Etkin gerilimi V olan bir alternatif akım kaynağına seri bağlı, direnci R olan bir lamba i… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Etkin gerilimi $V$ olan bir alternatif akım kaynağına seri bağlı, direnci $R$ olan bir lamba ile ideal bir sığaçtan oluşan devre çalışmaktadır. Bu durumda lambanın uçları aras��ndaki etkin gerilim $V_L$ , sığacın uçları arasındaki etkin gerilim ise $V_C$ olarak ölçülüyor.

Buna göre, kaynağın etkin gerilimi sabit tutularak frekansı artırılırsa;
I. $V = V_L + V_C$ eşitliği geçerlidir.
II. Lambanın uçları arasındaki etkin gerilim ( $V_L$ ) artar.
III. Sığacın uçları arasındaki etkin gerilim ( $V_C$ ) azalır.

yargılarından hangileri doğrudur?

A
Yalnız II
B
Yalnız III
C
I ve II
II ve IIICevap
E
I, II ve III

Cevap

II ve III ifadelerinin yer aldığı seçenek doğrudur.

Alternatif akım devrelerinde, seri bağlı direnç (lamba) ve sığacın uçları arasındaki gerilimler arasında

90^\circ

faz farkı vardır. Bu nedenle kaynağın etkin gerilimi, gerilimlerin skaler toplamına değil, vektörel (fazör) toplamına eşittir (

V^2 = V_L^2 + V_C^2

). Kaynağın frekansı (

f

) artırıldığında, sığacın kapasitif reaktansı (

X_C = \frac{1}{2\pi f C}

) azalır. Bu durum devrenin toplam empedansını (

Z = \sqrt{R^2 + X_C^2}

) düşürür. Kaynağın etkin gerilimi sabit olduğundan, devreden geçen etkin akım (

I = \frac{V}{Z}

) artar. Lambanın uçları arasındaki etkin gerilim (

V_L = I \cdot R

) akım arttığı için artar. Kaynağın toplam gerilimi sabit olduğuna göre,

V^2 = V_L^2 + V_C^2

bağıntısı gereği,

V_L

arttığında

V_C

azalmalıdır. Dolayısıyla II ve III numaralı öncüller doğrudur.

Adım Adım Çözüm

Frekans artışının sığacın kapasitif reaktansına (

X_C

) olan etkisini belirlemek.

X_C = \frac{1}{2\pi f C}

formülüne göre frekans (

f

) arttığında

X_C

azalır.

Sığacın alternatif akıma karşı gösterdiği direnç frekansla ters orantılıdır.

Reaktans değişiminin devrenin toplam empedansına (

Z

) ve etkin akımına (

I

) etkisini hesaplamak.

Z = \sqrt{R^2 + X_C^2}

formülünden

X_C

azaldığı için

Z

azalır. Etkin gerilim sabit olduğundan

I = \frac{V}{Z}

bağıntısına göre akım artar.

Devrenin toplam direnci (empedans) azaldığında, sabit gerilim altında devreden geçen akım artar.

Akım değişimini kullanarak elemanların üzerindeki etkin gerilimlerin (

V_L

V_C

) nasıl değişeceğini bulmak.

V_L = I \cdot R

bağıntısına göre akım arttığı için lamba gerilimi (

V_L

) artar. Gerilimlerin fazör toplamı (

V^2 = V_L^2 + V_C^2

) sabit olduğundan,

V_L

arttığında

V_C

azalmalıdır. Ayrıca gerilimlerin skaler toplamı olan

V = V_L + V_C

ifadesi yanlış olup vektörel toplam geçerlidir.

Direnç üzerindeki gerilim akımla doğru orantılıdır; devrenin toplam gerilimi ise faz farkı nedeniyle Pisagor bağıntısı ile bulunur.

Anahtar Kavram

Alternatif akım devrelerinde empedans, faz farkı ve frekansın reaktansa etkisi

Soru

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Konular

Bu konudan daha fazla soru