Devre Analizi 1: hızlı tekrar paketi

Formül kâğıtları, her konunun temel yöntem adımları ve 14 alıştırma sorusu; tam çözümler en sonda.

Yeni sorular Derse dön

Yazdırma penceresinde, bir kopyayı cihazınızda saklamak için “PDF olarak kaydet” seçeneğini seçin.

1Formüller ve yöntemler

Seri ve paralel dirençler

Seri dirençler: R_eq = R₁ + R₂ + …
Paralel dirençler: 1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂ + …
İki paralel direnç: R_eq = R₁R₂ / (R₁ + R₂)
Ohm yasası: V = I·R
Güç: P = V·I = I²R = V²/R

Yöntem

Ağın uçlardan en uzak ucundan başlayın.
Seri dirençleri toplayarak, paralel dirençleri 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … ile birleştirin.
Her adımdan sonra devreyi yeniden çizin.
Uçlar arasında tek bir direnç kalana kadar tekrarlayın.

Düğüm analizi

Kirchhoff akım yasası: ΣI_in = ΣI_out
Kol akımı: I = (V_a − V_b)/R
Referans düğüm: V_ground = 0

Yöntem

Bir referans düğüm (toprak) seçin ve diğer düğüm gerilimlerini adlandırın.
Her bilinmeyen düğümde Kirchhoff akım yasasını yazın: her koldan çıkan akımlar giren akımlara eşittir.
Her kol akımını (V_a − V_b)/R olarak ifade edin.
Denklem sistemini çözün, sonra gereken akımları bulun.

Çevre analizi

Kirchhoff gerilim yasası: her çevrede ΣV = 0
Ortak direnç: akım = I₁ − I₂
Çevredeki akım kaynağı: o çevre akımını belirler

Yöntem

Devrenin her gözüne (penceresine) saat yönünde bir akım çizin.
Her gözde Kirchhoff gerilim yasasını uygulayın: gerilim düşümlerinin toplamı sıfırdır.
İki gözün ortak direncinde akım, iki göz akımının farkıdır.
Denklemleri çözün; negatif sonuç akımın ters yönde aktığı anlamına gelir.

Süperpozisyon

Süperpozisyon: x = x₁ + x₂ + … (one source at a time)
Kapatılmış gerilim kaynağı: kısa devre (0 V)
Kapatılmış akım kaynağı: açık devre (0 A)
Gerilim bölücü: V₂ = V·R₂/(R₁ + R₂)
Akım bölücü: I₁ = I·R₂/(R₁ + R₂)

Yöntem

Bağımsız kaynakları sayın. Her kaynak için daha basit bir devre çözeceksiniz.
Bir kaynağı tutun ve diğerlerini devre dışı bırakın: gerilim kaynağı kısa devre (bir tel), akım kaynağı açık devre (bir boşluk) olur.
İhtiyacınız olan gerilim veya akım için daha basit devreyi çözün ve yönünü takip edin.
Her kaynak için tekrarlayın, sonra katkıları işaretleriyle toplayın.

Thévenin ve Norton

Thévenin gerilimi: V_th = V_{open circuit}
Thévenin direnci: R_th: tüm kaynaklar kapalı, a–b’den görülen
Norton akımı: I_N = V_th/R_th
Yük akımı: I_L = V_th/(R_th + R_L)
Maksimum güç aktarımı: R_L = R_th, P_max = V_th²/(4R_th)

Yöntem

Yükü çıkarın ve iki ucu a ve b olarak işaretleyin.
a ve b arasındaki açık devre gerilimini bulun: bu V_th’dir.
Tüm bağımsız kaynakları devre dışı bırakın ve a–b uçlarından görülen direnci bulun: bu R_th’dir.
Yükü eşdeğer devreye geri bağlayın: R_th ile seri V_th.
Norton eşdeğeri için dönüştürün: I_N = V_th/R_th, paralel R_N = R_th ile.

