Üye Girişi
En genel şekli ile elektrik devresi, elektrik akımının belirli bir yol üzerinden akmasını sağlayan özel bir sistemdir. Enerji kaynağından çıkan elektronlar belirli bir yol izler. Elektrik enerjisiyle çalışan cihazlara enerjinin ulaşması için elektrik devrelerine ihtiyaç vardır ve bu devreler de farklı kombinasyonlardan oluşabilir. Bir anlamda elektrik enerjisi, elektrik devresi sayesinde kullanılabilir bir form kazanır. Elektrik enerjisinin üretildiği noktadan kullanıldığı noktaya kadar kesintisiz şekilde ulaşmasını sağlayan da bu bağlantı zinciridir.
Elektrik devresinin sorunsuz şekilde çalışması için bazı elemanların kullanılması gerekir. Elektrik devresi temel elemanlarının her biri önemlidir çünkü sadece birinde problem olması dahi tüm sistemi olumsuz etkiler. Dolayısıyla elektrik devresi elemanlarının fonksiyonları, görevleri farklı olsa da ortak görevleri sistemin sorunsuz işleyişini sağlamaktır. Temel elemanlar ise şu şekilde sıralanabilir:
1. Enerji Kaynağı
Enerji kaynağı elektrik devresinin kalbidir çünkü elektron hareketini devreye sunacak potansiyel farkını bu eleman verir. Günümüzde kullanılan enerji kaynakları jeneratörler, piller, aküler olarak sıralanabilir. Batarya ya da pil gibi enerji kaynakları, kısaca DC olarak adlandırılan doğru akım üretirler. Jeneratör çeşitleri ise AC olarak adlandırılan alternatif akım üreten enerji kaynaklarıdır. Elektrik devresinde akım oluşmasının ön koşulu bir enerji kaynağının olmasıdır.
2. İletken Kablolar
İletken kablolar, elektrik akımının A noktasından B noktasına taşınmasını sağlayan elemanlardır. Çoğunlukla bakır ya da alüminyum malzemeden üretilen bu kablolar enerji kaynağının yükle ve yükün de anahtarla birbirine bağlanmasını sağlar. İletken kablolar yalıtkan malzemeler ile kaplı olur ve bu sayede daha güvenli bir biçimde kullanılmaları sağlanır.
3. Yük
Elektrik enerjisini farklı bir enerji türüne dönüştüren devre elemanı yük olarak adlandırılır. Örneğin ampuller elektrik enerjisini ışığa dönüştürürken motor, enerjiyi mekanik bir harekete dönüştürür. Yük elemanına direnç, ısıtıcı, fan veya hoparlör gibi örnekler verebiliriz.
4. Anahtar (Kontrol Elemanı)
Anahtar, kontrol elemanı olarak da adlandırılır ve elektrik devresinin açık ya da kapalı olmasını sağlayan temel bileşenlerden biridir. Elektrik enerjisinin güvenli bir şekilde kullanılması noktasında anahtar çeşitlerinin büyük önem taşıdığını belirtmeliyiz. Günlük hayatta kullanılan ışık düğmelerinden cihazların açma kapama anahtarlarına kadar tümü kontrol elemanı örneği olarak gösterilebilir.
5. Direnç Elemanları
Elektrik akımının geçişine karşı koyan devre elemanı ise direnç elemanlarıdır. Bu elektrik devresi elemanı, devredeki akımın miktarını sınırlamak amacıyla kullanılabildiği gibi gerilimi bölmek amacıyla da kullanılabilir.
6. Kondansatör (Kapasitör)
Kondansatör, enerjiyi kısa süreli olmak kaydıyla depolayabilen devre elemanıdır. Kapasitör adıyla da bilinen bu eleman, iki iletken levha ve aralarında da bir yalıtkan malzemeden oluşur. Devredeki enerji, kondansatör tarafından depolanır ve gerektiğinde de geri verilir. Bu devre elemanları, alternatif akım devrelerinde filtreleme, geciktirme veya frekans ayarlama gibi bazı işlemler için de kullanılabiliyor. Dolayısıyla elektrik sistemlerinde farklı görevler üstlendiklerini söyleyebiliriz.
