Değişken (Alternatif) ve Doğru Akım Özellikleri Konu Anlatımı (12. Sınıf)

12. sınıf fizik dersi, değişken akım ve doğru akım konusu özeti, alternatif gerilimin ve akımın değeri, frekans, dirençteki davranışı grafikler ve formüller.

Değişken ve Doğru Akım Konu Anlatımı (12. Sınıf)

DEĞİŞKEN AKIM VE DOĞRU AKIM

Tanımlar

Doğru Akım (DC)

Pil gibi doğru akım (DC) güç kaynakları devredeki serbest elektronların tek yönde hareket etmelerini sağlar. Dolayısıyla elektronlar tek yönlü hareket eder. Tek yönlü bu tür akıma doğru akım (DC) denir.

Değişken (Alternatif) Akım (AC)

Elde edilişinden kaynaklanan özellikler nedeniyle elektronların ileri – geri hareketleri ile oluşan akım iki yönlü akımdır. Değişken akıma alternatif akım (AC) denir.

Alternatif Gerilimin ve Akımın Etkin Değeri

Elektromotor kuvveti ξ olan bir alternatif akım kaynağı R dirençli bir devreye akım verirse devreden geçen akım şiddeti ohm kanunundan,

$\displaystyle i=\frac{\varepsilon }{R}=\frac{{{\varepsilon }_{m}}.\sin \omega t}{R}$

$\displaystyle i={{i}_{m}}.\sin \omega t$ şeklinde olur.

Üzerinden $\displaystyle i={{i}_{m}}.\sin \omega t$ alternatif akımı geçen bir R direncinin iki ucu arasındaki V potansiyel farkı (gerilimi),

$\displaystyle V={{V}_{m}}.\sin \omega t$ olur.

Aynı dirençte eşit sürede, eşit miktarda ısı açığa çıkartan doğru akımın değerine alternatif akımın etkin değeri denir.

Buna göre, bir direnç üzerinden geçen $\displaystyle i={{i}_{m}}.\sin \omega t$ alternatif akımın ve gerilimin etkin değeri,

$\displaystyle {{i}_{e}}=\frac{{{i}_{m}}}{\sqrt{2}}$

$\displaystyle {{V}_{e}}=\frac{{{V}_{m}}}{\sqrt{2}}$

Alternatif akım devresindeki ölçü aletleri etkin değer ölçecek şekilde düzenlenmiştir.

Alternatif Akımın Frekansı

Doğru akımın frekansından bahsedilemez. Fakat alternatif akımın frekansı vardır. Alternatif akımın zamana bağlı denklemi aşağıdaki gibidir.

$\displaystyle i={{i}_{m}}.\sin 2\pi f.t$

bağıntıdaki;

f : alternatif akımın fekansı,

im: akımın maksimum şiddeti,

i : herhangi bir t anındaki akımın anlık değeridir.

♦Alternatif akımın frekansı akımın elde edilmesi sırasında çerçevenin dönme frekansına eşittir.

♦Türkiye’de evlerin prizlerinden alınan gerilim 220 volt ve frekans 50 hertz dir.

♦Evlerde kullanılan alternatif gerilim ve frekans değeri ülkeden ülkeye farklı olabilmektedir.

Doğru ve Değişken Akımın Dirençteki Davranışı

R direncinin uçlarına pil gibi doğru akım kaynağı bağlandığında, dirençten geçen akım ve direncin uçları arasındaki potansiyel farkı ohm kanunundan bulunur.

$\displaystyle V=i.R$