Elektrik Elektronik Mühendisliğine Giriş 1.TEMEL KAVRAMLAR

İletken, yarı iletken, yalıtkan
İçinde oldukça fazla serbest elektron barındıran maddelere iletken(altın,gümüş),iletkenden daha az serbest elektron barındıran maddelere yarı iletken(silicon-germanyum), içinde çok daha az serbest elektron barındıran maddelere yalıtkan(plastik,tahta) denir.

Elektrik yükü
Atomda pozitif ve negatif olmak üzere 2 farklı yük vardır.Bunlar proton ve elektrondur.Proton ve elektronun genlik olarak yükleri eşittir.Elektron yükü coulomb birimi ile ölçülür.1 coulomb=625.10¹⁶ adet elektronun taşıdığı yüktür.Bir malzemenin (+) ve (-) yüklerinin toplamı malzemenin net elektrik yük miktarını verir.

Gerilim
(+) ve (-) yükleri bir yerden başka bir yere taşımak için gerekli enerji miktarının yüke oranına gerilim denir.  
  V(volt)=W(joule)/Q(coulomb)

Gerilim Kaynağı
Potansiyel enerji kaynağı olarak adlandırılabilir.Doğru gerilim kaynağının bir diğer adıda elektromotor kuvvetdir(emk).Örneğin: Akümülatör bu tip bir kaynaktır.Akümülatör kimyasal enerjiyi elektrik enerjiine dönüştürür.Tekrar şarj edilemiyen akülere: primer akümülatör, tekrar şar edilebilen akülere: sekonder akümülatör denir.

Elektronik güç kaynağı
Elektronik güç kaynağı, alternatif gerilimi elektronik devre yardımıyla çıkışında doğru gerilime veya farklı değerde alternatif gerilişme dönüştüren kaynaktır.

Güneş pilleri
Güneş pilleri üzerine gelen ışık enerjisini direkt elektrik enerjisine çeviren cihazlardır.İki yarı iletken tabakadan oluşurlar.Üzerine ışık düşen tabakada bulunan (-) yükler enerji kazanır ve ikinci tabakaya geçer ve tabakalar arası gerilim farkı oluşur.Bu sayede elektrik enerjisi elde edilir.

Jeneratör
Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren aletlerdir.

Akım 
Serbest halde bulunan elektronları gerilim altına alırsak elektronlar (-) uçtan (+) uca sürüklenir.Buna elektrik akımı denir.
I(amper)=Q(coulomb)/t(saniye)

Rezistans
Malzemenin elektron akışına karşı koyma özelliğidir.

Direnç
Belli miktar rezistans içeren elemanlardır.Direnç, akım sınırlamak, ısı üretmek, gerilim bölmek gibi amaçlar için kullanılır.Sabit değerli direnç tipleri: karbon film, metal oksit, metal film ve sarımlı dirençlerdir.Değişken değerli dirençlerde rezistans değeri elle yada otomatik olarak değişir.Elle rezistans değeri değişen dirençlere potansiyometre(gerilimi kontrol eder) ve reosta(akımı kontrol eder) örnek gösterilebilir.

Direnç renk kodları
Sabit değerli dirençlerin değerleri ve toleransları üzerlerindeki renkler yardımıyla okunabilir.

(1.,2.,3. bant renkleri)                                                (4. bant renkleri/direncin toleransı)
Siyah=0                                                                  Altın=%5
Kahverengi=1                                                        Gümüş=%10
Kırmızı=2                                                                (Renk yok)=%20
Turuncu=3
Sarı=4
Yeşil=5
Mavi=6
Mor=7
Gri=8
Beyaz=9

Direncin üzerinde 4 farklı renk vardır.İlk üç renk direncin değerini gösterirken bu üç renge daha uzak olan renk ise direncin toleransını gösterir.Yan yana duran üç renkten ilk ikisi 2 basamaklı bir sayı oluşturur üçüncü renkte iki basamaklı sayıya koyulacak sıfırların sayısını gösterir.
Örneğin;

Direnç üzerindeki ilk bant turuncu ikinci bant gri üçüncü bant sarı ve dördüncü bant gümüş ise direncin değeri;

380000 ohm (+-) %10 dur.

