanlmaktadr.

Termokuplun yapsYukardaki ekilde grld gibi bir ular birbirine balanm iki farkl metalin (demir ve

ki transistr ve NTC'li soukta alan devre

R2

R1

R3

NTC

T1

T2

BC547

BC547

1-10 kW

1-10 kW

P

10-100 kW

1-10 kW

1 kW

-T

A

L

+12 V

Termokuplun yaps Yksek scaklklar lmedekullanlan termokupl rnekleri


CASPERPDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

3konstantan gibi) birleim yzeyleri stlarak elektrik akm elde etmede kullanlan cihazlaratermokupl denir. Termokupllar -200C il +2000C arasndaki scaklk lmlerinde kullanlangvenilir ve ekonomik endstriyel alglayclardr. Termokuplda oluan elektrik akm, birleimnoktasnn scaklna bal olup, metallerin farkl elektriksel ve termik zelliklerinden ilerigelir. Baka bir deyile, yksek scaklk olan blmdeki elektronlar yksek termik enerjiiermekte ve bu elektronlar souk blgeye doru hareket etmektedir. Bu ilem sonucunda isek ularnda mikrovolt ile milivolt dzeyinde bir gerilim domaktadr.

Termokupllarn lm yapan ksm ak (plak) olarak frn iine konmaz. nk, oksidasyon(kflenme) ve dier d etkenler eleman abuk bozar. Bu nedenle sy alglayan ksm,yukardaki ekilde grld gibi iine oksidasyonu (kflenmeyi) nleyici gaz doldurulmukoruyucu boru (klf) iine yerletirilir.

Termokuplun sya maruz kalan ksmn koruyan silindirik yapl tp 1200 C'a kadarmetalden, 1200 C'n zerindeki scakln sz konusu olduu yerlerde ise seramik malzemedenretilir.

Koruyucu tplerin baland alminyum dkmden retilmi kafa ksmnda termokupltelleriyle kompanzasyon (dengeleme) kablosunun balantlarnn yapld terminaller bulunur.

Termokuplda retilen gerilimin, lm yapan cihaza kadar ulatrlmasnda yukardakiekilde grld gibi zel yapl kablolar kullanlr. Kullanlan kablolarn yaltkan tabakassya dayankl silikon-kauuk, cam elyaf-asbest vb. gibi malzemelerden retilir.

Termokupl seimi rastgele deil,llecek olan scakln deeri gznnealnarak yaplr. yle ki; plastik retimendstrisinde scaklk 0 il 400 Carasnda, demir elik sanayiindeki scaklkise 0 il 1800 C arasndadr. Bu scaklkfarkll nedeniyle seilecek termokupl daayr tipte olacaktr. rnein dkscaklklarn lmnde kromel-konstantan, demir-konstantan, bakr-konstantan ikilisiyle yaplm termokupllarkullanlr.

Yandaki ekilde termokuplun lmesistemine balan gsterilmitir.

Termokuplun anmaynleyici klf iine konmas

klf

Termokuplun rettii gerilimin lme dzeneklerineulatrlmasnda kullanlan yksek scakladayankl kablolara ilikin rnekler

silikon+cam elyaf+kalayl bakr

silikon+silikon

Termokuplun lme dzeneinebalannn basit olarak gsterilmesi

terminal kutusu

sya dayankl kablolar

terminalterminal soketi

balant arac

tutturma borusu

d koruyucu tp

i koruyucu tp

izolatr

termokupl

balantkutusu

analog yada dijitalyaplgsterge

C


4Uygulamada kullanlan baz termokupl tipleri Bakr-konstantan birleimi termokupl Demir-konstantan birleimi termokupl Nikel krom-nikel birleimi termokupl Platin radyum-platin birleimi termokupl Kromel-konstantan birleimi termokupl Kromel-alumel birleimi termokupl

eitli tip termokupllarn kullanld scaklklarTermokupl tipi ScaklkCu-CuNi -200 il +300 CFe-CuNi -200 il +800 CNiCr-Ni 0 il +1200 C

Termokupllarn kullanm alanlarTermokupllar uygulamada ok yksek scaklklarn llmesinde

kullanlr. Yani, demir-elik, imento, seramik, cam, kimya, petrol,gda, kt vb. sektrlerde termokupllu scaklk lme dzeneklerinerastlarz..

Rezistans (diren) tipi scaklk sensrleriBtn metaller elektrik akmn az ya da ok iletir. letkenlerin

her birinin akma kar gsterdii diren deeri farkl olmaktadr.Bir metalin akma kar gsterdii diren deeri,

R = r.l / S [W] denklemiyle bulunur.Denklemde,r (ro): Maddeye gre deien zdiren deeri,l: Uzunluk,S: Kesit [mm2]'dir.Diren deiimine gre scaklk lmnde kullanlan metaller genellikle, platin ve nikeldir.

Bu metallerin avantaj diren deiim karakteristiklerinin iyi olmasdr. Baka bir deyile platin,yksek zdirence sahip olmas nedeniyle deil, almasndaki dengesi sebebiyle direntermometrelerinde kullanlan standart bir metaldir.

Platin ve nikelden yaplm rezistans termometrelerin zellikleri yledir:PT100lme sahas -200 il +550 CDirencin deiimi (W/C) 0,42...0,39...0,32

NI 100lme sahas -60 il +180 CDirencin deiimi (W/C) 0,47...0,55...0,81

Yar iletken maddelerden yaplan sya duyarl devre elemanlarYar iletken temelli scaklk alglama sensr ve transdserleri germanyum, silisyum gibi

maddelerden retilirler. Yap olarak mercimek kondansatr ya da plastik gvdeli transistrlerebenzerler. PTC, NTC, termokupl gibi elemanlarla ok dk scaklk deiimlerini doru olarakalglamak mmkn deildir. te bu noktadan hareketle hassas scaklk alglama ilemlerindeyar iletkenlerden yaplm kaliteli elemanlar kullanlr.

koruyucuboru

scaklkladirencideieneleman(diren)

Rezistans tipi scaklksensrnn yaps

balant bal


5Yar iletkenden yaplm sya duyarl eleman rnekleri

I. LM 35 (klf 1)Isya bal olarak gerilim retir. -

55C il +l50C'lk scaklklarnalglanmasnda kullanlr. Her1C'lk scaklk artnda yaklak 10mV retir.

II. LM235 (klf 2)Isya bal olarak gerilim retir. -

40C il +125C'lk scaklklarn alglanmasnda kullanlr. Her 1C'lk scaklk artnda yaklak10 mV retir.

Termistrl scaklk kontrol devreleriEndstriyel uygulamalarda scaklk derecesinin llmesi iin bir ok dzenek mevcuttur.Scaklk lmnde kullanlan baz elemanlar: PTC, NTC, yar iletken s sensr, dtan

stmal bimetal, diren teliyle stmal bimetal, kuyruklu (gazl) termostat ve termokupldur.

I. Dijital yapl scaklk lme devresiAadaki ekilde verilen devrede scaklk, KTY10 adl NTC termistr tarafndan alglanp

ICL 7106 entegresine elektrik sinyali olarak uygulanr. ICL 7106 entegresinin iinde analog/dijital evirici (ADC) ve display src devreleri mevcuttur. Bu sayede ortam scaklgstergede (display) okunabilir. Devrede kullanlan R1 trimpotu devre iin referans gerilim

klf 2

(ayar)

Uk

klf 1

VkVbe

slem

e

V bes

lem

e

asease

LM35 ve LM235 tipi scaklk alglayclarnn ayaklarnn dizilii

Dijital yapl scaklk lme devresi

R1 R2

ICL 7106

3,5 hnelistandart LCDdisplay

IC 4030

9 V

150 k

5,6 k

1,5 k

470

k10

0 k

100

k

100

pF

100

k

100

nF

220

nF

100

k22

0 k

10 n

F

S

100 nF

KTY10 (NTC)

alt alt alt alt

adj.

adj.(ayar)


6ayarn yapar ve "mV/C" orann belirler. R2 trimpotu giri dzeyini ayarlamaya yarar. Devrenindoru alabilmesi iin R1 ve R2 trimpotlar ok hassas ayarlanmaldr.

Scaklk lme devresi -40 il +125 C arasndaki deerleri lebilir. Devrenin harcadenerjinin minimum seviyede olabilmesi iin LCD gsterge kullanlmtr. Devrede ledli dis-play (anodu ase tip yedi paral gsterge) kullanlmak istenirse ICL 7107 entegresikullanlmaldr. Bu iki entegrenin ayak balantlar tamamen ayndr.

II. Scakl gerilime eviren devreAadaki ekilde verilen devrede ortam sndka NTC'nin direnci azalr ve zerinde oluan

gerilim der. Bunun sonucunda op-ampn 2 numaral giriinin gerilimi azalr. 741'in 3 numaralgiriinin gerilim deeri sabit olduundan, iki giri ucu arasndaki gerilim fark byr. Girigerilimleri arasndaki farkn bymesi k geriliminin seviyesini ykseltir. kn ykselmesiise tetiklenen sistemde (ampermetre, voltmetre, analog-dijital evirici vb.) deiiklie neden olur.

III. Dijital yapl scaklk lme aygtSantigrad (C) cinsinden scaklk lm iin retilmi cihazdr. Prob iindeki sensr NiCr-

Ni tipidir. lme snrlar, 0-1200 C arasnda deimektedir.Not: Yukardaki ekilde grlen aygt, Meter firmasnca retilen D145MF model portatif

scaklk lme cihaz iin geerlidir.

Motor ve transformatr gibi aygtlarn arscaktan korunmas

fazl asenkron motorlarn byk gl ve pahalmodellerinin arzalanmasn (sarglarnn yanmasn)nlemek iin termistrlerden de yararlanlr. Korunacakmotorun statorunun oyuklarna yerletirilmi olansarglarn arasna konulan termistrler yksek scaklkolumas durumunda elektronik devreyi altrarakmotorun durmasn salar.

Scakl gerilime eviren devre

10 k

680 W

10k

10 k

10 k

1-10k

-T

741-2

+3

7

4

6

100 nF +12 V

Vk0,5 V/C

100 k

100 k

680

k

-

Dijital yapl scaklk lme aygt

zene

r di

yot

6,8

V

stator

sargoyuklarnakonulantermistr

Isya duyarl elemannstator oyuuna yerletirilmesi

470 W


7I. Termistrl (PTC, NTC) mo-tor koruma rlesi

Termistrl motor koruma rlesindealcya kumanda eden kontaktrndevre d edilmesini salayan sistemelektronik yapl bir devredir.

Kk gl ve ucuz tipdekimotorlarda termistrl koruma rlesiyoktur. Bu yntem daha ok bykgl, hassas ve pahal motorlarnkorunmasnda kullanlmaktadr.

c. TermostatlarIs etkisiyle kontaklarn konum

deitirmesini salayan cihazlaratermostat denir. Bu elemanlar, stma,soutma, havalandrma vb. yerlerdescaklk derecesini istenilen deerdetutmak amacyla kullanlrlar.

Termostatlar kullanldklar yere gre e ayrlr:I. Oda termostat,II. Sv termostat,III. Kat madde termostat

Oda termostatlar ortam scaklnn sabit tutulmasn kontrol etmede kullanlrlar. Bunlar,gazl, bimetalli ya da elektronik yapl olabilir.

Sv termostatlar akkan zellikli (sv) maddelerin scaklnn kontrol edilmesindekullanlr. Yaplar oda termostatlaryla hemen hemen ayndr.

Kat madde termostatlar alternatr ve pahal tip motorlarn sarglarnn yksek scaklklardankorunmasnda, scaklk lme, kontrol cihazlarnda vb. kullanlrlar.

Mekanik yapl termostatlar yaplar bakmndan e ayrlr.Bimetalli termostatlarIstldnda genleme katsaylar farkl olan iki ince metal plaka birbirine yaptrlarak bi-

metal elde edilir.Birbirine yaptrlm olan metalleri A ve B olarak adlandralm. Bu birleime s verdiimiz

Termistrl motor koruma rlesinin devreye balants

elektronikdevreli

rleM

I0

3xPTC

ayardmesi

Mekanik yapl (bimetalli)oda termostat

Direkt stmal, bimetalli termostat

AA

M M

Mp


8zaman genleme katsays yksek olan metal fazla uzamak ister. A ve B birbirine yapkolduundan ok uzayan metal ksa kalan metalin zerine doru eilir. te bu prensip, maliyetiucuz, termostatlarn yaplmasn salamtr.

Yukardaki "a" eklinde t, elektrik sobas, sa kurutma makinesi vb. gibi cihazlardakullanlan direkt stmal tip bimetalli termostatn yaps verilmitir. Bu modelde bimetal dardangelen syla bklerek kontaklarn konumunu deitirmektedir.

