üniversite
Elektronik
üçgen bağlI drençlerin yıldız bağlı dirençlere dönüştürülmesi | üçgen bağlI drençlerin yıldız bağlı dirençlere dönüştürülmesi |
|
|
|
| Yazar fizik | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pazar, 01 Kasım 2009 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Bazı elektrik devrelerinde (Şekil 1)dirençler o şekilde bağlanmıştır ki bu devrelerin eşdeğer dirençleri daha önce açıklanan yöntemlerle bulunamaz. Bu tür devrelerde üçgen bağlı direnç grubuna eşdeğer yıldız bağlı direnç gurubu; veya tersine yıldız bağlı direnç grubuna eşdeğer üçgen bağlı direnç grubu oluşturabilmek olasıdır.
Şekil 1. Devre, seri - parelel devre kuralları uygulanarak basitleştirilemez.
Şekil 2. Yıldız ve üçgen bağlı dirençler.
Herhangi bir üçgen devre yıldız devreye dönüştürülebilir. Bunun tersi de her zaman doğrudur.
Buna göre Şekil 2. daki RA, RB, RC dirençlerinin yıldız bağlanması ile oluşan devre, Rx, Ry, Rz dirençlerinin üçgen bağlanması ile oluşturulan devreye tamamen eşdeğerdir. Burada eşdeğerlilikten kastedilen, yıldız bağlı devrenin herhangi iki ucu arasında ölçülen direncin, üçgen bağlı devrenin aynı uçları arasında ölçülen dirençle aynı olmasıdır.
Yıldız bağlı devrenin çeşitli uçları arasındaki dirençler için;
R12 = RA + RB (1)
R23 = R B + RC (2)
R31 = RC + RA (3)
yazılabilir. Üçgen bağlı devrenin aynı uçları arasındaki direnç değerleri için de;
(4) (4) (2)
yazılabilir. Denklem sistemlerinden RA , RB , ve RC çözülürse,
(5) (6) (7)
elde edilir.
Buna göre RA, RB, RC dirençlerinin yıldız bağlanması ile oluşan devreye eşdeğer üçgen devre yapabilmek için (5), (6 ) ve (7 ) bağıntıları ile hesaplanacak dirençler kullanılmalıdır; veya Rx, Ry, Rz, dirençlerinin üçgen bağlanması ile oluşturulmuş bir devre varsa, bu üçgene eşdeğer olan yıldız bağlı direnç grubunun RA, RB ve RC direnç değerleri (7), (6) ve (5) bağıntıları ile hesaplanmalıdır.
ÖRNEK :
Şekildeki devrede R1=40 R2=20, R3=10, R4=30, R5=50 ve R0= 5 ohmluk dirençler olup devre emk’i 15 V olan bir batarya ile beslenmektedir. Tüm kollardan geçen akım şiddetlerini hesaplayınız.
Şekil 1.17 (a). Örnek problemin devresi.
Şekil 1.17. (a) devresinin üçgen-yıldız dönüşümü ile basit seri-parelel devreye dönüştürülmesi. Şekil 1.17 (a) daki devre Şekil (1.17 (b) deki hale getirilebilir. Görüleceği gibi burada R2, R4 ve R5 dirençleri üçgen oluşturulacak biçimde bağlanmıştır. Yukarda açıklanan teoreme göre bu üçgen yerine dirençleri R6, R7, R8 olan yıldız bağlı bir grup geçirilebilir. Bunu gerçekleştirmekteki amaç devreyi basit seri-parelel devre haline dönüştürebilmektir. Buna göre R6, R7, ve R8 dirençleri (1.53), (1.54) ve (1.55) bağıntıları ile hesaplanabilir.
R6 = R2.R5/(R2+R4+R5) = 20.50 / (20+30+50) = 10 W
R7 = R4.R5/(R2+R4+R5) = 30.50 / (20+30+50) = 15 W
R8 = R2.R4 /(R2+R4+R5) = 20.30 / (20+30+50) = 6 W
Görüleceği gibi üçgenden yıldıza dönüştürürken, yıldızın kolu devrede hangi noktaya bağlanacak ise üçgen devrede o noktaya bağlı iki direnç çarpım halinde pay ; üçgenin kollarının toplamı payda olmaktadır. Örneğin yıldızda R6 m noktasına bağlanacak direnç olarak belirlendiğinden üçgende bu noktaya bağlı olan R2 ve R5 dirençlerinin çarpımı kesrin payını oluşturmaktadır. Benzer şekilde R7 n noktasına bağlanacak direnç olacağından R4.R5; o noktasına bağlanacak direnç olacağından R2 . R4 kesirlerin payını oluşturur.
Böylece devre Şekil 1. 17 (c); başka bir çizimle de (d) deki hale dönüştürülebilir. Bu devre basit seri- parelel devre olduğundan kolayca çözümlenebilir.
1/Rp = 1/(R1+R6) + 1/ (R3+R7)
= {( R1+R6) + (R3+R7) }/ ( R1+R6).(R3+R7)
yazılabileceğinden,
Rp = (40+10)(10+15)/ {(40+10)+10+15) } = (50.25)/75
Rp = 16.67 ohm
olarak hesaplanır. Dolayısıyla devrenin toplam direnci,
Rdevre = Rp+R8+R0 = 16.67+6+5 = 27,67 ohm
olacaktır. Buna göre: E = I0.Rd = I0 = E/Rd = 15/27,67 = 0,542 A
olmalıdır. Devredeki parelel grubun uçlarındaki potansiyel farkı,
Vp = I0.Rp = o,542.16,67 = 9,04 V
değerinde olup, Vp için
Vp = I1(R1+R6) = I3(R3+R7)
yazılabileceğinden,
I1= Vp/ (R1+R6 ) = 9,04/(40+10) = 0,1805 A
I3= Vp /(R3+R7) = 9,04/(10+15) = 0,361 A
bulunur.
I1 ve I3 orijinal devredeki R1 ve R3 dirençlerinden geçen akımlardır. I5 akımı orijinal devrede R1, R5 ve R3 dirençlerinden oluşan kapalı çevrime 2. Kirchhoff yasasının uygulanması ile bulunabilir.
0 = I1.R1 + I5.R5 - I3.R3
0 = 0.1805.40 + I5.50 - 0,361.10
50 I5 = - 3,61
I5 = - 0, 0722 A
bulunur.
Bu sonuç I5 için şekilde seçilen yönün hatalı olduğunu da göstermektedir.
m noktasına göre 1. Kirchhoff yasası yazılarak,
I1 = I2 +I5
I2= I1 - I5 = 0,1805 - (-0.0722)
I2 = 0.253 A
elde edilir. n noktasına 1. Kirchhoff yasası uygulanırsa,
I 3+I5 = I4
0,361 + (-0,0722) = I4
ile I4 = 0,289 A
bulunur.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| < Önceki | Sonraki > |
|---|
| ana |
| sözlük |
| özel dosyalar |
| lise1 |
| lise2 |
| lise3 |
| Video fizik |
| Blog |
| üniversite |