Op-amp devreleri

Eviren yükselteç: V_out = −(R_f/R_in)·V_in
Evirmeyen yükselteç: V_out = (1 + R_f/R₁)·V_in
Toplayıcı yükselteç: V_out = −R_f(V₁/R₁ + V₂/R₂)
İdeal op-amp: V₊ = V₋, I_in = 0

RC ve RL geçici rejim

Zaman sabiti: τ = RC | τ = L/R
Yanıt: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ
DC’de kondansatör: açık devre; v_C ani değişemez
DC’de bobin: kısa devre; i_L ani değişemez
Kalıcı durum: t ≈ 5τ

Yöntem

Anahtarlamadan hemen sonraki başlangıç değerini bulun: kondansatör gerilimi ve bobin akımı ani değişemez.
Anahtarlamadan çok sonraki son değeri bulun: kondansatör açık devre, bobin kısa devre gibi davranır.
Zaman sabitini bulun: kondansatörün veya bobinin gördüğü direnci kullanarak τ = RC veya τ = L/R.
x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ kullanın.

2Alıştırma soruları

1.Seri ve paralel dirençlerOrta

Kaynağın verdiği ve R₁ üzerinden geçen I_R1 akımını bulun.

V₁ = 15 VR₁ = 20 ΩR₂ = 6 ΩR₃ = 12 ΩR₄ = 3 Ω

I_R1 = A

2.Seri ve paralel dirençlerZor

Kaynağın verdiği ve R₁ üzerinden geçen I_R1 akımını bulun.

V₁ = 18 VR₁ = 6 ΩR₂ = 5 ΩR₃ = 30 ΩR₄ = 10 ΩR₅ = 10 ΩR₆ = 6 Ω

I_R1 = A

3.Düğüm analiziOrta

Düğüm analizi kullanarak ok yönünde R₁ üzerinden geçen I_R1 akımını bulun.

V₁ = 30 VI_s = 2 AR₁ = 12 ΩR₂ = 20 ΩR₃ = 4 ΩR₄ = 15 Ω

I_R1 = A

4.Düğüm analiziZor

Düğüm analizi kullanarak ok yönünde R₄ üzerinden geçen I_R4 akımını bulun.

V₁ = 6 VI_s = 5 AV₂ = 15 VR₁ = 4 ΩR₂ = 25 ΩR₃ = 10 ΩR₄ = 12 ΩR₅ = 10 Ω

I_R4 = A

5.Çevre analiziOrta

Çevre analizi kullanarak I₁ çevre akımını (saat yönünde) bulun.

V₁ = 30 VV₂ = 9 VR₁ = 20 ΩR₂ = 8 ΩR₃ = 20 Ω

I₁ = A

6.Çevre analiziZor

Çevre analizi kullanarak ok yönünde R₁ üzerinden geçen I_R1 akımını bulun.

V₁ = 18 VV₂ = 6 VR₁ = 6 ΩR₂ = 15 ΩR₃ = 30 ΩR₄ = 2 ΩR₅ = 20 Ω

I_R1 = A

7.SüperpozisyonOrta

Süperpozisyon kullanarak R₄ tarafından harcanan güç P_R4 değerini bulun.

V₁ = 24 VI_s = 2,5 AR₁ = 6 ΩR₂ = 2 ΩR₃ = 20 ΩR₄ = 12 Ω

P_R4 = W

8.SüperpozisyonZor

R₃ üzerinden geçen I_R3 akımını sıfır yapan gerilim kaynağı V₂ değerini (kutupları şekildeki gibi) bulun.

V₁ = 15 VI_s = 5 AR₁ = 6 ΩR₂ = 8 ΩR₃ = 30 ΩR₄ = 15 Ω

V₂ = V

9.Thévenin ve NortonOrta

a–b arasına R_L = 3 Ω yük bağlanmıştır. Devrenin geri kalanını Thévenin eşdeğeriyle değiştirin ve yük akımı I_L değerini bulun.