Yukardaki "b" ve "c" ekillerinde termik ar akm rlelerinde kullanlan endirekt stmal tipbimetalli termostat (ya da termik ar akm rlesi) verilmitir. Bu tip termostatlarda bimetal kkgl bir stcnn iine yerletirilmitir. Alcnn ektiiakm normal snrlar iindeyken rezistans azsndndan bimetal bklmez. Alcnn ektii akmartacak olursa rezistanstan geen akmn artmas buelemanda oluan scakl artrr. Bunun sonucunda bi-metal bklerek kontaklarn konumunu deitirir.

Bimetalli termostatlarda s ayarn yapabilmek iinbir dme (ayar vidas) mevcuttur. Bu vida saat ibresiynnde evrildii zaman, dmenin u ksmbimetale yaklar. Bu da bimetalin daha yksekscaklkta devreyi amasna neden olur.

Yandaki ekilde bimetalli oda termostatnn i yapsve devreye balants verilmitir. Bu eleman oda scakln istenilen deerde tutmak iinkullanlr. Termostatl stc altrld zaman, ortam soukken alc almaya balar. Busrada termostat zerindeki birinci lamba yanar. Ortam scakl istenen deere ykseldiindebimetal bklerek kontaklarn konumunu deitirir.

ebekeden

kontak

a. Direkt stmal tip bimetalin yaps b. Endirekt stmal tip bimetalin yapsc. Endirekt stmal bimetalin grn . Bimetalin souk ve scak ortamdaki davran

bimetal

soukdurum

scakdurum

bim

etal

bim

etal

alcyaalcya

bimetal

kontakstcdiren

ebekeden

Bimetalin s ile bkl

alcscaklk ayar vidas

bimetal bimetal

s

alc

kontak

(a) (b) (c) ()

V V

stc

lam

ba1

lam

ba2

bim

etal

kontaklar

RMp

Bimetalli oda termostatnndevreye balan


9Gazl (krkl,kuyruklu) termostatlar

Gazl termostatlar hzlgenleen gazn bulunduuhazne, krk vekontaklardan oluur.Termostatn haznesi,scakl kontrol edilecekblgeye monte edilir. Hazneiinde R-12, N2 ya da bakabir gaz bulunur. Ortamsouyunca gazn hacmiazalr. Esnek yapl krkieri ekilerek kontaklarnkonumunu deitirir. Ortamsnnca ise gaz genleerekkr iirir ve kontaklartekrar eski konumuna gelir.

Yandaki ekilde gazl(kuyruklu) termostatlarkullanlarak soutucununkontrolne ilikin emaverilmitir.

Civa tpl bimetallitermostatlar

Yandaki ekildegrld gibi bu tiptermostatlar ierisindekontaklar ve civa bulunancam tp ile spiral eklindekibimetalden oluur.

Ortam soukken spiralbiimindeki bimetalkvrlarak civann ikikonta birbirinebalamasn salar. Budurumda cam haznedenakm geer. Ortam sndnda bimetalden yaplm spiral alarak cam hazneyi dikey hlegetirir. Bu durumda civa akarak akm geiini sona erdirir.

2. Ik kontrol (fotoelektrik) elemanlarnn tantlmas ve incelenmesinsan gz, dalga boyu 380 nanometreden 780 nanometreye kadar olan elektromanyetik

dalgalar k olarak alglar. Gzn en yksek duyarll yeil ile sar renkleri arasndadr.Ultraviyole (mor tesi), ve enfraruj (kzl tesi) nlar ise insan gz tarafndan alglanamaz.

Aydnlatma iddeti kavramIk aksnn, dikey olarak aydnlanan yzeye oranna aydnlatma iddeti denir. Aydnlatma

kontaklar

gaz haznesi

gazhaznesi

krk

kontaklar

gazhaznesi

buzdolabnnbuzlukblm

220

V

Gazl (kuyruklu) termostatlarn yaps

Gazl termostatn soutucu motorunu kontrol edii

kontaklar ak

bimetal erit

Cam tpl ve bimetalli termostatn yaps

gaz haznesi

gaz haznesikontakular

gazl termostatnkrk ve kontakblm

motor


10

iddetinin birimi lux'tr. (Lux: k,parlaklk)

a. LDR'ler (light dependentresistance, fotodiren)

Ikta az diren, karanlktayksek diren gsteren devreelemanlarna LDR denir. Baka birdeyile aydnlkta LDR'lerinzerinden geen akm artar,karanlkta ise azalr.

LDRlerin karanlktaki direnleriyaklak 1 MW aydnlktakidirenleri ise 100 W ile 5 kWdzeyindedir.

Yandaki ekilde LDR'lerindirencinin a gre deiimineilikin eri verilmitir.

LDR'ler, CdS (kadmiyum slfr),CdSe (kadmiyum selinr),selenyum, germanyum ve silisyumvb. gibi a kar ok duyarlmaddelerden retilmektedir.

LDR yapmnda kullanlanmadde, alglaycnn hassasiyetini vealglama sresini belirlemekte,oluturulan yar iletken tabakannekli de alglaycnn duyarllnetkilemektedir. LDR'ye gelen nodaklamasn salamak iin st ksm cam ya da effaf plastikle kaplanmaktadr.

LDR'ler eitli boyutlarda retilmekte olup, gvde boyutlar bydke g deeriykselmekte ve geirebilecekleri akm da artmaktadr.

Uygulamada yaygn olarak kullanlan baz LDR tipleri: LDR03, LDR05, LDR07, OPR60...LDR'ler, endstriyel kumanda sistemlerinde, otomatik gece lambalarnda, dijital sayclarda,

brlrlerde, kann renk younluunu belirleyen tbb cihazlarda, flal fotoraf makinelerinde,hareket dedektrlerinde, zil butonlarnda vb. kullanlrlar.

b. Fotodiyotlar (photodiode, a duyarl diyot)zerine k dtnde iletken olarak katot ucundan anot ucuna doru akm geiren

elemanlardr.Fotodiyotlar dorultma diyotlarna benzerler. Tek fark fotodiyotlarn birleim yzeyinin

aydnlatlm (k alabiliyor) olmasdr.Bu elemanlar devreye ters balanrlar ve k ile ters yndeki sznt akmlarnn artmas

suretiyle kontrol yaparlar. Bu kontrol, kla yar iletkenin kristal yapsndaki balarn baznoktalarda kopmas sonucu elektron ve oyuklarn hareketiyle doan akmn oalmasyla olur.

Fotodiyotlarda mercekli ksma gelen a gre katotdan anota doru akan dk deerliakm deiir. Geen akm, n iddetine bal olarak 100 mA-150 mA, gerilim ise 0,14-0,15

Elektromanyetik nlar ve dalga boylar

kozm

ik

nlar

gam

ma

n

lar

rnt

gen

n

lar

ultra

viyo

le

nlar

k

enfr

aruj

nlar

alte

rnat

if ak

m

rady

o da

lgal

ar

LDR'nin direncinin niddetine gre deiim erisi

1 10 100

kiddeti

10 kW

100 W

R (W)

LDR sembolleri

1 MW

LDR rnekleri

lux


11

volt arasnda deimekte olup ok kktr.Fotodiyotlarn alma hz son derece yksektir (yaklak 1 ns ile 0,2 ms). Bu hzl davranlar

ve boyutlarnn kk olmas sayesinde fiber optik kabloyla veri iletiminde kullanlmaktadrlar.Bu elemanlar, hem bir gerilim reteci hem de k alglayc olarak kullanlabilir.

Fotodiyotlar enfraruj nlara kar da duyarldr. Bunusalamak iin, diyodun gvdesindeki alc ksmn merceirenkli cam ya da plastikten yaplarak normal nlarnetkide bulunmas nlenir.

Yaygn olarak kullanlan fotodiyot tipleri: BPW12,BPW20, BPW30, BPW33, BPW34, BPW63, BPW65.

c. Fotopiller (solar cell, fotosel, gne pili,photo voltaic cell)

Gne enerjisini (gn n) elektrik enerjisinedntren elemanlara fotopil denir.

Fotopillerin yaps ve almas yledir: Fotonabsorblanmasyla (emilmesiyle) oluan yk tayclarounlukta olduklar blgelere srklenirler. Birleimyzeyinden "I" akm geer ve N tipi madde eksi (-), Ptipi madde ise art (+) yklenmi olur. I akm, birleimyzeyinin ileri ynde kutuplamasna ve birleimingerilim settinin alalmasna neden olur. D devre akise (alc yoksa) Pden Nye akm geer ve birleimyzeyindeki gerilim setti tekrar ykselir ve P blgesieksi (-), N blgesi art (+) yklenir. Sonra tekrar foton absorblanarak olay devam eder.

D devreden akm ekilirse P-N birleim yzeyindeki potansiyel, elektronlar daha yksek

k iddeti

K

A-

10 kW

R

V = 12 V

Ia bal olarak fotodiyodun zerinden geen akmn erisi

k

mercek

gvde

P-Neklemi

Fotodiyodun yaps

Iters (mA-mA)

lks (lux)

eitli fotodiyotlar

BPW34BP104 BPX633

BPW43

K

A

K

A

Fotodiyot sembolleri

Fotopiller ve fotopil paneli

+ -+ -

Fotopil sembolleri

5 10 15 20 25 30 35 40

40

35

30

25

20

15

10

5


12

potansiyele karan batarya (pil) roloynamaktadr.

Enerjisi yeterli bir k demeti P-Nbirleim yzeyine drlecek olursa,foton, elektronlarla karlap enerjiverebilir. Serbest hldeki elektronlar valanselektronlarnn ancak 1/104' kadarolduundan, bu ihtimal zayftr. Foton,muhtemel (olas) valans elektronu ilekarlar ve ona enerjisini brakarakiletkenlik bandna karr. Valans bandnakan elektron arkasnda bir boluk (artyk) brakr. Sonu olarak P tipi blge art(+), N tipi blge eksi (-) yklenerek birelektriksel potansiyel farknn olumasnayol aar. Bu da elektrik akmn dourur.

Foton aks, birim yzeyden, birim zamanda geen foton says olarak tanmlanr. Ik nlar(fotonlar) fotopil zerine dtnde kk yar iletken temelli hcrelerde yaklak 0,4-0,5 Vve 8-100 miliamperlik akmn olumasn salarlar.

Gne pilleriyle 3 V gerilim elde etmek isteniyorsa 6 tanesi birbirine seri olarak balanr.Sistemden alnan akm ykseltilmek istendiinde ise, elemanlar paralel balanr. Yksek gerilimve akm elde etmek iin yaplm gne enerjisi panellerinde yzlerce gne pili seri-paralelbal durumdadr. Gne pili zerine den n iddeti bir noktadan sonra artrlsa da (rnein4000 luxten sonra) alnan gerilim sabit kalmaktadr.

Bu elemanlar, gne yla alan, saat, radyo, TV, hesap makinesi, otomobil, sokak lambas,uydu vericisi, uak vb. gibi aygtlarda kullanlmaktadr.

. Fototransistrler (phototransistor)Beyz ucuna k dtnde C-E

arasndan akm geiini salayanelemanlardr. Fotodiyotlardan farkl olarakkla retilen akm ykseltme yaparlar. Buzellikleri sayesinde fotodiyotlardan okstndrler.

yar iletkenin birleiminden oluanfototransistrlerin C-B ular arasnabalanm olan fotodiyoda yandaki ekildegrld gibi k enerjisi (foton) gelebilmesi iin beyz ucunun bulunduu ksma mercekeklinde cam yerletirilmitir. Mercek, n ieriye odaklanarak girmesini salamaktadr.

Fototransistrler iki ya da bacakl olarak retilir. bacakl olan modellerde mercekboyanacak olursa eleman normal transistr hline geer. Mercek boyanmaz ve beyz ucu dadevreye balanacak olursa beyze iki etki sz konusu olacandan C-E arasndan geen akmnmiktarndaki deime daha fazla olur. ki bacakl fototransistrlerde (kullanm kolaylbakmndan) beyz ucu darya karlmaz.

Bu elemanlar, TV, video, mzik seti, klima gibi cihazlarn uzaktan kumanda devrelerinde,gn na duyarl olarak eitli aygtlarn ve alarm sistemlerinin altrlmasnda vb.kullanlmaktadr.

Fotodiyotlarn zerinden geirebildii akm mikroamper (mA) dzeyindedir.

keffaf yaltkan yzey

ince metal zgara

gvde

kadmiyum (fosfor karml)selenyum (bor karml)

Fotopilin yaps

Gne pili paneliyle alan televizyon

Fototransistr sembolleri Fototransistrn yaps

fotodiyot

k

C

E

B


13

Fototransistrlerise miliamperdzeyinde bir akmgeiini mmknklarlar. Akmnbyk olmas bakabir devreyialtrmada(srmede) kolaylksalar.

