Elektrik Mühendisliğinin Temelleri: hızlı tekrar paketi

Formül kâğıtları, her konunun temel yöntem adımları ve 16 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.

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.

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.

AC empedans ve fazörler

Empedanslar: Z_R = R, Z_L = jωL, Z_C = 1/(jωC)
Açısal frekans: ω = 2πf
Genlik ve açı: |Z| = √(R² + X²), φ = atan(X/R)
Fazör biçiminde Ohm yasası: V = I·Z

Yöntem

Frekansı çevirin: ω = 2πf.
Her reaktansı bulun: X_L = ωL ve X_C = 1/(ωC).
Empedansları dirençler gibi Z = R + jX ile toplayın.
|Z| = √(R² + X²) büyüklüğünü ve φ = atan(X/R) açısını bulun, sonra fazörlerle Ohm yasasını kullanın.

AC güç ve güç faktörü

Aktif güç: P = V·I·cos φ
Reaktif güç: Q = V·I·sin φ
Görünür güç: S = V·I = √(P² + Q²)
Güç faktörü: pf = cos φ = P/S
Kompanzasyon kondansatörü: Q_C = P(tan φ₁ − tan φ₂), C = Q_C/(ωV²)

Üç fazlı güç

Y bağlantı: V_L = √3·V_ph, I_L = I_ph
Δ bağlantı: V_L = V_ph, I_L = √3·I_ph
Toplam aktif güç: P = √3·V_L·I_L·cos φ = 3·I_ph²·R
Görünür ve reaktif güç: S = √3·V_L·I_L, Q = P·tan φ
Kompanzasyon kondansatörleri: Q_C = P(tan φ₁ − tan φ₂), C = Q_C/(3ωV²)
Her kondansatör üzerindeki gerilim: Δ: V_L Y: V_L/√3
Motor giriş gücü: P_in = P_out/η

Transformatörler

Sarım oranı: a = N₁/N₂ = V₁/V₂
Akım oranı: I₁/I₂ = N₂/N₁ = 1/a
Anma akımı: I = S/V
Aktarılmış empedans: Z₁′ = a²·Z_L
Kısmi yükte bakır kaybı: P_cu = x²·P_cu,fl
Verim: η = x·S·pf/(x·S·pf + P_core + x²·P_cu,fl)
En yüksek verim: x = √(P_core/P_cu,fl)

2Alıştırma soruları

1.Seri ve paralel dirençlerOrta

R₂ üzerinden geçen I_R2 akımını bulun.

V₁ = 9 VR₁ = 2 ΩR₂ = 15 ΩR₃ = 4 ΩR₄ = 4 Ω

I_R2 = A

2.Seri ve paralel dirençlerZor

Kaynağın verdiği ve R₁ üzerinden geçen I_R1 akımını bulun.

V₁ = 5 VR₁ = 4 ΩR₂ = 6 ΩR₃ = 8 ΩR₄ = 5 ΩR₅ = 15 ΩR₆ = 15 Ω

I_R1 = A

3.Düğüm analiziOrta

Düğüm analizi kullanarak ok yönünde R₃ üzerinden geçen I_R3 akımını bulun.

V₁ = 6 VI_s = 3 AR₁ = 12 ΩR₂ = 15 ΩR₃ = 10 ΩR₄ = 8 Ω

I_R3 = A

4.Düğüm analiziZor

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

V₁ = 10 VI_s = 3 AV₂ = 6 VR₁ = 30 ΩR₂ = 30 ΩR₃ = 6 ΩR₄ = 30 ΩR₅ = 20 Ω

I_R1 = A

5.Thévenin ve NortonOrta

a–b uçlarından görülen Thévenin gerilimi V_th değerini bulun.

V₁ = 15 VR₁ = 15 ΩR₂ = 3 ΩR₃ = 2 Ω

V_th = V

6.Thévenin ve NortonZor

a–b arasına R_L = 5 Ω yük bağlanmıştır. Thévenin eşdeğerini kullanarak yüke aktarılan P_L gücünü bulun.