V₁ = 30 VR₁ = 4 ΩR₂ = 10 ΩR₃ = 20 ΩR_L = 3 Ω

I_L = A

10.Thévenin ve NortonZor

Norton akımı I_N değerini bulun: uçlar kısa devre edilirse a’dan b’ye akan akım.

V₁ = 30 VI_s = 2,5 AR₁ = 25 ΩR₂ = 8 ΩR₃ = 4 Ω

I_N = A

11.Op-amp devreleriOrta

Op-amp idealdir ve ±15 V ile beslenir; çıkışı ±14 V’ta doyuma ulaşır. Evirmeyen yükselteç sinüs dalgasıyla sürülüyor. Çıkışın kırpılmadığı en büyük giriş genliği V_in,max (tepe değeri) değerini bulun.

R₁ = 1 kΩR_f = 47 kΩV_sat = ±14 V

V_in,max = V

12.Op-amp devreleriZor

İki ideal op-amp kademesi kaskat bağlanmıştır: bir eviren yükselteç (R₁, R_f1) ve ardından bir evirmeyen yükselteç (toprağa R₂, geri beslemede R_f2). İkisi de ±15 V ile beslenir. Giriş V_in = −0,85 V’tur. Çıkış gerilimi V_out değerini bulun.

R₁ = 2 kΩR_f1 = 10 kΩR₂ = 100 kΩR_f2 = 47 kΩV_in = −0,85 V

V_out = V

13.RC ve RL geçici rejimOrta

Vₛ kaynağı kondansatörü R₁ üzerinden doldurur ve R₂, C’ye paralel bağlıdır. Anahtar t = 0’da kapandığında kondansatör boştur. t = 200 ms anında kondansatör gerilimi v_C değerini bulun.

V_s = 30 VR₁ = 3,3 kΩR₂ = 6,8 kΩC = 33 µFt = 200 ms

v_C = V

14.RC ve RL geçici rejimZor

Anahtar t = 0’da kapanmadan hemen önce kondansatörde gösterilen polaritede 6 V vardır. t = 30 ms anında kondansatör gerilimi v_C değerini bulun.

V_s = 24 VR = 10 kΩC = 10 µFv_C(0) = 6 Vt = 30 ms

v_C = V

3Çözeltiler

1.Seri ve paralel dirençler

Cevap: I_R1 = 0,6176 A

Seri ve paralel dirençler: seride her dirençten aynı akım geçer ve R = R₁ + R₂ + …. Paralelde her direncin gerilimi aynıdır ve 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Merdiven ağı, tek bir eşdeğer direnç kalana kadar çift çift indirgenir.

Dirençleri en uzak uçtan birleştirin

Kaynağa en uzak uçtan başlayıp ona doğru geri gelin. Aynı akımı taşıyan dirençler seri; aynı iki düğüm arasındaki dirençler paraleldir.

R₃ + R₄ = 12 + 3 = 15 Ω

R₂ ∥ 15 = 6·15/(6+15) = 4,286 Ω

R_eq = R₁ + 4,286 = 20 + 4,286 = 24,29 Ω

Kaynaktan çekilen akım

Kaynak yalnızca R_eq’yi görür; Ohm yasası verdiği akımı bulur. Bu akım R₁’den geçer.

I_R1 = V₁/R_eq = 15/24,29 = 0,6176 A

Cevap

I_R1 = 0,6176 A

2.Seri ve paralel dirençler

Cevap: I_R1 = 1,732 A

Dirençleri en uzak uçtan birleştirin

Kaynağa en uzak uçtan başlayıp ona doğru geri gelin. Aynı akımı taşıyan dirençler seri; aynı iki düğüm arasındaki dirençler paraleldir.