Baz fototransistrler: BP103B, BPW40, SFH309, BPY62-2, BPX99...BP103B tipi fototransistrn karakteristik zellikleri: Kolektr-emiter gerilimi (VCE): 35 V,

Kolektr akm (IC): 100 mA, Kolektr-emiter sznt akm (ICEO): 5 nA.

Darlington fototransistrlerBir fototransistr ile normal transistrn arka arkaya balanmasyla elde edilen devre

elemanlarna darlington fototransistr denir. Bu elemanlarn a kar duyarllklar normalfototransistrlere oranla ok fazladr.

Ik kontroll devre rnekleriI. Kaskad balantl karanlkta alan

devreYandaki ekilde verilen devrede LDR'ye k

gelince direnci azalr ve zerinden geirdii akmartar. LDR'den geen akmn pot zerindeoluturduu gerilim T1 transistrn iletime sokar.T1 iletime geince A noktasndaki gerilim azalr veT2 kesime gider. Ortam karardnda LDR akmgeirmez. T1 kesime gider. A noktasnn gerilimiykselir. T2 iletime geer ve led yanar.

Not: Led yerine rle balanaca zaman 1 kW'lukR3 direnci iptal edilir.

II. Darlington balantl karanlkta alandevre

Yandaki ekilde verilen devrede ortamkarardnda LDR'nin direnci artar. Direncinartmas bu eleman zerinde oluan geriliminykselmesine neden olur. LDR'de den geriliminykselmesi T1 ve T2 transistrlerini iletime sokar.letime geen transistrler rleyi altrr. Ortamaydnlandnda LDR'nin direnci der. zerindeoluan gerilim azalr. Transistrler kesime gider.Pot ile devrenin a duyarllk derecesideitirilebilir.

Fototransistr rnekleri Darlington fototransistr sembol

R1

R2

R3

BC547

BC547

+12 V

-

T2T1

A

P100 k

led

10 k

1 k

10 k

Kaskad balantl karanlkta alan devre

P

T1T2

R

2x BC547

33 k

470 k

rle

+12 V

Darlington balantl karanlkta alan devre

1N4001


14

III. Fotodiyotlu basit devreYandaki ekilde verilen devrede fotodiyoda k geldiinde

zerinden geirdii akm artar. Bundan dolay transistrnbeyzine giden akm azalr ve bu eleman kesime gider.Transistrn kesime gitmesiyle Vk gerilimi maksimum olur.

Ortam karardnda ise fotodiyot kesime, transistr iletimegeeceinden Vk gerilimi en dk (minimum) deere iner.ka bir led ya da rle balanacak olursa karanlkta alandevre elde edilir.

IV. Fototransistrl basit a duyarl devreYandaki ekilde verilen devrede ortam aydnlkken

fototransistr iletimde olduundan Vk gerilimi ok kktrOrtam karardnda fototransistr kesime gider ve Vk gerilimimaksimum deere ykselir.

ka (A-B arasna) bir led balanacak olursa kta alandevre elde edilir.

V. Fototransistrl a duyarl devreYandaki ekilde verilen devrede fototransistre k geldiinde

bu eleman iletime geerek BC547transistrn iletime sokar. BC547 iletimolunca rle eker ve lamba yanar.

Fototransistre gelen k kesildiinderle ilk hline geri dner.

R1 trimpotuyla devrenin almasistenen aydnlk iddetinin deeriayarlanabilir.

Grld zere verilen devre gnna duyarl olarak almaktadr. Budevrenin sadece enfraruj nlara karduyarl olmasn istersek fototransistrnmercek ksmn koyu renk effaf plastikile kapatmamz gerekir. Bunu yaptmzzaman fototransistr sadece enfraruj diyotluvericiler tarafndan yaylan nlar alglar.

rnein bir odaya alarm kurmak iin neyapmamz gerektiini dnelim. Bu ilemyaplrken odann bir tarafna yandaki ekildeverilen enfraruj diyotlu verici devresi monte edilir.Bu vericinin tam karsndaki duvara isefototransistrl devre yerletirilir. ki devre arasnabir cisim girdii anda fototransistre gelen enfrarujnlar kesilir. Bu ise, fototransistrn BC547transistrn kesime sokmasna yol aar. Kesimegiden BC547 rlenin kontaklarnn konumunudeitirir ve yanmakta olan lamba sner.

Fotodiyotlu aduyarl devre

+12 V

fotodiyot

BC237

Vk

-

1k22 kW

Vk

+12 V

1k

-

fototran-sistr

Fototransistrl basita duyarl devre

A

B

Astable multivibratrl basitenfraruj verici devresi

220 W 220 W+ 9-12 V

Fototransistrl basit a duyarl devre

+ 9-12 V

100 k-470 k

470 n 470 n

10 k10 k


15

Arka sayfada verilen astable multivibratrl enfraruj verici devresinde transistrler sraylailetim kesim olarak A noktasnda kare eklinde bir sinyal oluturur. A noktasnda oluan sinyalsayesinde enfraruj diyot belli frekansta bir n yayar. Enfraruj ledin yayd nn frekansdeeri P ile deitirilebilir.

d. Optokuplrler (optik kuplaj,optoizolatr, optik bala)

Ik yayan eleman ile k alglayan elemannayn gvde iinde birletirilmesiyle elde edilenelemanlara optokuplr denir. Bu elemanlardak yayan eleman olarak led, enfraruj ledkullanlrken, k alglayc olarak fotodiyot,fototransistr, fototristr, fototriyak vb. gibielemanlar kullanlr.

Optokuplrler daha ok, k yoluyla iki ayrzellikli devre arasnda elektriksel (galvanik)balant olmadan irtibat kurulmasn salayandevrelerde kullanlr. yle ki; dk gerilimlealan bir devre ile yksek gerilimli bir gdevresine optokuplr araclyla kumandaedilebilir.

Optokuplrler 2000 V - 5000 V'luk gerilimlere dayankl olduundan en hassas kontrolsistemlerinde gvenle kullanlr.

Burada verilen voltaj (gerilim) deerleri iki ayr zellikli devrenin birbiri arasnda akmgeiinin olabilmesi iin uygulanmas gereken deeri belirtir. yle ki; kumanda devresi 5 Vile alsn. Bu devrenin tetikleme akm gndermesiyle enfraruj led n yayarak karsndabulunan a duyarl eleman tetikler. Tetiklenen eleman ise iletime geerek yksek voltajldevrenin almasn salar.

Optokuplrler, TV, bilgisayar, PLC cihaz, fotokopi makinesi vb. gibi cihazlarda yaygnolarak kullanlmaktadr.

Uygulamada kullanlan bazoptokuplrlerin i yaps

fotodiyot fototransistr

yanstc yzey

enfrarujdiyod

fototransistr

n

yark

yzeyden yansyan sinyallerlealan optointerraptr

delikli diskinoptointerraptryarndakihareketi

Optointerraptrlarn yaps

enfraruj led fototransistr


16

e. Optointerraptrlar (optointerrupter, ak tip optokuplr)Optointerraptrlar optokuplrlere ok benzeyen devre elemanlardr. Tek fark, k yayan

eleman ile alglayan eleman arasna bir cisim girmesi mmkn olacak ekilde (ak gvdeli)dizayn edilmi olmalardr. Bu elemanlarda k yayan elemana akm uygulandnda oluank, alglaycya ular. Alglaycnn knda maksimum deerde akm oluur. Araya bir cisimgirdiinde k geii sona ereceinden alglayc elemann k akm da sfr olur.

Optointerraptrlar, bilgisayar faresi (mouse), robot kontrol devresi, fotokopi makinesi vb.gibi cihazlarda kullanlmaktadr.

B. TRANSSTR UYGULAMALARI1. Transistrl anahtarlama devrelerinin incelenmesi ve uygulanmas yar iletkenin birleiminden olumu devre elemanna transistr denir. Bu elemann, Beyz

(B), emiter (E) ve kolektr (C) olmak zere aya vardr. NPN ve PNP olmak zere iki tipteyaplan transistrler, kk deerli beyz akmna bal olarak C-E arasndan byk akm geiineizin verirler.

Transistr kelimesi, transfer (aktarma) ve resistor (diren) szcklerinin ksaltlmasylaortaya kmtr. Transistrlerin ayak adlarnn anlamlar: Emiter (emitter): Yayc, Kolektr(collector): Toplayc, Beyz (base): Taban, giri, kontrol eklindedir.

NPN tipi transistrlerin yapsNPN transistr yaplrken iki adet N tipi zellie sahip yar iletken malzemenin arasna ince

bir katman hlinde P tipi malzemeden beyz tabakas yerletirilmitir. Araya yerletirilen beyztabakas iki byk tabaka arasndaki elektron - oyuk geiini kontrol etme bakmndan grevyapmaktadr.

Transistrleri muslua (vana)benzetmek mmkndr. Musluk, akansvy denetler (ayarlar). Transistr isegeen akm denetler. Bu zelliisayesinde kk akmlar ayn biimdeolmak kaydyla bytlebilecei gibi,kk bir akm ile byk bir alcnnalmas da salanabilir.

PNP tipi transistrlerin yapsPNP transistr yaplrken iki adet P tipi

zellie sahip yar iletken malzemeninarasna ince bir katman hlinde N tipi

NPN PNPB EC

Yzey temasl transistrlerinyapsnn basit olarak gsterilmesi

NPN ve PNP transistrsembolleri

Transistr rnekleri

NPN transistrlerinyar iletken yaps

kolektr (C)

N

N

P

beyz

(B) P

P

N

beyz

(B)

kolektr (C)

PNP transistrlerinyar iletken yaps

emiter (E) emiter (E)


17

malzemeden beyz tabakas yerletirilmitir. Araya yerletirilen beyz tabakas iki byk tabakaarasndaki elektron - oyuk geiini kontrol etme bakmndan grev yapmaktadr.

Ykselte olarak kullanlan transistrlerTransistrler kullanlarak teyplerin okuyucu kafas, mikrofon vb. gibi dzeneklerin rettii

zayf elektrik sinyalleriglendirilebilir.

rnein mikrofonses dalgalarn, iindekimini bobin sayesindeelektrik sinyallerineeviririr. Bu sinyallerok kk deerliolduundan hoparlrbesleyemez (sremez).te bu nedenle arayatransistrl (ya daentegreli) ykseltedevresi konulur.Aadaki ekilde NPNtransistrn ykselte olarak altrlmasna ilikin temel devre verilmitir.

Not: Transistrl ykselte devreleri hakknda ek bilgi alabilmek iin temel elektronikkitabna baknz.

Anahtar (on-off eleman) olarak kullanlan transistrlerTransistrn kesim (yaltm) ve doyum (tam iletim) durumunda olmas, elemann anahtarlama

yapc olarak altrlmasdr. Aktif blgedeki alma ise ykselte devrelerinde geerlidir.Anahtarlama eleman olarak kullanlacak transistrn ama kapama (on-off) zamanlarnn

ok ksa olmas gerekir. zellikle yksek frekansl devrelerde, zaman rlelerinde, periyodikalan sistemlerde, dijital dzeneklerde ama kapama srelerinin ksa olmas ok nemlidir.

Alclar mekanik anahtarlarla ve alterlerle altrp durdururuz. Yk (Ry) bydke yksekakml anahtar (alter) kullanmak gerekir. Bu ise devrede hem ok yer kaplar hem de maliyetiartrr. te bu nedenle uygulamada, transistr, tristr, triyak vb. gibi elemanlar kullanlarakkk bir anahtarla byk alclara kumanda edilebilmektedir.

Byk akmn getii alterlerin olumsuz ynleriI. alter alp kapatlrken byk fiziksel kuvvet gerekir.II. Alp kapanma esnasnda grlt, kvlcm, ark olur.III. Kontaklar ark nedeniyle belli bir sre sonra geirgenliini

kaybeder (bozulur).Yandaki ekilde verilen devrede S mini anahtaryla L alcs

(led, lamba, stc, motor vb.) altrlabilir. yle ki; Skapatlnca transistrn beyzine kk bir akm gider. Bu akmtransistrn C-E ular arasndan yksek deerli bir akmgemesine neden olur. Bu sayede L alcs almaya balar.

Aslnda anahtarlama ilemi yalnzca alc altrmayla snrldeildir. yle ki; baz devrelerde osilasyonlu (salnml)

Ykseltilmisinyal buradanalnr.