V₁ = 10 VI_s = 1,5 AR₁ = 25 ΩR₂ = 12 ΩR₃ = 15 ΩR_L = 5 Ω

P_L = W

7.RC ve RL geçici rejimOrta

Bobin 2,5 A’lik sabit bir akım taşıyor. t = 0’da anahtar devreyi R üzerinden kapatır ve kaynak çıkarılır, böylece bobin akımı R üzerinden azalır. t = 5 ms anında i akımını bulun.

i(0) = 2,5 AR = 50 ΩL = 100 mHt = 5 ms

i = A

8.RC ve RL geçici rejimZor

Bir zamanlayıcı, t = 0’da 12 V’luk bir kaynaktan bir direnç üzerinden yüksüz bir kondansatörü doldurmaya başlıyor. Kondansatör gerilimi 7,2 V’a ulaştığında, başlangıçtan tam 10 ms sonra tetiklemelidir. C = 100 µF ile gereken direnç R değerini bulun.

V_s = 12 VV_th = 7,2 VT = 10 msC = 100 µF

R = kΩ

9.AC empedans ve fazörlerOrta

C = 0,1 µF olan seri bir RLC devresi 200 Hz’de rezonansa girmelidir. Gereken endüktans L değerini bulun.

f₀ = 200 HzC = 0,1 µF

L = mH

10.AC empedans ve fazörlerZor

Seri bir RLC devresi 120 V (rms), 60 Hz bir kaynağa bağlı. Kondansatör üzerindeki rms gerilim V_C değerini bulun.

V = 120 V (rms)f = 60 HzR = 10 ΩL = 250 mHC = 100 µF

V_C = V

11.AC güç ve güç faktörüOrta

Empedansı Z = 15 + j20 Ω olan bir yük 120 V (rms)’lik tek fazlı bir kaynağa bağlıdır. Harcadığı aktif güç P değerini bulun.

V = 120 VZ = 15 + j20 Ω

P = W

12.AC güç ve güç faktörüZor

200 kVA’lık tek fazlı bir transformatör 0,7 geri güç faktöründe 116 kW’lık bir yükü besliyor. Transformatör kVA değerine ulaşmadan önce dirençsel (birim güç faktörlü) yük olarak ne kadar ek aktif güç ΔP eklenebilir?

S_max = 200 kVAP₁ = 116 kWpf₁ = 0,7

ΔP = kW

13.Üç fazlı güçOrta

Faz başına empedansı 6 + j8 Ω olan dengeli Δ bağlı bir yük, fazlar arası gerilimi 480 V olan dengeli üç fazlı bir kaynağa bağlanmıştır. Yükün çektiği toplam aktif güç P değerini kW cinsinden bulun.

V_L = 480 VZ = 6 + j8 Ω faz başına

P = kW

14.Üç fazlı güçZor

Dengeli üç fazlı bir yük, 690 V (fazlar arası), 60 Hz bir kaynaktan 0,75 geri güç faktöründe 60 kW çekiyor. Yüke paralel bağlanan üç fazlı bir kondansatör grubu toplam güç faktörünü 0,98 geriye yükseltmelidir. Aktif güç aynı kalır. Kondansatörler Y bağlıdır. Her kondansatörün kapasitansı C_ph değerini µF cinsinden bulun.

P = 60 kWpf₁ = 0,75pf₂ = 0,98V_L = 690 Vf = 60 Hz

C_ph = µF

15.TransformatörlerOrta

Çıkış direnci 36 Ω olan bir yükselteç, ideal bir transformatör üzerinden 4 Ω’luk bir hoparlörü sürüyor. En büyük güç aktarımı için hoparlör yükseltece 36 Ω olarak görünmelidir. Sarım oranı a = N₁/N₂ değerini bulun.

R_s = 36 ΩR_L = 4 Ω

a =

16.TransformatörlerZor

Tek fazlı 100 kVA bir transformatörün demir kaybı 400 W, anma yükündeki bakır kaybı 800 W’tır. Verimi hangi yükte S_η,max, kVA cinsinden, en yüksektir?