R₅ + R₆ = 10 + 6 = 16 Ω

R₄ ∥ 16 = 6,154 Ω

R₃ + 6,154 = 36,15 Ω

R₂ ∥ 36,15 = 4,393 Ω

R_eq = R₁ + 4,393 = 6 + 4,393 = 10,39 Ω

Kaynaktan çekilen akım

Kaynak yalnızca R_eq’yi görür; Ohm yasası verdiği akımı bulur. Bu akım R₁’den geçer.

I_R1 = V₁/R_eq = 18/10,39 = 1,732 A

Cevap

I_R1 = 1,732 A

3.Düğüm analizi

Cevap: I_R1 = 2,087 A

Düğüm analizi: bir referans düğüm seçin, bilinmeyen düğüm gerilimlerini adlandırın, Ohm yasasını (I = ΔV/R) kullanarak her bilinmeyen düğümde Kirchhoff akım yasasını yazın ve denklemleri çözün.

Düğümleri belirleyin

Toprak alttaki teldir. Bilinen düğüm gerilimleri doğrudan kaynaklardan gelir (V₁ = 30 V). Bilinmeyenler: V_A, V_B.

A düğümünde KAY

A düğümünden dirençler üzerinden çıkan akımlar, kaynakların A düğümüne verdiği akıma eşittir.

V_A/R₂ + (V_A − V₁)/R₁ + (V_A − V_B)/R₃ = 0

V_A/20 + (V_A − 30)/12 + (V_A − V_B)/4 = 0

0,3833·V_A − 0,25·V_B = 2,5

B düğümünde KAY

B düğümünden dirençler üzerinden çıkan akımlar, kaynakların B düğümüne verdiği akıma eşittir.

V_B/R₄ + (V_B − V_A)/R₃ = I_s

V_B/15 + (V_B − V_A)/4 = (−2)

−0,25·V_A + 0,3167·V_B = −2

Çözün

Δ = (0,3833)(0,3167) − (−0,25)(−0,25) = 0,05889

V_A = Δ₁/Δ = 0,2917/0,05889 = 4,953 V

V_B = Δ₂/Δ = −0,1417/0,05889 = −2,406 V

Cevap

I_R1 = (V₁ − V_A)/R₁ = (30 − 4,953)/12 = 2,087 A

4.Düğüm analizi

Cevap: I_R4 = 2,734 A

Düğümleri belirleyin

Toprak alttaki teldir. Bilinen düğüm gerilimleri doğrudan kaynaklardan gelir (V₁ = 6 V, V₂ = −15 V). Bilinmeyenler: V_A, V_B.

A düğümünde KAY

A düğümünden dirençler üzerinden çıkan akımlar, kaynakların A düğümüne verdiği akıma eşittir.

V_A/R₃ + (V_A − V₁)/R₁ + (V_A − V_B)/R₂ = 0

V_A/10 + (V_A − 6)/4 + (V_A − V_B)/25 = 0

0,39·V_A − 0,04·V_B = 1,5

B düğümünde KAY

B düğümünden dirençler üzerinden çıkan akımlar, kaynakların B düğümüne verdiği akıma eşittir.

V_B/R₅ + (V_B − V_A)/R₂ + (V_B − V₂)/R₄ = I_s

V_B/10 + (V_B − V_A)/25 + (V_B − (−15))/12 = 5

−0,04·V_A + 0,2233·V_B = 3,75

Çözün

Δ = (0,39)(0,2233) − (−0,04)(−0,04) = 0,0855

V_A = Δ₁/Δ = 0,485/0,0855 = 5,673 V

V_B = Δ₂/Δ = 1,522/0,0855 = 17,81 V

Cevap

I_R4 = (V_B − V₂)/R₄ = (17,81 − −15)/12 = 2,734 A

5.Çevre analizi

Cevap: I₁ = 0,9167 A

Çevre analizi: düzlemsel bir devrenin her penceresine kendi çevre akımını verin, her çevrede Kirchhoff gerilim yasasını yazın (düşümlerin toplamı = artışların toplamı) ve çözün. Kol akımları çevre akımıdır veya ortak kolda iki çevre akımının farkıdır.