TR

Cgiri Ck

yk

dire

nci

RB

Vgiri

NPN

T

Ykseltileceksinyal buradanuygulanr.

Transistrlerin ykselte olarakkullanlnn basite gsterilmesi

VCC

Vk

DC polarmadirenci

Transistrn anahtarolarak altrlmas

+

-

S

33 kW

10 kW

5-12 V

NPNBC547

330 W

L


18

sinyaller elde edebilmek iin transistrl a kapa (on-off) yapc devreler kullanlr. Yanitransistr, C-E arasndan geen akm srekli verir keser. Bu ileme de anahtarlama denir.

Transistrl rle ve kontaktr kumandasTransistrlerle sadece DC ile alan alclar

besleyebiliriz. Yani AC ile alan bir motoru transistrebalamak mmkn deildir. Ancak araya yandaki ekildegrld gibi bir rle ya da DC kontaktr balanrsa,transistr ile her trl alcya kumanda edilebilir.

Transistrlerin ayarl diren (reosta) olarakkullanlmas

Byk gl alclarn akm ayar, yksek akml vebyk gvdeli reostayla yaplabilir. Fakat reosta hem okyer kaplar, hem de ek bir enerji tketir. Ancak, pot vetransistr temeli zerine kurulu devrelerle daha iyi akmkontrol yapmak mmkndr.

Yandaki ekilde verilen devrede Pnin deerideitirildike beyze giden tetikleme akm deiir ve bunabal olarak Cden Eye geen akm ayarlanarak Lnin gckontrol edilmi olur.

Transistrl s alarm devresiYandaki ekilde verilen iki transistrl, kaskat

balantl sya duyarl devrede ortam sndndaNTC'nin direnci azalr. Direnci azalan NTC zerindeoluan gerilim klr. Klen gerilim T1transistrnn kesime gitmesine neden olur. T1 kesimegidince bu elemann C noktasndaki gerilim ykselir veT2 iletime geer.

Ortam souduunda T1 iletim, T2 ise kesim olur.

Transistrl k alarm devresiYandaki ekilde verilen iki transistrl, kaskat

balantl a duyarl devrede ortam aydnlandndaLDR'nin direnci azalr. Direnci azalan LDR zerindeoluan gerilim klr. Klen gerilim T1transistrnn kesime gitmesine neden olur. T1 kesimegidince bu elemann C noktasndaki gerilim ykselir veT2 iletime geer.

Ortam karardnda T1 iletim, T2 ise kesim olur.

Transistrle rlenin altrlmas

22 kW

NPNBC547

+

-

S

12 V

rl

e

12 V

Transistrn ayarl direnolarak kullanlmas

R13,3kWL

P 1

0-10

0 kW

R2 1 kWS

5-12

V

+

-

TBC547

5-12

V

Transistrl s alarm devresi

100 k

10-33 k

10-33 k

-TNTC

T1NPN

T2NPN

+12 V

220-

1000

W

Transistrl k alarm devresi

100 k

10-33 k

10-33 k

LDRT1NPN

+12 V

220-

1000

WC

T2NPN

C


19

Transistrl hrsz alarmdevresi

Yandaki ekilde verilendevrede ince tel kopuk deilkenT1 iletimdedir. T1 iletimdeyken T2transistrnn E-B ular arasndaoluan gerilim ok dktr. Bunedenle PNP tipi T2 transistrkesimde kalr. Baka bir deyileT1 iletimdeyken T2'nin E-Bekleminden akm gemez.

Penceredeki ince tel kopuncaT1 kesime gider. T1'in kesimolmasyla birlikte T2'nin E-Bekleminden kk deerli birpolarma akm gemeye balar ve T2 iletim olur. T2 iletim olunca rle eker, led sner, sirenalmaya balar. Devrenin 12 V'luk beslemesi kesilene kadar sirenin almas devam eder.

2. Transistrl zaman gecikme devresinin incelenmesi ve uygulanmasa. R-L zaman sabitesi hesabBir bobin ya da kondansatre gerilim uyguland ya da uygulanm olan gerilim kesildii

zaman devrenin akmnda hemen ykselme veya dme olmaz. Akmn kararl (sabit) hlegelmesi belli bir zaman sonra olur. Geici rejim ad verilen bu olay dorusal deil logaritmik(erisel) zellik tar.

Baka bir deyile zerinden 3 A geirebilen bir bobine akm uygulanr uygulanmaz bu elemandangeen akm annda 3 A olamaz. Bobinin etrafnda oluan manyetik alan geen akma ters yndebir kuvvet oluturduundan 3 A dzeyine belli bir sre sonra eriilir. Akmn 0 A'den 3 A'eulamas iin geen sre bobinin indktans (L) deerine bal olarak deiim gsterir.

ndktans (endktans, induktance, self)z indkleme EMK's, Lenz kanununa gre kendisini oluturan manyetik kuvvet izgilerin-

deki deiiklie kardr. Bobinden geen akmdaki herhangi bir deiiklie bobinin kar koymayeteneine bobinin z indktans ya da indktans denir. ndktans L ile gsterilir. BirimiHenry (Henri, H)'dir.

Bir bobinde saniyede 1 A'lik akm deiiklii, 1 V'luk EMK (elektromotor kuvvet) indkl-yorsa, bobinin indktans 1 H'dir.

Henry (H) biriminin ast katlar, milihenry (mH), mikrohenry (mH), nanohenry (nH), pikohenry(pH) eklindedir.

Henry (H) biriminin st katlar, kilohenry (kH), megahenry (MH), gigahenry (GH)eklindedir.

Uygulamada en ok milihenry (mH) ve mikrohenry (mH) deerine sahip bobinlerlekarlalmaktadr. kH, MH ve GHlik indktans deerine sahip bobin uygulamada yoktur.

Bobinlerin birimleri 1000'er 1000'er byr ve klr.

rnek: 1 H ka mH'dir.zm: 1000 mH

Transistrl hrsz alarm devresi

T1NPNBC547

10-47 k

10-47 k

+12 V

220-

1000

W

T2PNPBC308

siren

pencerenin i ksmnabalanm ince tel


20

rnek: 220 mikrohenry ka milihenry'dir.zm: 0,22 mH

N sarml bir bobinin indktans deeri, L = N. denklemiyle hesaplanr..

Denklemde,L: Bobinin indktans, N: Bobinin sarm says, fD : Manyetik alandaki deiim (Weber,,

Wb), Di: Akmdaki deiim (A)'dir..

Bobinli devrede akmn ykseliiYandaki ekilde bobinli bir DC devresi

grlmektedir. Devrede bobin bulunmasaydanahtar kapatlnca geecek akm,

I = RV eitliiyle bulunacakt.

Devrede bobin olduu iin akm RV deerine belli bir zaman sonra ulaacaktr. Bu gecikmenin

nedeni, anahtar kapatlnca devreden geecekolan akma, bobin indktansnn karkoymasdr. Bu kar koyma bobindeindklenen z indksiyon EMK'sylasalanmaktadr.

z indksiyon EMK's kendisini oluturanakmn ykselmesini nlemeye alacak veakm yandaki ekilde grld gibi bir sresonra normal (anma) deerine ulaacaktr.

Yukardaki L-R seri devredeki EMK (gerilim) denklemi Kirof'un gerilim kanununa gregre yazlrsa bu deer, diren ularndaki gerilimle indktans ularndaki gerilimin toplamnaeit olur. Yani,

V = i.R + vL ya da V = i.R + L. ti

DD 'dir..

Bu denklemde R, L, V sabit olduuna gre akmn zamanla deiecei grlr.

V = i.R + L.ti

DD denkleminden i'nin formln, i =

RV .(1 -

t.LR

e-

) eklinde karabiliriz.

Denklemde, i: Herhangi bir andaki devre akm (A), V: retecin EMK's (V), R: Bobinindirenci (W), t: Zaman (saniye, s), L: Bobinin indktans, (H)e: Doal (tabii, Neper) logaritmadr.(Neper logaritmann taban e = 2,718'dir.)

Bu denklem yukardaki ekilde verilen erinin matematiksel karldr.

i = RV .(1 -

t.LR

e-

) eklindeki akm denkleminde LR 'nin tersi olan

RL ifadesine seri R - L

devresinin zaman sabitesi (t) denir.

t = RL eklindeki zaman sabitesi denkleminin birimi saniye (s)'dir..

DC ile beslenen R - L seri devre

L

R

A

V+

- i

DC ile beslenen R - L seridevrede akmn ykseli erisi

I = RV

i

t (s)anahtarn kapatld an 5 t


21

Not: Grek (Yunan) alfabesinde kullanlan t harfi tau eklinde okunur. Baz kitaplarda tsimgesi T ile gsterilmektedir. Ancak bu doru deildir. nk T periyodun gsterilmesindede kullanldndan karkla yol alm olmaktadr.

Bobinli bir devrede, L, Rye gre kkse zaman sabitesi de kk olur. Devrenin zaman sabitesinin kk

olmas akmn da RV deerine (maksimum deer) ksa zamanda ulaacan gsterir..

L, Rye gre bykse zaman sabitesi de byk olur. Devrenin zaman sabitesinin bykolmas akmn da

RV deerine (maksimum deer) uzun zamanda ulaacan gsterir..

i = RV .(1 -

t.LR

e-

) denkleminde zaman sfr (t = 0) olduunda akm ise sfr (i = 0) olacaktr..

Zaman sonsuz (t = ) olduundaysa akm (i = I = RV ) deerini alalacaktr..

t = RL eklindeki zaman sabitesi, i =

RV .(1 -

t.LR

e-

) denkleminde yerine yazlrsa,

i = RV .(1 -

t.1

e t-

) elde edilir..

Burada I = RV ile u =

t1 eitlikleri de

kullanlarak, i = I.(1-e-u) denklemi yazlabilir.

e-u stel fonksiyon deerinin bulunabilmesiiin yandaki izelgede verilen hazr cetvel yada trigonometrik ilevli hesap makinesikullanlr.

rnek: Gerilimi (EMKs) DC 12 V olanbir retecin ularna yandaki ekilde grldgibi direnci 3 W, indktans 2 H olan bobinbalanmtr.

a. Devrenin zaman sabitesini (t) bulunuz.b. Devre akmnn denklemini yaznz.c. Akmn ilk andaki (t = 0 s) deerini

bulunuz.. Akmn 1 saniye sonra alaca deeri bulunuz.

d. Akmn maksimum (RV ) deerini alma zamann bulunuz.

zm

a. t = RL =

32 = 0,66 s

b. Devre akmnn denklemi,

stel fonksiyon cetveli

u e-u u e-u u e-u u e-u u e-u u e-u

3 W

2 H

A

V +- i12 V

L

R


22

i = RV .(1 -

t.LR

e-

) = 3

12 .(1 - t.

23

e-

) = 4.(1 - t.5,1e- )

c. t = 0da,

i = 4.(1 - t.5,1e- ) = 4.(1 - 0.5,1e- ) = 4.(1 - 0e ) = 4.(1 - 1) = 4.(0) = 0 olur..

. t = 1 olduunda,

i = 4.(1 - t.5,1e- ) = 4.(1 - 1.5,1e- ) = 4.(1 - 5,1e - )

u = 1,5 olduundan 5,1e- stel fonksiyonunun stel deeri arka sayfadaki izelgeden 0,2231

olarak bulunup i = 4.(1 - 5,1e- ) denkleminde yerine konulursa,i = 4.(1 - 0,2231) = 4.(0,7769) = 3,1076 A bulunur.

d. Devre akmnn RV deeri

312 = 4 Adir. Bu deer, , i = 4.(1 -

t.5,1e- ) denkleminde i'ninyerine konulduunda elde edilen,

4 = 4.(1 - t.5,1e- ) eitliinde t.5,1e- = 0 olmas gerekir ki bu da -1,5t = (sonsuz) olmasn

gerektirir. Buradan t = s bulunur..

Not: 5,1e- deerinin e tabanna grelogaritmasnn bilgisayarda bulunan hesapmakinesiyle tespit etmek iin, Balat/Programlar/Donatlar/Hesap Makinesi komut-larna tklanarak Hesap Makinesi uygulamasalr. Grnm mensnden Bilimselkomutuna tklanarak gelimi zellikli hesapmakinesinin arayznn almas salanr. -1,5rakam girildikten sonra Inv (invert, tersi)kutucuu iaretlenip ln tuuna baslrsa0,2231 sonucu grntlenir.

Bobinli devrede akmn azalYandaki ekildeki devrede srekli olarak "I"

akm geerken anahtar alacak olursa akmazalmaya balar ve bu srada bobinde akmnazalmasn nleyecek ynde bir z indklemeEMKs oluur. Bu z indkleme EMKsretecin EMKsyla ayn yndedir.