S = 100 kVAP_core = 400 WP_cu,fl = 800 W

S_η,max = kVA

3Çözeltiler

1.Seri ve paralel dirençler

Cevap: I_R2 = 0,4337 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 = 4 + 4 = 8 Ω

R₂ ∥ 8 = 15·8/(15+8) = 5,217 Ω

R_eq = R₁ + 5,217 = 2 + 5,217 = 7,217 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 = 9/7,217 = 1,247 A

R₂’den geçen akım

A düğümündeki gerilimi bulmak için R₁ üzerindeki düşümü çıkarın; bu, R₂ üzerindeki gerilimdir.

V_A = V₁ − I_R1·R₁ = 9 − 1,247·2 = 6,506 V

I_R2 = V_A/R₂ = 6,506/15 = 0,4337 A

Cevap

I_R2 = 0,4337 A

2.Seri ve paralel dirençler

Cevap: I_R1 = 0,6226 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 = 15 + 15 = 30 Ω

R₄ ∥ 30 = 4,286 Ω

R₃ + 4,286 = 12,29 Ω

R₂ ∥ 12,29 = 4,031 Ω

R_eq = R₁ + 4,031 = 4 + 4,031 = 8,031 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 = 5/8,031 = 0,6226 A

Cevap

I_R1 = 0,6226 A

3.Düğüm analizi

Cevap: I_R3 = 1,108 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 = 6 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/15 + (V_A − 6)/12 + (V_A − V_B)/10 = 0

0,25·V_A − 0,1·V_B = 0,5

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/8 + (V_B − V_A)/10 = (−3)

−0,1·V_A + 0,225·V_B = −3

Çözün

Δ = (0,25)(0,225) − (−0,1)(−0,1) = 0,04625

V_A = Δ₁/Δ = −0,1875/0,04625 = −4,054 V

V_B = Δ₂/Δ = −0,7/0,04625 = −15,14 V

Cevap

I_R3 = (V_A − V_B)/R₃ = (−4,054 − −15,14)/10 = 1,108 A

4.Düğüm analizi

Cevap: I_R1 = 0,1475 A

Düğümleri belirleyin

Toprak alttaki teldir. Bilinen düğüm gerilimleri doğrudan kaynaklardan gelir (V₁ = 10 V, V₂ = 6 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/6 + (V_A − 10)/30 + (V_A − V_B)/30 = 0

0,2333·V_A − 0,03333·V_B = 0,3333

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/20 + (V_B − V_A)/30 + (V_B − 6)/30 = 3

−0,03333·V_A + 0,1167·V_B = 3,2

Çözün

Δ = (0,2333)(0,1167) − (−0,03333)(−0,03333) = 0,02611

V_A = Δ₁/Δ = 0,1456/0,02611 = 5,574 V

V_B = Δ₂/Δ = 0,7578/0,02611 = 29,02 V

Cevap

I_R1 = (V₁ − V_A)/R₁ = (10 − 5,574)/30 = 0,1475 A

5.Thévenin ve Norton

Cevap: V_th = 2,5 V

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 = 15·3/(15+3) = 2,5 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 2,5 + 2 = 4,5 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) = 15·3/(15+3) = 2,5 V

6.Thévenin ve Norton

Cevap: P_L = 9,093 W

Tüm kaynaklar kapalıyken R_th’yi bulun

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

R₁ ∥ R₂ = 25·12/(25+12) = 8,108 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 8,108 + 15 = 23,11 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) = 3,243 + 1,5·8,108 = 15,41 V

V_th = V_B = V_A + I_s·R₃ = 15,41 + 1,5·15 = 37,91 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) = 37,91/(23,11 + 5) = 1,349 A

P_L = I_L²·R_L = 1,349²·5 = 9,093 W

7.RC ve RL geçici rejim

Cevap: i = 0,2052 A

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.

Zaman sabiti

τ = L/R = 100 mH / 50 Ω = 2 ms

Akımın azalması

i(t) = 2,5·e^−5/2 = 0,2052 A

Cevap

i = 0,2052 A

8.RC ve RL geçici rejim

Cevap: R = 0,1091 kΩ

Gerekli zaman sabiti

7,2 = 12·(1 − e^−10/τ) → τ = 10/ln(12/(12 − 7,2))

τ = 10/0,9163 = 10,91 ms

Direnç

kΩ çarpı µF milisaniye verir.