Çevre akımlarını atayın

Her pencereye saat yönünde bir akım çizin: I₁, I₂. İki çevrenin ortak direnci, bu akımların farkını taşır.

1 çevresinde KGY

Saat yönünde ilerlerken dirençlerdeki gerilim düşümleri kaynak gerilim artışlarına eşittir (ilerleme yönünde −’den +’ya).

R₁·I₁ + R₃(I₁ − I₂) = V₁

20·I₁ + 20(I₁ − I₂) = 30

40·I₁ − 20·I₂ = 30

2 çevresinde KGY

Saat yönünde ilerlerken dirençlerdeki gerilim düşümleri kaynak gerilim artışlarına eşittir (ilerleme yönünde −’den +’ya).

R₂·I₂ + R₃(I₂ − I₁) = −V₂

8·I₂ + 20(I₂ − I₁) = (−9)

−20·I₁ + 28·I₂ = −9

Çözün

Δ = (40)(28) − (−20)(−20) = 720

I₁ = Δ₁/Δ = 660/720 = 0,9167 A

I₂ = Δ₂/Δ = 240/720 = 0,3333 A

Cevap

I₁ = 0,9167 A

Negatif bir çevre akımı saat yönünün tersine akar.

6.Çevre analizi

Cevap: I_R1 = 2,268 A

Çevre akımlarını atayın

Her pencereye saat yönünde bir akım çizin: I₁, I₂, I₃. İki çevrenin ortak direnci, bu akımların farkını taşır.

1 çevresinde KGY

Saat yönünde ilerlerken dirençlerdeki gerilim düşümleri kaynak gerilim artışlarına eşittir (ilerleme yönünde −’den +’ya).

R₁·I₁ + R₄(I₁ − I₂) = V₁

6·I₁ + 2(I₁ − I₂) = 18

8·I₁ − 2·I₂ = 18

2 çevresinde KGY

Saat yönünde ilerlerken dirençlerdeki gerilim düşümleri kaynak gerilim artışlarına eşittir (ilerleme yönünde −’den +’ya).

R₂·I₂ + R₄(I₂ − I₁) + R₅(I₂ − I₃) = 0

15·I₂ + 2(I₂ − I₁) + 20(I₂ − I₃) = 0

−2·I₁ + 37·I₂ − 20·I₃ = 0

3 çevresinde KGY

Saat yönünde ilerlerken dirençlerdeki gerilim düşümleri kaynak gerilim artışlarına eşittir (ilerleme yönünde −’den +’ya).

R₃·I₃ + R₅(I₃ − I₂) = −V₂

30·I₃ + 20(I₃ − I₂) = (−6)

−20·I₂ + 50·I₃ = −6

Çözün

Δ = katsayılar matrisinin determinantı = 11400

I₁ = Δ₁/Δ = 25860/11400 = 2,268 A

I₂ = Δ₂/Δ = 840/11400 = 0,07368 A

I₃ = Δ₃/Δ = −1032/11400 = −0,09053 A

Cevap

I_R1 = I₁ = 2,268 A

Negatif bir çevre akımı saat yönünün tersine akar.

7.Süperpozisyon

Cevap: P_R4 = 24,38 W

Süperpozisyon: doğrusal bir devrede her gerilim veya akım, tek başına etkiyen her bağımsız kaynağa verilen yanıtların toplamıdır. Bir kaynağı kapatmak için ideal gerilim kaynağını kısa devre, ideal akım kaynağını açık devre ile değiştirin. Dirençler yerinde kalır.

Durum 1 · yalnızca V₁

Iₛ açık devre olur, bu yüzden R₃ ve R₄ A’dan toprağa tek bir seri kol oluşturur; bu kol R₂ ile paraleldir.