Dipnot: Renklerin değerlerini ezberlemek için şu yöntemi kullanabilirsiniz; SoKaKTaSaYaMaMGiBi bu sayede renkleri doğru sırada ezberlemiş olursunuz.

Termistör ve Fotodirenç

Termistör sıcaklıkla ters orantılı bir şekilde direnç değeri değişen bir elemandır.Sıcaklık arttıkça direnç değeri azalırken, sıcaklık azaldıkça direnç değeri artar.Fotodirenç üzerine gelen ışık yoğunluğu ile direnç değeri değişen bir elemandır.Üzerine düşen ışık şiddeti arttıkça direnç değeri azalırken, ışık şiddeti azaldıkça direnç değeri artar.

Elektrik devresi

Bir elektrik devresi en basit olarak bir gerilim kaynağı veya akım kaynağı, yük ve bunları birbirine bağlayan iletken ortamdan oluşur.Devrede akım dolaşıyorsa bu devreye kapalı devre, akım dolaşmıyorsa bu devreyede açık devre denir.

Anahtarlar

Elektrik devresini açma veya kapama yolu ile kontrol etmeyi amaçlayan elemanlara denir.

A- Bir konumlu anahtar

B- İki konumlu anahtar

C- İki kutuplu bir konumlu anahtar

D- İki kutuplu iki konumlu anahtar

E- Normalde açık buton

F- Normalde kapalı buton

G- Dönen kutuplu anahtar ( akım yönün değişmesi için kullanılır)

Sigortalar ve devre açıcıları

Sigortalar ve devre açıcılar üzerlerinden geçen akımın izin verilen değeri aştığında veya akımın kesilmesi istendiğinde kullanılan anahtarlardır.Aralarındaki fark ise sigortalar bir seferlil kullanılabilir olmasıdır.

Akım yönü

Genelde akım yönü (+) uçtan (-) uça doğru kabul edilir.

Akım,gerilim,direnç değerlerinin ölçülmesi 

Akım ölçmeye yarayan alet ampermetre denir.Ampermetre devreye seri olarak bağlanır.Gerilim ölçmeye yarayan alete ise voltmetre denir.Voltmetre ise devreye paralel bağlanır.Direnç ölçmeye yarayan alete ohmmetre denir.Dirençi ölçülecek rezistans devreden çıkarılır ve ohmmetrenin iki ucuna bağlanır.Piyasada bu üç büyüklüğü ölçebilecek şekilde üretilen alete AVO-metre denir.

Ohm kanunu

Ohm kanunu direnç,akım ve gerilim arasındaki ilişkiyi açıklar.Buna göre ;

V=I.R  ,     I=V/R      ,      R=V/I     ifadesi ile açıklanır. (I=akım değeri, R=direnç değeri, V=gerilim değeri)

Güç ve enerji

Güç, birim zamanda kullanılan enerji miktarıdır.P ile gösterilir.Birimi watt tır.

Güç(P)=Enerji(W)/Zaman(t)

Elektrik devrelerinde güç ise;

P=V.I   ile ifade edilir.

Elektrik devrelerinde enerji ise;

E=V.I.t ile ifade edilir.

Rezistansın nominal gücü

Rezistansın kendine zarar vermeden çekebileceği güce rezistansın nominal gücü denir.Rezistansın nominal gücü fiziksel büyüklüğü ve yüzey alanı ile değişir.Örneğin rezistansın yüzey alanı arttıkça nominal gücüde artar.

Güç kaynaklarının verimi 

Verim şu şekilde ifade edilir;

n=P(çıkış)/P(giriş)     , başka bir ifadeyle

n=[P(giriş) - P(kayıp)] / P(giriş) = 1 - [P(kayıp)/P(giriş)] ile gösterilir.