R = τ/C = 10,91/100 = 0,1091 kΩ

Cevap

R = 0,1091 kΩ

9.AC empedans ve fazörler

Cevap: L = 6333 mH

Fazörlerle AC devreleri: direnç, bobin ve kondansatörün empedansları R, jωL ve 1/(jωC)’dir; ω = 2πf. Seride empedanslar dirençler gibi, ancak karmaşık sayı olarak toplanır. Rms akım ve gerilim |Z| ile Ohm yasasına uyar.

Rezonans koşulu

Rezonansta endüktif ve kapasitif reaktanslar birbirini götürür: ωL = 1/(ωC).

ω₀ = 2π·200 = 1257 rad/s

L = 1/(ω₀²·C) = 1/(1257²·0,1·10⁻⁶) = 6333 mH

Cevap

L = 6333 mH

10.AC empedans ve fazörler

Cevap: V_C = 46,5 V

Reaktanslar

ω = 2πf = 2π·60 = 377 rad/s

X_L = ωL = 377·0,25 = 94,25 Ω

X_C = 1/(ωC) = 1/(377·100·10⁻⁶) = 26,53 Ω

Empedans

Seride empedanslar karmaşık sayılar olarak toplanır: Z = R + j(X_L − X_C).

|Z| = √(R² + (X_L − X_C)²) = √(10² + (67,72)²) = 68,46 Ω

Akım

Seri devrenin her elemanından aynı akım geçer.

I = V/|Z| = 120/68,46 = 1,753 A

Kondansatör gerilimi

V_C = I·X_C = 1,753·26,53 = 46,5 V

Cevap

V_C = 46,5 V

11.AC güç ve güç faktörü

Cevap: P = 345,6 W

AC güç: görünür güç S = V·I (VA), faydalı iş yapan aktif güç P = S·cos φ (W) ile kaynak ve yük arasında gidip gelen reaktif güç Q = S·sin φ (var) olarak ayrılır. Güç faktörü cos φ’dir. Paralel bir kondansatör reaktif gücü yerinde sağlar, böylece aynı aktif güç için hat akımı düşer.

Akım

|Z| = √(15² + 20²) = 25 Ω

I = V/|Z| = 120/25 = 4,8 A

Aktif güç

P = I²·R = 4,8²·15 = 345,6 W

Cevap

P = 345,6 W

12.AC güç ve güç faktörü

Cevap: ΔP = 45,23 kW

Mevcut yükün reaktif gücü

Q₁ = 116·tan(arccos 0,7) = 118,3 kvar

En büyük toplam aktif güç

Tam değerde S = S_max’tır ve Q dirençsel yükle değişmez.

P = √(S_max² − Q₁²) = √(200² − 118,3²) = 161,2 kW

Ek aktif güç

ΔP = 161,2 − 116 = 45,23 kW

Cevap

ΔP = 45,23 kW

13.Üç fazlı güç

Cevap: P = 41,47 kW

Faz gerilimi

V_ph = V_L = 480 V

Faz akımı

|Z| = √(6² + 8²) = 10 Ω

I_ph = 480/10 = 48 A

Toplam aktif güç

Her empedansın yalnızca dirençli kısmı aktif güç harcar.

P = 3·I_ph²·R = 3·48²·6 = 41,47 kW

Cevap

P = 41,47 kW

Kontrol: cos φ = R/|Z| = 0,6 ve √3·V_L·I_L·cos φ aynı gücü verir.

14.Üç fazlı güç

Cevap: C_ph = 226,9 µF

Dengeli üç fazlı sistemler: Y (yıldız) bağlantıda fazlar arası gerilim faz geriliminin √3 katıdır, V_L = √3·V_ph, ve hat akımı faz akımına eşittir. Δ (üçgen) bağlantıda fazlar arası gerilim faz gerilimine eşittir ve hat akımı faz akımının √3 katıdır, I_L = √3·I_ph. Toplam güç bir fazın gücünün üç katıdır: P = 3·V_ph·I_ph·cos φ = √3·V_L·I_L·cos φ. Güç faktörü düzeltme: kondansatörler reaktif gücü yerinde sağlar, Q_C = P·(tan φ₁ − tan φ₂). Üç kondansatörün her biri Q_C/3 = V²·ω·C sağlar; burada V o kondansatör üzerindeki gerilimdir: Δ grupta V_L, Y grupta V_L/√3.