Devre anahtar aldnda akmn azalmas yalnz devrenin R direncine ve bobinin Lindktansna bal olmayp, devrenin al ile de ilgilidir. Devre anahtar ok an alrsa okyksek bir z indkleme EMKs oluur. Bu EMK, anahtar ularnda kvlcmn (ark, erare)olumasn ve akmn ksa bir sre daha gemesini salar. ndktif zellikli olan bobin devresine

Bilgisayarda bulunan hesapmakinesinin kullanc arayz

Bobinli, DC beslemeli devrenin almas

L

R

A

V+

-i

ab


23

bal olan anahtar ark nedeniyle daha ksa srede eskir. z indkleme EMKsnn yksek olduuhllerde bobinin tellerinin yzeyindeki yaltkan tabaka da bozulabilir. Bobin ieren alclarnakmn kesilmesi annda ksa sreli olarak rettikleri yksek EMKnn baka alclara (zellikleyar iletkenlerden yaplan elektronik devre elemanlarna) zarar vermesini nlemek iin akmkesilir kesilmez bobin ular ekil de grld gibi bir tel paras ya da diren zerinden ksadevre edilir.

Devrede anahtar a konumundan b konumuna getirildiinde sadaki gzn gerilim

dmleri toplam, i.R + Lti

DD = 0 olur..

Bu denklemin zmnden akmn denklemi, i = I.t.

LR

e-

olarak bulunur..Denklemde,i: Akmn herhangi bir t anndaki deeri (A),I: Anahtarn ald andaki akm deeri (A)dir.

t = RL zaman sabiti denklemi yukardaki formlde yerine konularak,

i = I.t.1

e t-

ve u = tt

olduundan, i = I.e-u yazlabilir..

Yandaki ekilde grld gibi bobinli devre

ald anda akm RV deerindedir. Zaman

getike sfra doru dmektedir.Bobin bulunmayan omik direnli bir

devrenin almas hlindeyse akm anden sfrainer.

Sonu olarak bobinin indktans, anahtarn

kapatlmas annda akmn hemen RV deerine kmasn nlyorsa, anahtarn almas annda

da akmn hemen sfra dmesini nlemektedir.Baka bir deyile anahtarn almasndan sonra akmn bir sre daha srmesi, bobinde

depolanm olan enerjinin boalmasndan baka bir ey deildir.

HatrlatmaBobine akm uyguland zaman bu elemann etrafnda belli bir iddette elektromanyetik

alan oluur. Alann bykl elemandan geen akma, sarm saysna, nvenin ekli ve cinsinegre deiir. Bobinin akm kesildii anda elemann evresinde bulunan manyetik alan okhzl bir ekilde maksimum hlden minimum hle doru deiim gsterir. Deiken manyetikalan bobinin iindeki elektronlara kuvvet uygulayarak akm oluturur. Baka bir deyile akmnkesilmesi manyetik alann azalmaya balamasna, o esnada da bobinde z indkleme EMKsnndomasna sebep olur.

rnek: zerinden 15 A akm geen bir bobinin omik direnci 2 W, indktans ise 0,2 Hdir.Bobin ular ksa devre edildikten 0,5 saniye sonra akmn deeri ne olur? Hesaplaynz.

zmBobinin zaman sabitesi,

DC ile beslenen R - L seridevrede akmn azal erisi

I = RV

i

t (s)anahtarn ald an

5 t


24

t = RL =

22,0 = 0,1 s

i = t.1

e.I t-

= 5,0.

1,01

e.15-

= 5,0.10e.15 - = 5e.15 -

u = 5 olduundan stel fonksiyon cetvelinden ya da hesap makinesi kullanlarak,e-u = e-5 = 0,006738 bulunup, i = 15.0,006738 = 0,10107 A olarak hesaplanr.

b. R-C zaman sabitesi hesabKondansatr (kapasitr, sa, capacity, meksefe)ki iletken levha arasna konulmu yaltkan plakadan oluan pasif devre elemanna

kondansatr denir. Kondansatrn sembol(simgesi) C, birimi farad (F)dr. Farad okbyk bir birim olduundan daha ok milifarad(mF), mikrofarad (mF), nanofarad (nF) vepikofarad (pF) kapasitelere sahip kondansatrlerkullanlr.

Kilofarad (kF), megafarad (MF), gigafarad(GF) gibi deerlere sahip kondansatrleruygulamada (pratikte) olmadndankondansatrlerin st katlar yok saylr.

rnek:22 mFlk kondansatr ka nanofarad (nF)dr.zm: 22 000 nF

rnek: 330 pFlk kondansatr ka mikrofarad (mF)dr.zm: 330.10-6 mF = 0,00033 mF

Kondansatrlerin baz kullanm alanlar unlardr: Diyotlu dorultma devrelerinde ktan alnan salnml sinyallerin filtre edilip

dzgnletirilmesi (szlmesi) ndktif zellikli alclarn akmla gerilim arasnda faz fark oluturarak ebekeden reaktif

(kr) g ekmesinin nlenmesi (kompanzasyon) Ykselte devrelerinde mikrofon ve hoparlre doru akm gitmesinin nlenmesi (kuplaj

ilemi) Bas ve tiz seslerin elde edilmesi iin yaplan pasif ya da aktif filtreler Rezonans devreleri Osilatr devreleri Anahtar, alter, rle gibi a-kapa yapan elemanlarn kontaklarnda oluan arkn (kvlcmn)

azaltlmas

Kondansatrn dolmas (arj)Bir kondansatrn levhalar arasnda yaltkan madde (dielektrik) olduundan, elemana DA

uygulanrsa devreden srekli olarak akm geii olmaz. Sadece kondansatr dolana kadarkaynaktan akm ekilir. ekilen akmn miktar kondansatrn kapasite deerine baldr.

C zerinde biriken elektrik yklerinin potansiyel fark (gerilimi) retecin gerilimine eitolduu anda ekilen akm sfr (0) olur.

Kodansatr birimlerinin birbirine dnm


25

Bo bir kondansatr retece baland andaortaya kan elektriksel olaya kondansatrndolmas (arj) denir.

Yanda verilen devrede A anahtarkapatldnda devreden geen akmn veeleman ularndaki gerilimin deiim erisiyandaki ekildeki gibi olur. Eleman dolduundaakm sfra iner, gerilim ise maksimum deereular.

Kondansatrn nne hi diren balanmasabile dolmas belli bir zaman alr. nk Cyeseri bal diren yokken de kondansatrnbalant ularnn, plakalarnn gsterdii bellibir omik diren sz konusudur.

Sonu olarak kondansatrn dolma zamantamamen nne konan omik dirence balolmaktadr. Eer kondansatrn nne okyksek deerli bir diren balanacak olursa buelemann dolma zaman da ona gre uzar.

Yandaki devrede A anahtar kapatlarak CyeV gerilimi uygulandnda C hemen dolamaz.Burada dolma zamann uzatan eleman Rdirencidir. te yandan kondansatrn kapasitedeerinin bykl de dolma zamannnbelirlenmesinde etken durumundadr. Yanibyk kapasiteli kondansatr daha gedolmaktadr.

Kondansatrn dolmas (ya da boalmas) iin geen zamana zaman sabitesi (time con-stant) denir. Zaman sabitesi t (tau) harfiyle gsterilir. R - C seri devrede denklemi,

t = R.C, birimi saniye (s)dir.

Denklemde,R: Kondansatre seri bal direncin deeri (W), C: Kondansatrn kapasite deeri (F),t: Zaman sabitesi (s)dir.Kondansatrle yaplan deneyler sonucunda bu elemann,t (zaman sabitesi) I (arj akm) V (arj gerilimi) 1 t sonra % 36,8 % 63,2 2 t sonra % 13,5 % 86,5 3 t sonra % 4,98 % 95,02 4 t sonra % 1,83 % 98,17 5 t sonra % 0,67 % 99,33eklinde tepki gsterdii grlmtr.

Verilen deerlerden grld gibi bir C, kendisine uygulanan gerilimin tamamna hemenhemen 5 t (zaman sabitesi) sresinde arj olmaktadr.

Kondansatrn dolmas

C

RA

V i+

-

+

-

Kondansatrn dolmas anndaakmn ve gerilimin deiim erileri

i

i

I = RV

anahtarn kapatld ant (s)

t (s)

V

anahtarn kapatld an

Cnin ektiiakmn azal

Cnin gerili-minin art

(a)

(b)

5 t

5 tb

a


26

Yandaki ekilde bir kondansatrn arj vedearj erileri birlikte verilmitir.

Not: Pratikte kullanlan kondansatrler hibir zaman uygulanan gerilimin tamamna arjolamaz. Bunun nedeni kondansatr plakalararasndaki ok kk deerli olan szntakmdr. Ancak aradaki fark ok ok kkolduundan anlatmlarda Cnin % 100 olarakdolduu kabul edilir.

rnek: 30 kW (30000 W)luk bir diren 0,2mF (0,2.10-6 F)lk bir kondansatr seri olarak balanm ve bu devreye DC 10 V uygulanmtr.Kondansatrn gerilimi ka saniye sonra uygulanan gerilimin seviyesine ular hesaplaynz.

zmZaman sabitesi, t = R.C = 30000.0,2.10-6 = 6.10-3 s = 6 msKondansatrn dolma zaman (DZ), DZ = 5.t = 5.6.10-3 = 30.10-3 s = 30 ms

rnek: 1 mFlk kondansatr ile 1 kWluk diren bir anahtar zerinden 100 Vluk DAkaynana seri olarak balanmtr. Anahtar kapandktan 2 ms sonra C zerindeki gerilim kavolttur.

zmDevrenin zaman sabitesi,t = R.C = 1.103.1.10-6 = 1.10-3 s = 1 ms2 ms, zaman sabitesinin 2 kat olduundan, C 2t sresinde kaynak geriliminin % 86sna

arj olacaktr.100 Vun % 86s,

100. = 86 VV

Kondansatr arj olurken herhangi bir andaki gerilim ve akm deerlerinibulmada kullanlan denklemler

Kondansatrn akmyla eleman ularndaki gerilimin deiim miktar arasndaki iliki,

i = C.tv

DD denklemiyle ifade edilir..

R-C seri devre iin Kirofun gerilim kanununa gre yazlacak denklem,V = i.R + v eklinde olur.

V = i.R + v denkleminde i yerine i = C.tv

DD eitlii konulursa, V = R.C.

tv

DD + v elde

edilir.

Denklemde, i: Herhangi bir andaki akm,C: Kondansatrn kapasitesi (F), tv

DD : Gerilimin

zamana gre deiimi (volt/saniye, V/s), R: Devre direnci (W), V: rete gerilimi (V),v: Kondansatrn ular arasndaki gerilim (V)'dir.

U

R-C seri devredeakmn azal

erisi

5t

V

t (s)5 t

Kondansatrn 5 tluk zaman iindedolduunu ve boaldn gsteren eriler

R-C seri devredeakmn arterisi


27

V = R.C.tv

DD + v denklemindeki zaman sabitesi, t = R.C formlnde yerine konularak

ilem yaplrsa, kondansatr ularndaki gerilim, v = V.(1 - t-

t

e ) denklemiyle hesaplanabilir..

Logaritma bilgisiBir saynn logaritmasn bulmak, o saynn ait olduu say sisteminde tabann kanc kuvveti

olduunu belirlemektir. Desimal (on tabanl) say sisteminde kullanlan logaritmaya adlogaritma denir. rnein, Log10 = 1, Log100 = 2, Log1000 = 3'tr.

Taban 2,718 olan Neper logaritmas ise "Ln" ile gsterilir. Bir saynn Neper logaritmadeeri bulunurken 2,718'in ka kat olduu belirlenir.

rnein;Ln3 = 1,09,Ln5 = 1,60,Ln10 = 2,3,Ln100 = 4,605'tir.Baka bir ifadeyle:3 = e1,09,5 = e1,6,10 = e2,3,100 = e4,605'tir.Logaritma hesaplar iin ya hazr logaritma cetvelleri ya da hesap makinesi kullanlr.

i = C.tv

DD ve v = V.(1 - t

-t

e ) eitliklerinden yararlanlarak devrenin akmn hesaplamada

kullanlan, i = RV . t

-t

e denklemi elde edilebilir..