R₃+R₄ = 20+12 = 32 Ω

R₂ ∥ (R₃+R₄) = 2·32/(2+32) = 1,882 Ω

V_A = 24·1,882/(6+1,882) = 5,731 V

V_B = V_A·R₄/(R₃+R₄) = 5,731·12/32 = 2,149 V

I_R4′ = (V_B − 0)/R₄ = (2,149 − 0)/12 = 0,1791 A

Durum 2 · yalnızca I_s

V₁ kısa devre olur, bu yüzden R₁, R₂ ile paraleldir. Iₛ, B’de R₄ ile R₃ üzerinden geçen yol arasında bölünür. Iₛ’nin oku aşağı, düğümünden uzağa doğru gösterir, bu yüzden Iₛ o düğümden akım çeker: terimi eksi işaretle girer.

R₁ ∥ R₂ = 6·2/(6+2) = 1,5 Ω

R_eq = R₄ ∥ (R₃+R₁∥R₂) = 12 ∥ 21,5 = 7,701 Ω

V_B = −I_s·R_eq = −2,5·7,701 = −19,25 V

V_A = V_B·(R₁∥R₂)/(R₃+R₁∥R₂) = −19,25·1,5/21,5 = −1,343 V

I_R4″ = (V_B − 0)/R₄ = (−19,25 − 0)/12 = −1,604 A

Akım katkılarını toplayın

I_R4 = I_R4′ + I_R4″ = 0,1791 + (−1,604) = −1,425 A

Dirençteki güç

Güç akımın karesine bağlıdır, bu yüzden süperpozisyona uymaz: önce akımları toplayın, sonra karesini alın.

P_R4 = I_R4²·R₄ = (−1,425)²·12 = 24,38 W

Cevap

P_R4 = 24,38 W

Ayrı durumların güçlerini toplamak 31,28 W verirdi; bu yanlıştır.

8.Süperpozisyon

Cevap: V₂ = 17,5 V

Durum 1 · tek başına V₁

V₂ kısa devre, Iₛ açık devre olur. A’dan bakıldığında R₃, seri R₂+R₄ çifti ile paraleldir.

R₃ ∥ (R₂+R₄) = 30 ∥ 23 = 13,02 Ω

V_A = 15·13,02/(6+13,02) = 10,27 V

V_B = V_A·R₄/(R₂+R₄) = 10,27·15/23 = 6,696 V

Durum 2 · tek başına I_s

İki gerilim kaynağı da kısa devre olur. Iₛ, B’de R₄ (artık toprağa) ile R₁ ∥ R₃’e seri bağlı R₂ arasında bölünür. Iₛ’nin oku aşağı, düğümünden uzağa doğru gösterir, bu yüzden Iₛ o düğümden akım çeker: terimi eksi işaretle girer.

R₁ ∥ R₃ = 5 Ω, dolayısıyla sol yol R₂+5 = 13 Ω

R_eq = R₄ ∥ 13 = 6,964 Ω

V_B = −I_s·R_eq = −5·6,964 = −34,82 V

V_A = V_B·5/13 = −13,39 V

Durum 3 · tek başına V₂, volt başına

V₁ kısa devre, Iₛ açık devre olur. R₁ ∥ R₃ A’dan başlar ve R₂ ile seri olarak B’ye döner.

R₁ ∥ R₃ = 5 Ω

V_A‴ = V₂·5/(15 + 8 + 5) = 0,1786·V₂

V_A’yı sıfıra eşitleyin

V_A = 0 iken R₃ üzerinde gerilim yoktur, bu yüzden akımı sıfırdır.

V_A′ + V_A″ + V_A‴ = 10,27 + (−13,39) + 0,1786·V₂ = 0

V₂ = 3,125/0,1786 = 17,5 V

Cevap

V₂ = 17,5 V

9.Thévenin ve Norton

Cevap: I_L = 0,8287 A

Thévenin teoremi: her doğrusal iki uçlu ağ, R_th direncine seri tek bir V_th gerilim kaynağı gibi davranır. Norton teoremi aynı ağı R_th ile paralel I_N = V_th/R_th akım kaynağı olarak verir.