7. Bobin (Endüktör)
Bobin de elektrik devrelerinde manyetik alan oluşturma görevini üstlenen bir elemandır. Üzerinden akım geçtiğinde manyetik alan oluşturur ve alternatif akıma karşı da direnç gösteren bir elemandır. Telin silindir etrafına sarılması şeklinde oluşturulan bobin enerjiyi manyetik alan biçiminde depolar. Elektrikli motorların çalışma prensibine bakıldığında da bobin tarafından oluşturulan manyetik alanın önemi daha net bir şekilde anlaşılabilir.
8. Ölçüm Cihazları
Elektrik devrelerindeki bazı ölçümlerin yapılması, ölçüm cihazları kullanımı ile çok daha kolaydır. Akım ya da gerilimin yanı sıra direnç ölçümünün yapılması da sağlanabilir. Ölçüm cihazları günümüzde dijital olarak üretiliyor ve ölçüm işlemleri de son derece kolay bir biçimde gerçekleşebiliyor. Analog ölçüm cihazları ile kıyaslandığında dijital olanların daha hassas ve dolayısıyla daha doğru sonuçlar verdiğini belirtmeliyiz.
Elektrik devresinin çalışma prensibi aslında sanıldığı kadar karmaşık değildir. Öncelikle enerji kaynağının oluşturduğu potansiyel fark ile elektronların hareketine bağlı olarak bu sistemin çalıştığını belirtmeliyiz. Elektronlar, sistemde enerji kaynağının negatif kutup kısmından çıkar ve iletken kablolara ulaşır. Kablolar aracılığı ile pozitif kutup bölümüne ulaşan enerji, yük üzerinde de dönüşüme uğrar. Bir anlamda yük üzerinde enerji dönüşümü olayının gerçekleştiğini söyleyebiliriz. Anahtarın kapalı olması durumunda enerji cihaza ulaşmaz, açık olduğunda cihaza ulaşır ve cihazın enerji ihtiyacı karşılanır. En genel şekli ile elektrik devrelerinin çalışma sistemi bu devinimle gerçekleşir.
Elektrik devreleri, seri ya da paralel bağlantılar ile gerçekleştirilebilir. Elektrik elemanlarının birbirine bağlanma şekli, bu iki farklılığı ortaya çıkarır. Seri devre bağlantıda, elektrik devre elemanları uç uca bağlanır. Tüm devreden aynı akımın geçtiği bağlantılar; seri bağlantı tipidir. Gerilim ise bu bağlantı tipinde elemanlar arasında bölünür. Elemanlardan birinin arızalanması durumunda devre çalışmayı durdurur. Paralel bağlantı tipinde ise enerji kaynağının ayrı yollara bağlandığını söyleyebiliriz. Gerilim ise paralel bağlantı tipinde her kola eşit bir şekilde erişir. Konutlarda mevcut olan elektrik bağlantı tipi çoğunlukla paralel bağlantı tipi olur.
Elektrik devrelerinde kısa devre meydana gelebilir ve kısa devrenin meydana gelmesi genellikle iki farklı potansiyel noktanın birbirine bağlanması ile olur. Akımın aşırı miktarda artmasına yol açan bu tablo, iletkenlerin aşırı ısınmasına da yol açabilir ve dolayısıyla çok ciddi bir tehlikeye yol açar. Kısa devrenin mutlaka engellenmesi gerekir ve bu noktada da devreye sigorta çeşitleri ile otomatik devre kesiciler girer. Sigorta ve devre kesiciler bu gibi durumlarda devrenin yani akımın kesilmesini sağlar. Böylelikle potansiyel tehlikelerin engellenmesi de mümkün hale gelir. Sadece can güvenliği bakımından değil cihazların güvenliği ve yangın tehlikesinin engellenmesi açısından da kısa devre ve devre koruma elemanlarının mutlaka kullanılması gerekir.