Eitlikteki RV deeri anahtar kapatld andaki akm deeridir..

rnek: Kapasitesi 1 mF (1.10-6 F) olan bir kondansatre seri olarak 2000 Wluk direnbalanm ve devreye DC 12 V uygulanmtr.

a. R - C seri devrenin zaman sabitesini bulunuz.b. Gerilim ve akmn denklemlerini yaznz.c. Anahtar kapandktan 0,0015 s (1,5 ms) sonraki gerilim ve akm deerlerini hesaplaynz.zma. R - C seri devrenin zaman sabitesi,t = R.C = 2000.1.10-6 = 0,002 sb. Gerilimin denklemi,

v = V.(1 - t-

t

e ) = 12.(1 - 002,0t

e-

) = 12.(1 - t.500e- )Akmn denklemi,

i = RV . t

- t

e = 200012 . 002,0

t

e- = 0,006. t.500e-


28

c. Anahtar kapatldktan t = 0,0015 s sonraki gerilim ve akm deerleri,

v = V.(1 - t-

t

e ) = 12.(1 - 002,0t

e-

) = 12.(1 - t.500e- ) = 12.(1 - 0015,0.500e- ) = 12.(1 - 75,0e- ) = 12.(1 - 0,4724) = 6,3312 V

i = RV . t

-t

e = 200012 . 002,0

t

e- = 0,006. t.500e- = 0,006. 0015,0.500e- = 0,006. 75,0e- = 0,006.0,4724

= 0,0028344 A

Kondansatrn boalmas (dearj)Dolu bir kondansatrn levhalar ekil 9daki

gibi bir diren zerinden ya da tel parasylaksa devre edilerek birbirine balanacak olursa,eksi (-) ykler (elektronlar) dier levhaya dorugiderek oyuklarla (art yklerle) birleirler. Builem sonucunda plakalar yksz (ntr) hlegelir. Yani kondansatr boalr.

Yandaki ekilde anahtar akkenkondansatrn zerindeki elektrik yklerininpotansiyel farknn (geriliminin) V olduunukabul edelim. Anahtarn kapatlmasyla Rdirenci zerinden boalan kondansatrngerilimi sfra doru der. Gerilimin dmesidevre akmn da ayn ekilde drr.

Kondansatr ularndaki gerilimin veboalma akmnn zamanla olan deiimlerineilikin logaritmik eriler yandaki ekildegrld gibidir.

Kondansatrn dolma zaman 5t kadarsrerken boalma zaman da 5t srmektedir. Onedenle dolma zamanyla ilgili denklemleraynen boalma zaman iin de geerlidir.

Kondansatrn boalmas annda gerilimin deimesine ilikin denklem,

v = V. C.Rt

e-

= V.. t-

t

e

Kondansatrn boalmas annda akmn deimesine ilikin denklem,

i = -RV . C.R

t

e-

= -RV . t

-t

e eklindedir..

zet olarak, dolu bir kondansatrn ular birletirildiinde geen akm, daha ncekondansatrde depo edilen enerjinin boalmasnn bir sonucudur.

rnek: Kapasitesi 2 mF (1.10-6 F) olan bir kondansatre seri olarak 6000 Wluk direnbalanm ve devreye DC 12 V uygulanmtr.

a. Kondansatrn geriliminin deiiminin denklemini yaznz.

Kondansatrn boalmas (dearj)

C R

A

V i+

-

u

V

I = RV

t (s)

t (s)

anahtarn kapatld an

anahtarn kapatld an

(a)

i

Kondansatrn boalmas anndaakmn ve gerilimin deiim erileri

5 t

5 t

a

b

v


29

b. Kondansatrn akmnn deiiminin denklemini yaznz.c. Kondansatrn ular diren zerinden ksa devre edildikten 0,018 saniye (s) sonra gerilim

ve akmn deerini hesaplaynz.

zma. Kondansatrn geriliminin deiiminin denklemi,

v = V. C.Rt

e-

= V.. t-

t

e = 12. 610.2.6000t

e --

= 12. 012,0t

e-

= 12. t.33,83e-

b. Kondansatrn akmnn deiiminin denklemi,

i = -RV . C.R

t

e-

= -V.. t-

t

e = - 600012 . 610.2.6000

t

e --

= -0,002. 012,0t

e-

= -0,002. t.33,83e-

c. Kondansatrn ular diren zerinden ksa devre edildikten 0,018 s sonra gerilim veakmn deeri,

v = 12. t.33,83e- = 12. 018,0.33,83e- = 12. 4999,1e- = 12.0,2231 = 2,6772 VV

i = -0,002. t.33,83e- = -0,002. 018,0.33,83e- = -0,002. 4999,1e- = -0,002.0,2231 = 0,0004462 AA

Kondansatrlerin alma voltajKondansatrlerin kapasitesinin yannda alma voltaj (gerilimi) da ok nemlidir.

Uygulamada kullanlan kondansatrler standart voltaj deerlerindedir.12 Vta alan bir elektronik devrede 10 Vluk kondansatr kullanmak doru deildir.

zellikle elektrolitik tip kondansatrler ar gerilim altnda altklarnda snarak patlarlar.Kondansatrlerin standart voltaj deerleri: 3-6,3-10-16-25-35-50-63-100-160- 250-350-400-

450-630-1000 V... eklindedir.AC alma gerilimi belli olan bir devreye balanacak kondansatrn alma voltaj:VC = Vetkin.1,41 denklemiyle bulunur.(Vetkin = Vebeke = Vefektif)

rnek: 12 V kl bir dorultma (DC g kayna) devresinde kullanlacak filtrekondansatrnn alma gerilimi ka volt olmaldr?

zmVC = Vetkin.1,41 = 12.1,41 = 16,92 VBu sunuca gre kullanlacak kondansatrn alma gerilimi en az 16 V ya da 25 V olmaldr.

Baz kondansatrlerin maksimum alma voltaj DC cinsinden, bazlarnnki ise AC cinsindenbelirtilir. rnein, 250 V DC, 400 V AC gibi. Bu noktadan hareketle, zerinde 250 V DCyazan bir kondansatr 220 V AC devrede kullanamayz. nk, 220 Vluk ACnin maksimumgerilim deeri, Vmaks = Vet.1,41 = 220.1,41 = 310,2 Vtur.

Bu nedenle AC 220 Vluk devreye balanacak kondansatr en az 350 - 450 Vluk olmaldr.Baz kondansatrlerin zerinde 250 V deerinin yannda ~ (alternans) iareti bulunur. Bu

iaret kondansatrn 220 Vluk alternatif akma dayanabileceini belirtir.


30

zerinde 100 V DC- (ya da =) yazan bir kondansatr ise en fazla 63 Vluk AC gerilimedayanabilir.

Ek bilgi: Etkin (efektif, RMS) deerSinsoidal biimli olan alternatif akm, alternatrn devir saysna bal olarak belli frekansta

bir gerilim retir. Trkiye'de kullanlan iki kutuplu alternatrler dakikada 3000, saniyede 50devir yaptndan rettikleri alternatif akmn frekans da 50 Hz'dir. Alternatif akm sfr eksenininiki yannda pozitif ve negatif deerler alr. AC retecinin verebildii en yksek gerilim deerinemaksimum gerilim denir. rnein, evlerde kullanlan 220 Vluk gerilimin maksimum deeri310,2 Vtur. Maksimum gerilimin 0,707 rakamyla arplmasyla elde edilen deere etkin deerdenir. Etkin deer, alternatif akmn doru akm e deeri olarak da tanmlanabilir. zetolarak 100 Vluk AC'nin yapt etkiyi 70,7 Vluk DC yapabilmektedir.

l aletleri elektriin etkin deerini lerler.Kondansatrler AC'nin maksimum deerine kadar dolar. 220 Vluk ebekeye balanan bir

kondansatr en fazla 310,2 Va arj olur. te bu nedenle, AC besleme geriliminin maksimumdeeri hesaplanarak kondansatr seimi yaplr.

Kondansatr balantlarKondansatrler devrede kullanlrken eitli

ekillerde balanr. imdi bunlar inceleyelim.

Paralel balantParalel balantda toplam (edeer) kapasite

artar, alma gerilimi ayn kalr.Paralel bal C devresinde toplam (edeer) kapasiteyi hesaplamada kullanlan denklem,CT = C1 + C2 + ... + Cneklindedir.Paralel bal kondansatr devresinde tm kondansatrlerde ayn deerde gerilim vardr.VT = V1 = V2 = Vn

rnek: C1 = 22 mF, C2 = 47 mF CT =?zm: CT = C1 + C2 = 69 mF

Birden fazla kondansatr paralel balandnda devreye uygulanabilecek maksimum gerilim,paralel bal kondansatrlerin alma gerilimi en dk olannn gerilim deerini amamaldr.

rnein; paralel bal olan iki kondansatrden birinin alma gerilimi 16 V, dierininalma gerilimi ise 25 V olsun. Bu devreye uygulanacak maksimum gerilim 16 V olabilir.

Seri balantSeri balantda toplam kapasite azalr,

alma gerilimi ykselir. yle ki; 10 mF ve16 Vluk iki kondansatr seri balandndatoplam kapasite 5 mF olurken, alma gerilimi32 V olur.

Seri balantda toplam (edeer) kapasiteyihesaplamada kullanlan denklem,

Kondansatrlerin paralel balanmas

Kondansatrlerin seri balanmas


eklindedir..

Yalnzca iki kondansatr seri balysa bu durumda toplam kapasite,

denklemiyle bulunabilir..

rnek: Seri bal devrede C1 = 10 mF, C2 = 10 mF, CT = ?zm

21T C1

C1

C1

+= = 101

101

+ = 102

CT= 210 = 5 mF

Birden ok kondansatr seri balandnda devreye uygulanabilecek maksimum gerilim iseseri bal kondansatrlerin alma gerilimlerinin toplamna eittir.

VT = VC1 + VC2 + VC3 + ... + VCn [V]

Kark (seri - paralel) balantHesaplama yaplrken paralel bal olan

ksmlar seri hle indirgenir. Daha sonra seridevrenin toplam kapasitesi bulunur.

rnek: Yandaki ekilde verilen devredeC1=20 mF, C2=10 mF, C3 = 10 mF'dr. Toplamkapasiteyi (CT) bulunuz.

zm: lk nce paralel bal C2 ve C3 kondansatrleri seri hle indirgenir.CT1 = C2 + C3 = 20 mFSonra C1 ve CT1'in toplam bulunur.

= 202

201

201

=+

CT = 220 = 10 mF

c. Transistrl merdiven k otomatii devreleriok katl yaplarda merdiven boluklarn istenilen sre kadar aydnlatmak iin gelitirilmi

cihazlara merdiven k otomatii denilmektedir.Merdiven k otomatiklerini yap bakmndan yle snflandrabiliriz.

Mekanik yaplBunlarn iinde motor ve yay dzenei vardr. Butona baslnca kontak kapanr, lambalar

yanar. Ayarlanan sre sonunda ise sner. Mekanik yapl k otomatikleri uygulama alanndankalkmtr.

Elektronik yaplBu tip otomatiklerin iinde eitli biimlerde dizayn edilmi elektronik devreler mevcuttur.

Kondansatrlerin kark balanmas

31


I. Tek transistrl merdiven kotomatii devresi

Yandaki ekilde verilen devrede butonabasldnda yarm dalga dorultmadevresinin kndaki DC 12 voltlukgerilim ntr (0) hatt zerinden geerek C2kondansatrn doldurur. Dolan C2transistr srer. Rle eker ve lambayanar. C2 boalnca transistr kesimegider. Lamba sner. C2'ye paralel balolan pot ile C2'nin boalma zamanayarlanabilir.

II. ki transistrl merdiven k otomatii devresistteki ekilde butona basldnda trafo almaya balar. Sekonderde oluan AC diyot

tarafndan DC'ye evrilir. lk anda C2 bo olacandan T1 kesimde olur. T1 kesimde olduu iinT2 iletime geer. T2 iletken olunca rle eker. Rle iki kontan da kapatr. Birinci kontaklambay besler. kinci kontak trafonun primerine gelen akmn srekli olmasn salar. Bir sresonra C2 dolar. T1 iletken, T2 kesim olur. Rle kontaklarn aar ve lamba sner.

III. PNP transistrl merdiven k otomatii devresiYandaki ekilde verilen

devre tesisata balandktansonra butona baslrsa C2dolar. C2'nin gerilimi PNPtransistr srer, rle eker velambalar yanar. C2 boalncalambalar sner. 100 kW'luk potile lambalarn yanma zamanayarlanabilir.