Tüm kaynaklar kapalıyken R_th’yi bulun

Gerilim kaynaklarını kısa devre, akım kaynaklarını açık devreyle değiştirin, sonra devreye a–b’den bakın.

R₁ ∥ R₂ = 4·10/(4+10) = 2,857 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 2,857 + 20 = 22,86 Ω

Açık devre gerilimi V_th’yi bulun

a–b açıkken R₃’ten akım geçmez, bu yüzden üzerinde düşüm yoktur ve V_b = V_A olur. R₁ ve R₂ bir gerilim bölücü oluşturur.

V_th = V₁·R₂/(R₁+R₂) = 30·10/(4+10) = 21,43 V

Yükü Thévenin eşdeğerine bağlayın

Thévenin kaynağı ve seri R_th, a–b’de özgün devreyle tamamen aynı davranır; bu yüzden yük basit bir seri çevre görür.

I_L = V_th/(R_th + R_L) = 21,43/(22,86 + 3) = 0,8287 A

10.Thévenin ve Norton

Cevap: I_N = 3,223 A

Tüm kaynaklar kapalıyken R_th’yi bulun

Gerilim kaynaklarını kısa devre, akım kaynaklarını açık devreyle değiştirin, sonra devreye a–b’den bakın.

R₁ ∥ R₂ = 25·8/(25+8) = 6,061 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 6,061 + 4 = 10,06 Ω

Açık devre gerilimi V_th’yi bulun

a–b açıkken Iₛ’nin tek yolu R₃ üzerinden A düğümüne gitmektir. V_A’yı V₁ ve Iₛ’nin süperpozisyonuyla bulun, sonra R₃ üzerindeki düşümü ekleyin.

V_A = V₁·R₂/(R₁+R₂) + I_s·(R₁∥R₂) = 7,273 + 2,5·6,061 = 22,42 V

V_th = V_B = V_A + I_s·R₃ = 22,42 + 2,5·4 = 32,42 V

Norton eşdeğeri

Norton kaynağı, aynı devrenin R_th ile paralel bir akım kaynağı olarak görünümüdür. Akımı, a–b’deki kısa devre akımıdır.

I_N = V_th/R_th = 32,42/10,06 = 3,223 A

11.Op-amp devreleri

Cevap: V_in,max = 0,2917 V

İdeal op-amp kuralları: negatif geri beslemeyle op-amp çıkışını iki girişi aynı gerilimde olacak şekilde sürer (V₋ = V₊) ve hiçbir girişe akım girmez. Bu iki gerçekle eviren girişte KAY yazmak çıkışı verir.

Kazanç

A_v = 1 + R_f/R₁ = 1 + 47/1 = 48

Kırpılmadan önceki en büyük giriş

V_in,max = V_sat/|A_v| = 14/48 = 0,2917 V

Cevap

V_in,max = 0,2917 V

12.Op-amp devreleri

Cevap: V_out = 6,247 V

Her kademenin kazancı

A₁ = −R_f1/R₁ = −10/2 = −5

A₂ = 1 + R_f2/R₂ = 1 + 47/100 = 1,47

Kademe kademe

V₁ = −5·(−0,85) = 4,25 V

V_out = 1,47·4,25 = 6,247 V

Cevap

V_out = 6,247 V

13.RC ve RL geçici rejim

Cevap: v_C = 18,88 V

Birinci derece geçici rejim: tek kondansatörlü veya tek bobinli bir devrede her gerilim ve akım başlangıç değerinden son değerine üstel olarak gider: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ, τ = RC veya τ = L/R ile. Yaklaşık 5τ sonra devre oturur.