Önce ve sonra reaktif güç

Aktif güç değişmediği için her güç faktörü reaktif gücü belirler: Q = P·tan φ.

Q₁ = 60·tan(acos 0,75) = 60·0,8819 = 52,92 kvar

Q₂ = 60·tan(acos 0,98) = 60·0,2031 = 12,18 kvar

Kondansatörlerin sağladığı reaktif güç

Q_C = Q₁ − Q₂ = 40,73 kvar

Faz başına kapasitans

Y grupta her kondansatör bir hat ile yıldız noktası arasına bağlıdır.

V = 690/√3 = 398,4 V, ω = 2π·60 = 377 rad/s

C_ph = (Q_C/3)/(ω·V²) = 13577/(377·398,4²) = 226,9 µF

Cevap

C_ph = 226,9 µF

15.Transformatörler

Cevap: a = 3

İdeal transformatör: gerilimler sarım sayılarının oranında, akımlar ters oranda bulunur: V₁/V₂ = N₁/N₂ = a ve I₁/I₂ = N₂/N₁ = 1/a; böylece giriş gücü çıkış gücüne eşittir, V₁·I₁ = V₂·I₂. Sekonderdeki bir Z yük empedansı primerden a²·Z olarak görünür.

Aktarılmış yükü eşleyin

a²·4 = 36

a = √(36/4) = √9 = 3

Cevap

a = 3

16.Transformatörler

Cevap: S_η,max = 70,71 kVA

Transformatör kayıpları: demir kaybı (histerezis ve girdap akımları) gerilime bağlıdır ve her yükte aynıdır. Sargılardaki bakır kaybı akımın karesiyle değişir; bu yüzden anma yükünün x kesrinde x²·P_cu,fl olur. Verim η = P_out/(P_out + P_core + P_cu), burada P_out = x·S·pf. Verim, bakır kaybının demir kaybına eşit olduğu yükte en yüksektir.

Bakır kaybı demir kaybına eşittir

x²·800 = 400 → x = √(400/800) = 0,7071

En yüksek verimdeki yük

S_η,max = x·S = 0,7071·100 = 70,71 kVA

Cevap

S_η,max = 70,71 kVA

ExamProblems · examproblems.com/courses/electrical-engineering-fundamentals

Elektrik Mühendisliğinin Temelleri: hızlı tekrar paketi

1Formüller ve yöntemler

Seri ve paralel dirençler

Yöntem

Düğüm analizi

Yöntem

Thévenin ve Norton

Yöntem

RC ve RL geçici rejim

Yöntem

AC empedans ve fazörler

Yöntem

AC güç ve güç faktörü

Üç fazlı güç

Transformatörler

2Alıştırma soruları

3Çözeltiler

Dirençleri en uzak uçtan birleştirin

Kaynaktan çekilen akım

R₂’den geçen 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

Tüm kaynaklar kapalıyken Rth’yi bulun

Açık devre gerilimi Vth’yi bulun

Tüm kaynaklar kapalıyken Rth’yi bulun

Açık devre gerilimi Vth’yi bulun

Yükü Thévenin eşdeğerine bağlayın

Zaman sabiti

Akımın azalması

Cevap

Gerekli zaman sabiti

Direnç

Cevap

Rezonans koşulu

Cevap

Reaktanslar

Empedans

Akım

Kondansatör gerilimi

Cevap

Akım

Aktif güç

Cevap

Mevcut yükün reaktif gücü

En büyük toplam aktif güç

Ek aktif güç

Cevap

Faz gerilimi

Faz akımı

Toplam aktif güç

Cevap

Önce ve sonra reaktif güç

Kondansatörlerin sağladığı reaktif güç

Faz başına kapasitans

Cevap

Aktarılmış yükü eşleyin

Cevap

Bakır kaybı demir kaybına eşittir

En yüksek verimdeki yük

Cevap

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