Tek transistrl merdiven k otomatii devresi

10 k

100

k

1N40

01

BC54

7

470 mF

0RBL

R0

6/25 A

LB

1N4001

470

mF

220/12 V4 Wtrafo

60 WC1

C2

ki transistrl merdiven k otomatii devresi

lamba

faz

ntr

buton

4,7 k

5,6 k

5,6 k

1N4001

BC547

BC

547

470 k

T1

10-22 k T2

12 VC1 C2

zamanayar

10 W

Elektronik merdivenk otomatii

PNP transistrl merdiven k otomatii devresi

32

220

V

12 V


IV. NPN ve PNPtransistrl merdiven kotomatii devresi

Yandaki ekilde verilendevrede butona basldnda Anoktasndaki doru akm C2'yiarj eder. Dolan C2, T1'i srer.T1'in iletime gemesi PNP tipiT2 transistrnn beyz ucununeksi (-) alarak iletime gemesineneden olur. T2 iletime getiindeise rle lambay/lambalaraltrr. C2 boaldndalambalar sner.

V. Transformatrszmerdiven k otomatiidevresi

Trafolar devrede ok yerkapladndan ve maliyeti artrdndan trafosuz tip merdiven k otomatikleri gelitirilmitir.Trafosuz tip otomatiklerde gerilimin drlmesi iin AC 220 V'luk girie 220-470 nF/350V'luk kondansatrler seri olarak balanmaktadr. Bu sayede gerilimin byk bir blm kapasitifreaktans (XC) yksek olan kondansatr zerinde dmekte, 12-48 V'luk ksm ise zaman rlesidevresine gitmektedir.

Yukardaki ekilde verilen devrede 100-330 nF'lk kondansatr diren grevi yaparak gerilimidrr. Butona basldnda devre ntr alarak almaya balar. C2 dolunca T1 iletime, T2kesime gider ve lamba sner.

33

T2

C1

R1 R3

R4

220 V

A

BC

308

BC547

T1

R2 27 k-270 k

100 k

1000 mF16 V

470

mF

C2

klemensler

lambabuton

1,5 k

2,7 k

2,7 k

NPN ve PNP transistrl merdiven k otomatii devresi

1N4001

1N40

07 BC308 BC308

1N4007

100-330 nF400 V

470 k

33-1

00 m

F10

0 V

lamba

faz

ntr

buton

12 V rle

Transformatrsz merdiven k otomatii devresi

5,6 k

5,6 k

5,6 k

250 W

470 mF / 25 V

27 k

T2

T1

C1

C2


VI. Transistr ve triyakl merdiven k otomatii devresiYukardaki ekilde verilen devrede B'ye basldnda C1 kondansatrnn iki ucuna da eksi

(-) gideceinden bu eleman dearj olur ve P ile R1 zerinden tekrar dolmaya balar. C dolanakadar T1 kesimdedir. T1'in kesimde olmas nedeniyle T2 ve T3 de kesimde kalr. T3'n kesimdeolmas T4'n iletim olmasn salar. T4 iletken olduu anda triyakn G ucuna eksi (-) gider vebu elemann A1-A2 ular arasndan geen akm lambalar altrr. C dolduu anda T1, T2,T3 iletime geer. T3 iletken olduunda T4 kesime gider ve lambalar sner.

. Zaman gecikmeli alan (turn-on tipi) devrelerI. Tek transistrl, alcy gecikmeli olarak altran (turn-on tipi) zamanlayc

devresiYandaki ekilde verilen devrede besleme

gerilimi devreye uygulandnda R ve P zerindengeen akm C'yi doldurmaya balar. C'nin gerilimibelli bir seviyeye (0,6-0,7 V) geldiinde transistriletime geerek, rlenin bobininmknatslanmasna yol aar. Rle bobininmknatslanmasyla palet ekilir ve kontaklarkonum deitirerek lambay altrr. B'yebasldnda C boalacandan lamba sner.Devrenin besleme gerilimi devam edecek olursaB'den elimizi ektikten bir sre sonra lamba tekraryanar.

Devredeki elemanlarn grevleri:R direnci: Potun deeri sfr yapldnda transistrn beyzini ar akma kar korur.Pot (P): Devrede kondansatrn dolma zamann ayarlar. Yani gecikme sresini

belirlememizi salar.Kondansatr (C): Devrenin gecikmeli olarak almaya balamasn salar.Transistr: Beyz ucuna gelen kk deerli akm ile kolektr-emiter ular arasndan

daha yksek bir akm geirerek rleyi altrr.Rle: Bobini enerjilendiinde kontaklar konum deitirir ve yksek akml bir alcnn

kumanda edilmesini salar.34

ekil 6.18: Transistr ve triyakl merdiven k otomatii devresi

BC308

BT136

C1

R1

BR

Mp

lamba

buton

sigorta

470 nF

1N40071000 mF16 V

100 k

47 mF/16 V

6,8 k/1 W

2,2-10 k

BD135

1 k10 k10 k

10 k 100

k 10 k1 k470 k

12 V

BC547BC547

Tek transistrl turn-on tipi zaman rlesi

BC547

5,6-47 kW

10-470 kW

10-1000 mF/16 V

L

-

AC ya da DC

1N40

01

1 A


35

Diyot: Rlenin bobinin oluturduu yksek deerli indksiyon gerilimlerinin transistrbozmasn engeller. Yani, yksek deerli gerilimlerin rlenin kendi bobini zerinden dolamasnsalar.

Not: Devrede rle yerine led ya da 12 V'luk flamanl lamba da balanabilir. Eer alcolarak led kullanlacaksa, lede seri olarak 470 W-1 kW'luk seri bir diren balanmaldr.

d. Zaman decikmeli duran (turn-of tipi) devrelerI. Tek transistrl alcy bir sre altrp durduran (turn-off tipi) zamanlayc devresiYandaki ekilde verilen devrede B'ye

baslnca C dolar. Butondan elimiziektiimizde C'nin zerinde birikenelektrik yknn akm R direncindengeerek transistr tetikler. letime geentransistr rleyi altrr.

Bir sre sonra kondansatrplakalarndaki elektrik yk biteceindentransistr kesime gider, rle ilk konumunadner ve lamba sner.

Devredeki elemanlarn grevleri:R direnci: Butona basld anda

transistrn beyzine yksek akm gitmesiniengeller. Yani, beyz ucunu yksek akma kar korur.

Pot (P): Kondansatrn boalma zamann ayarlar. Yani, alcnn alma sresinibelirlememizi salar.

Kondansatr (C): Devrenin bir sre almasn salar.

II. Darlington balantl, uzun zaman gecikmeli turn-on tipi zaman rlesi devresiTransistrlerin ard arda

balanmasyla daha gl, hassasve yksek kazanl transistrleryaplabilir.

Yandaki ekilde verilen turn-ontipi zaman rlesi devresinde Sanahtar kapatldnda R1 ve Pzerinden geen akm C'yidoldurmaya balar. C'nin gerilimibelli bir seviyeye geldiinde T1transistr iletime geer. T1iletime geince T2 de iletime geerve rle alr.

B'ye baslrsa C boalacandandevre baa dner. Yani alc bir srealmaz. Belli bir zaman getikten sonra tekrar almaya balar.

T2

T1

BC547BC547

L

1 k-10 k

47 k-470 k

100

k-47

0 k

Darlington balantl uzun zaman gecikmeliturn-on tipi zaman rlesi devresi

L

10-1000 mF/16 V

BC54710-4

70 k

W 5,6-47 kW

B 1N40

01

+12 V

R

-

Tek transistrl turn-off tipi zaman rlesi

AC ya da DC

+12 V

220 V


36

III . ki transistrl kaskadbalantl turn-off tipi zamanrlesi

Yandaki ekilde verilen devrede B'yebaslnca C dolar ve T1'i tetikler. T1'iniletime gemesiyle R3 direnci zerindebir gerilim oluur. R3'te oluan gerilimT2 transistrn srerek ledi altrr.C boalnca T1 ve T2 kesime gider, ledsner.

IV. Darlington balantl uzunzaman gecikmeli turn-off tipizaman rlesi devresi

Yandaki ekilde verilen devredeB'ye basldnda kondansatr (C)boalr ve yeniden dolmaya balar. Busrada P ve R1 zerinde oluan polarmagerilimi T1 transistrn srer. letimegeen T1 ise T2'yi srer ve rle alr.Kondansatr tam olarak dolunca akmekmez. Kondansatrn akmekmemesi nedeniyle P ve R1 zerindegerilim dm olmaz ve transistrlerkesime gider.

V. Darlington balantl uzunzaman gecikmeli turn-off tipizaman rlesi devresi

Yandaki ekilde verilen devrede B'yebasldnda kondansatr (C) dolar.Butondan elimizi ektiimizde C'ninzerinde biriken elektrik yknn akmR direncinden geerek T1 ve T2transistrn tetikler. letime geen T2transistr rleyi altrr. Bir sresonra kondansatr plakalarndakielektrik yk biteceinden transistrlerkesime gider, rle ilk konumuna dnerve lamba sner.

Devrede T1 transistrnn beyzinebalanan direncin deeri ok bykolduundan beyz ucu ok kk bir akm eker. Bu sayede kondansatr ok uzun srede boalr.

VI. Schmitt trigger (tetiklemeli) balantl turn-off tipi zaman rlesi devresiTransistrlerin schmitt tetiklemeli balanmas ksaca yle aklanabilir: Rlelere uygulanan

gerilim hemen sfr ya da maksimum deere ulamazsa, rlenin bobininin oluturduumknatslk yetersiz olacandan, kontaklar titreir. te bu durum rleli devrelerde hi istenmez.

BC547

R1

R3

R4

-

T1T2

10-1

000

mF/1

6 V

10-2

2 kW

BC547

1 kW

R2

10-2

2 kW

10 kW

B

10-4

70 k

W

+12 V

ki transistrl kaskad balantlturn-off tipi zaman rlesi

Darlington balantl uzun zaman gecikmeliturn-off tipi zaman rlesi devresi

R1

R2

10-1

000

mF/1

6 V

10-4

70 k

W

BC5471N

4001

+12 V

BC5471 MW

B L

T1

T2

P

10-22 kW

T2BC547BC547

T1

L

100 k-500 k

Darlington balantl uzun zaman gecikmeliturn-off tipi zaman rlesi devresi

100-470 mF

1N4001

10-4

70 k

W

220 V


37

nk titreim erareye(kvlcm) sebep olarak rleninkontaklarnn abukbozulmasna neden olur. Rlekontaklarndaki titreimi en azdeere indirmek iintransistrler schmitt (imit)tetiklemeli olarak balanr.

Schmitt tetiklemeli turn-offzaman rlesi devresi ylealr: Yandaki ekilde verilendevreye enerji uygulandndaC henz bo olduundan T1kesimdedir. Dolaysyla T1'inkolektr ucundaki (A noktas)gerilimin deeri aseye gre maksimum seviyededir. Bundan dolay T2 hemen iletime geerekrleyi srer ve alc alr. R1 ve pot zerinden arj olmaya balayan C, bir sre sonra dolarakT1i iletime sokar. letime giren T1in kolektrndeki (A noktas) gerilim azalrken emiterinebal olan R3 direncinde (B noktas) den gerilim ykselir. Bu da T2 transistrnn (ikielektriksel etki sebebiyle) hzlca kesime gitmesine neden olur.

yle ki;I. T1'in kolektrndeki gerilim derek T2'yi kesime gtrr.II. T1 ve T2nin emiterlerinin bal olduu R5 direncinde oluan gerilim, T2'nin beyz akmn

azaltc etki yapar. (Negatif geri besleme)Devrede bulunan B butonuna baslacak olursa C boalacandan, T1 hemen kesime gider.

Bu da T1'in kolektr (A noktas) geriliminin ykselmesine neden olarak T2'yi iletime sokar.Sonu olarak schmitt tetikleme yntemi, rlenin ok hzl olarak iletim ya da kesime gitmesini

salar.

e. Transistrl flip-flop (multivibratr) devreleriBilgileri ka aktarrken klardan birisini lojik 1, tekini lojik 0 yapan devrelere

multivibratr (MV) denir.Multivibratrler bilgi saklamada, sayclarda, kare (ya da dikdrtgen) dalga retelerinde

vb. yaygn olarak kullanlr.Multivibratr devreleri ilk nceleri

tamamen transistrlerle yaplyordu.Ancak gnmzde bu devrelerentegrelerle yaplmaktadr.

I. Transistrl kararsz(astable) flip-flop(multivibratr) devresi

Yandaki devrede ilk anda T2'niniletken olduunu varsayalm. Budurumda, L2 alrken, C2, T2transistr zerinden eksi (-) alp tersolarak, C1 ise, T2nin beyzi zerinden

Q Q

22 k 22 kk k

Kararsz multivibratr (flip-flop) devresi

NPN NPN

Schmitt tetiklemeli turn-off tipi zaman rlesi devresi

R1

R4

C

+12 V

T1 BC547

T2

L

10-3

3kW

270

W

R2

390

W

33 W

10-4

70 m

F

B

R3

1,8

kW

BC547

R6R5

1N40

01

33-4

7 W

A

B

P

-10

-470

kW

BC547BC547


38

doru olarak arj olmaya balar. Bir sre sonra dolanC2, T1i iletime sokar. T1 iletime geince doru arj olanC1'in akm T2yi hzlca kesime sokar.