Kondansatörün gördüğü Thévenin eşdeğeri

R_th’yi bulmak için kaynağı kısa devre edin; kondansatörün yerleşeceği gerilimi bulmak için kondansatörü açık devre yapın.

R_th = R₁ ∥ R₂ = 3,3·6,8/(3,3 + 6,8) = 2,222 kΩ

v_C(∞) = 30·6,8/(3,3 + 6,8) = 20,2 V

Zaman sabiti

τ = R_th·C = 2,222·33 = 73,32 ms

Şarj eğrisi

v_C(t) = 20,2·(1 − e^−200/73,32) = 18,88 V

Cevap

v_C = 18,88 V

14.RC ve RL geçici rejim

Cevap: v_C = 10,67 V

Başlangıç değeri, son değer, zaman sabiti

Kondansatör gerilimi sıçrayamaz; bu yüzden depolanan değerden başlar ve kaynak gerilimine yönelir.

v_C(0) = 6 V, v_C(∞) = V_s = 24 V

τ = R·C = 10 kΩ · 10 µF = 100 ms

v_C(t) = 24 + (6 − 24)·e^−t/τ

Verilen andaki gerilim

v_C(30) = 24 + (−18)·e^−30/100 = 10,67 V

Cevap

v_C = 10,67 V

ExamProblems · examproblems.com/courses/circuit-analysis-1

Devre Analizi 1: hızlı tekrar paketi

1Formüller ve yöntemler

Seri ve paralel dirençler

Yöntem

Düğüm analizi

Yöntem

Çevre analizi

Yöntem

Süperpozisyon

Yöntem

Thévenin ve Norton

Yöntem

Op-amp devreleri

RC ve RL geçici rejim

Yöntem

2Alıştırma soruları

3Çözeltiler

Dirençleri en uzak uçtan birleştirin

Kaynaktan çekilen akım

Cevap

Dirençleri en uzak uçtan birleştirin

Kaynaktan çekilen akım

Cevap

Düğümleri belirleyin

A düğümünde KAY

B düğümünde KAY

Çözün

Cevap

Düğümleri belirleyin

A düğümünde KAY

B düğümünde KAY

Çözün

Cevap

Çevre akımlarını atayın

1 çevresinde KGY

2 çevresinde KGY

Çözün

Cevap

Çevre akımlarını atayın

1 çevresinde KGY

2 çevresinde KGY

3 çevresinde KGY

Çözün

Cevap

Durum 1 · yalnızca V1

Durum 2 · yalnızca Is

Akım katkılarını toplayın

Dirençteki güç

Cevap

Durum 1 · tek başına V1

Durum 2 · tek başına Is

Durum 3 · tek başına V2, volt başına

VA’yı sıfıra eşitleyin

Cevap

Tüm kaynaklar kapalıyken Rth’yi bulun

Açık devre gerilimi Vth’yi bulun

Yükü Thévenin eşdeğerine bağlayın

Tüm kaynaklar kapalıyken Rth’yi bulun

Açık devre gerilimi Vth’yi bulun

Norton eşdeğeri

Kazanç

Kırpılmadan önceki en büyük giriş

Cevap

Her kademenin kazancı

Kademe kademe

Cevap

Kondansatörün gördüğü Thévenin eşdeğeri

Zaman sabiti

Şarj eğrisi

Cevap

Başlangıç değeri, son değer, zaman sabiti

Verilen andaki gerilim

Cevap

Durum 1 · yalnızca V₁

Durum 2 · yalnızca I_s

Durum 1 · tek başına V₁

Durum 2 · tek başına I_s

Durum 3 · tek başına V₂, volt başına

V_A’yı sıfıra eşitleyin

Tüm kaynaklar kapalıyken R_th’yi bulun

Açık devre gerilimi V_th’yi bulun

Tüm kaynaklar kapalıyken R_th’yi bulun

Açık devre gerilimi V_th’yi bulun