T1in iletime gemesi L1i altrr. L1 alrkenbiraz nce boalan C1 bu kez ters, C2 ise doru polariteliolarak dolmaya balar. C1 dolunca T2yi srer. C2zerinde birikmi olan elektrik yk ise T1'i kesimesokar. Devre bu ekilde almasn srdrr.

Ledlerin yanma sresi R2, R3 ya da C1, C2nindeerleri deitirilerek ayarlanabilir.

zetlersek, kararsz multivibratrlerde T1 ve T2transistrleri diren ve kondansatr ikilisiyle srekliolarak iletim kesime sokulduundan devre klarsrekli konum deitirir. Bu tip devreler alabilmekiin, herhangi bir tetikleme palsine gerek duymazlar.Devrenin Q ve klarna osilaskop balanacak olursakare dalga eklinde sinyaller grlr.

II. Monostable (tek kararl) multivibratrBu tip devreler alcy belli bir sre

altrabilmektedir. Yani tek kararldevrelerde ka bal alcnn alma sresigeici bir durum arz etmektedir.

Baka bir deyile bu devreler, uygulanantetikleme palsinden sonra belirli bir sredevam eden tek pals retirler.

Yandaki ekilde verilen devreye DCuygulannca ilk anda T2 transistr iletkenolur. L yanar. R6 direnci zerinde oluangerilimin geri besleme etkisiyle T1 iletimegeemez. T2 iletimdeyken C kondansatrT2'nin B-E eklemi zerinden geen akmla arjolur. Bir sre sonra butona baslrsa T1 iletimegeer. C'de biriken elektrik yknn akmT2'nin B-E eklemini ters ynde polarize ederve T2 kesime gider. C bir sre sonraboalacandan T2 tekrar iletime geer.

III. Bistable (iki kararl) multivibratrBistable tip multivibratrlerde

transistrlerden biri kesimdeyken dieridoyumda beklemektedir. Dardan giri (S veR) ularna tetikleme sinyali uygulandndaise devredeki transistrler konumdeitirmektedir.

Yandaki ekilde verilen devrede S'yebaslnca T1 kesime gider. Q noktasnda oluan yksek deerli polarma gerilimi T2'yi tetiklemeyebalar ve L2 yanar. T2 iletimdeyken noktasnn gerilimi azaldndan TT1 kesinlikle iletime

VBE2

T2

T1

VBE1

VCE1

VCE2

Kararsz multivibratr devresinineitli noktalarndaki dalga ekilleri

ki kararl multivibratr devresi

S R

+5...

12 V

flamanllamba

flamanllamba

4,7 k1,5 k

1 k1 k

Tek kararl multivibratr

+5-1

2 V

1 k

4,7-

22 k

5,6-

22 k

BC547 BC547

2,2

k


39

geemez. R'ye baslrsa T2 kesime gider. noktasnda oluan yksek deerli polarma gerilimiT1'i tetikler ve L1 yanar.

Bu devrede iki transistrn de ayn anda iletime gemesi mmkn deildir. Yani devrenin Qve noktalarnda iki durum vardr. Bunlar, 1 ve 0 bilgilerini saklayan noktalar olarak tanmlanr..

Not: Devrede L1 ve L2 lambalarnn yerine 1 kW'luk direnler balanabilir.

f. Ayarlanabilir flar(periyodik altrma)devreleri

Endstriyel retimsrelerinde bazmakinelerin periyodikolarak almas istenir.te bu gibi durumlar iinmekanik ya da elektronikyapl sistemlergelitirilmitir.

I. Alcy aralkl(periyodik) olarakaltran devre

Yandaki ekilde verilendevre astable multivibratr (flip flop) temellidir. Devrenin almasn basit olarak aklayacakolursak: lk anda T1'in iletimde olduunu varsalm. Bu durumda C1 arj olmaya balar. C1dolunca T2'yi srer. T2 iletimdeyken bu kez de C2 dolmaya balar. C2 dolduunda T1 iletimegeer.

Grld gibi devre srekli olarak konum deitirmektedir. rnek olarak verilen devredeT2 transistrnn kolektrne rle bal olduuna gre alc aralkl olarak alp durmaktadr.Alcnn alma zamann deitirmek istersek C1, C2, R2, R3'ten herhangi birisinin deerinideitirmemiz gerekir.

g. Entegreli zamanlayclarI. 555 entegreli turn-off tipi zaman rlesi

devresiYandaki ekilde verilen devre alcnn 1 s-15 dakika

sreli olarak almasn salar. Butona basldndarle alr. Bir sre sonra C kondansatr dearjolduundan rle eski konumuna dner. Devreninalma zaman, T = 1,1.R.C [s] denklemiyle bulunur.Denklemde, R: Diren (ohm), C: Kondansatr(farad) cinsindendir.

Alcy aralkl (periyodik) olarak altran devre

555 entegreli turn-off tipizaman rlesi devresi

C


II. 555 entegreli periyodik olarak alanrle devresi

Yanda verilen ekilde kullanlan kondansatr vedirenlerin deerine gre entegrenin knnkonum deitirme zaman ayarlanabilir.

. Op-amp ile yaplan zamanlayclarOp-amplarda 2 giri ucu bulunmaktadr. (+) giri

ile (-) giri, uygulanan sinyalleri kyaslar ve bunagre k verir. Eer, (+) giriin gerilimi (-) giriingeriliminden biraz byk olursa op-amp kvererek rleyi srer.

I. 741 op-ampyla yaplanturn-off tipizaman rlesidevresi

Yandaki ekildeverilen devredebutona basldanda kondansatrbesleme gerilimikadar bir deere arjolur. Bununsonucunda 3numaral (+) giriingerilimi 2 numaral(-) giriin geriliminden yksek olacandan op-amp k verir ve rle eker.

C'nin zerindeki gerilim pot zerinden yava yava boalmaya balar. Bu deer 2numaral giriin geriliminden aa deere dt anda op-amp kesime gider.

Not: Op-ampn 2 numaral eksi (-) giriinin gerilimi iki adet gerilim blc diren ile beslemegeriliminin yarsna drlmtr.

h. Dijital entegreli zamanlayc devreleriLojik (mantk) kap entegreleri kullanlarak da eitli zamanlayclar yaplabilmektedir. Bu

devrelerin tam olarak anlalabilmesi iin dijital elektronik konularn bilmek gerekir.

I. VEDEL (NAND) kaplaryla yaplan flip-flop devresiVEDEL kapsnn iki giriine de lojik 1 yani 5 V geldiinde k ularnn gerilimi 0 V

olur. ki girie de lojik 0 uygulandnda ise k 5 V olur.

Devrenin alma ilkesi:N1 kapsnn knn 0 V olduunu kabul edelim. Bu durumda led1 yanar. N1 kapsnn

knn 0 V olabilmesi iin R2 direnci zerinde lojik 1 sinyalinin bulunmas gerekir. Bu daancak C1 kondansatr arj olurken mmkn olur.

40

-

L

555 entegreli periyodikolarak alan rle devresi

10 mF

470

kW22

0 kW

+12 V

220 V

1N4001

555

Op-ampl turn-off tipi zaman rlesi devresi

-

100

mF

C

+3

-2

100-500 k

1N4001

+

-

BC547

1N4001100 k

100 k

10 k

1,5 k

10-470 k

100 mF

+12 V

B


C1 kondansatr tam olarakdolduu anda R2 zerindenakm gemeyeceinden, buelemanda 0 V grlr. R2'ningeriliminin 0 V olmas N1kapsnn kn lojik 1 Vyapar ve led1 sner.

N1'in knn 1 olmas C2kondansatrnn arj olmayabalamasna yol aar. Bu ise R3zerinde bir gerilim oluturur.R3 zerinde oluan gerilim iseN2'nin kn lojik 0 V yapar.N2'nin knn 0 V olmasyla led2 alr. Devre bu ekilde almasn srdrr.

Devrede led yerine dk akml 5 V'luk mini rleler kullanlrsa periyodik alan bir sistemoluturulabilir. (Bu durumda, ledlere seri bal 270 W'luk diren iptal edilmelidir.)

. Tristrl zamanlayc devreleri

I. NPN transistr ve tristrlgecikmeyle alan (turn-on tipi)zaman rlesi devresi

Yandaki ekilde verilen devrede Sanahtar kapatlnca C dolmaya balar. Cningerilimi 0,6-0,7 V dzeyine ulancatransistr iletime geer. R3 zerinde oluangerilim tristr tetikler, lamba yanar. Pot ileLnin almaya balama zamanayarlanabilir.

41

led1 led2

R2

C2

C1

100 mF

100 mF

R33,3 k3,3 k

N1N2

Devrede 7400 VEDEL lojikkap entegresi kullanlmtr.

5 V

R1 270 W

VEDEL kapl flip flop devresi

C 100 mF

S

47 WR3

R1 100 kW

Transistr ve tristrl turn-ontipi zaman rlesi devresi

P470 k

L

MC

R10

0T

IC10

6

+12

V

R2

47 W

BC547

AC

ya

da D

C


3. JFET (FET)lerin yaps ve karakteristii

Transistr (BJT, bipolar junction transistor) hakknda temel bilgiTransistr B (beyz) ucuna uygulanan akma gre C (kolektr)-E (emiter) ular arasndan

geen akm kontrol eder. Baka bir deyiletransistr alabilmek iin belli bir IB akmnagerek duyar. te bu nedenle transistrlere akmkontroll aktif devre eleman denir.

Yandaki ekilde NPN ve PNP tipi transistrsembolleri verilmitir.

JFET (FET)lerG (gate, geyt, kap) ucuna uygulanan ters polariteli gerilimin deerine gre D (drain, dreyn,

oluk)-S (source, sors, kaynak) ular arasndan geen akm kontrol edebilen elemanlara iseJFET (junction field effect transistor, birleim yzeyli alan etkili transistr) denir.

JFETlerin zellikleriTV, video, kamera, bilgisayar, kesintisiz g kayna, anten ykselteci, verici, alc vb. gibi

hassas yapl elektronik devrelerde yaygn olarak kullanlan JFETlerin baz zellikleri unlardr:

Giri empedanslar 100 MW dolaynda olup ok yksektir. Transistrn (BJT) giriempedans ise ok dk olup 2 kW dolayndadr.

Radyasyon (nm) etkisi yoktur.. Anahtar olarak kullanldklarnda kontrol edilmeleri kolaydr. Yani D-S ular arasndan

geen akm kk bir VGG polarma (n gerilimleme) voltajyla denetlenebilir. Transistrlerden daha az grltl (parazitsiz) alrlar.. Scaklk deimelerinden daha az etkilenirler.. Gvde boyutlar transistrlerden daha kktr.. Giri empedanslarnn yksek, elektrotlar (ayaklar) aras kapasitenin (sann) dk olmas

nedeniyle yksek frekansl elektronik devrelerde yaygn olarak kullanlrlar. Bant genilikleri (alabildikleri frekans aral) dardr..

Alan etkili transistr eitleriAlan etkili transistrler iki gruba ayrlr:I. JFET (junction field effect transistor, birleim yzeyli alan etkili transistr),II. MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor, metal oksit yar iletken

alan etkili transistr)

JFETlerin yapsP ve N tipi iki yar iletkenin birlemesinden

oluan JFETlerin D, S, G adl aya vardr.ekil 2de N ve P kanall JFET sembolleri,

ekil 3te ise N kanall JFETin yar iletken iyaps verilmitir.

JFETte D-S arasndaki kanal maddesi byk, kap (G) maddesi ise kktr.N kanall JFET ile P kanall JFET arasnda bir fark yoktur. Sadece ID akmnn yn terstir.

ekil 1: NPN ve PNP transistr sembolleri

PNPNPN

ekil 2: JFET sembolleri

N kanal P kanal

42


Bu blmde, anlalmas daha kolay olduuiin N kanall JFETlerin almasaklanacaktr.

JFETlerin alma ilkesiekil 4te grld gibi N kanall JFETin

G ucu ters, D-S ular ise doru polarlmtr.JFETin D ucuna balanm olan RD, yk

direnci olarak grev yapmaktadr.G-S ular arasna balanm olan VGG

kayna JFETin G-S ular arasndaki yariletkenleri ters polarr. Bilindii gibi P-Neklemine ters polarma uygulandnda birleim(junction, jonksiyon) blgesinde, elektron

Documents

endüstriyel elektronik