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

Kaynağın verdiği ve R₁ üzerinden geçen I_R1 akımını bulun.

V₁ = 24 VR₁ = 5 ΩR₂ = 12 ΩR₃ = 12 ΩR₄ = 3 Ω

I_R1 = A

2.Seri ve paralel dirençlerZor

Kaynağın verdiği ve R₁ üzerinden geçen I_R1 akımını bulun.

V₁ = 30 VR₁ = 25 ΩR₂ = 5 ΩR₃ = 5 ΩR₄ = 12 ΩR₅ = 15 ΩR₆ = 10 Ω

I_R1 = A

3.Düğüm analiziOrta

Düğüm analizi kullanarak I_s akım kaynağının verdiği güç P_Is değerini bulun.

V₁ = 10 VI_s = 1 AR₁ = 12 ΩR₂ = 3 ΩR₃ = 2 ΩR₄ = 2 Ω

P_Is = W

4.Düğüm analiziZor

Akım kaynağı, A’daki düğüm gerilimi V_A = 6 V olana kadar ayarlanıyor. Düğüm analizi kullanarak kaynak akımı I_s değerini (yönü şekildeki gibi) bulun.

V₁ = 6 VR₁ = 25 ΩR₂ = 10 ΩR₃ = 3 ΩR₄ = 2 ΩV_A = 6 V

I_s = A

5.Thévenin ve NortonOrta

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

V₁ = 9 VR₁ = 3 ΩR₂ = 2 ΩR₃ = 12 Ω

I_N = A

6.Thévenin ve NortonZor

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

V₁ = 12 VI_s = 4 AR₁ = 4 ΩR₂ = 12 ΩR₃ = 25 Ω

I_N = A

7.RC ve RL geçici rejimOrta

Bobin 0,5 A’lik sabit bir akım taşıyor. t = 0’da anahtar devreyi R üzerinden kapatır ve kaynak çıkarılır, böylece bobin akımı R üzerinden azalır. t = 1 ms anında R üzerindeki gerilim v_R değerini bulun.

i(0) = 0,5 AR = 50 ΩL = 10 mHt = 1 ms

v_R = V

8.RC ve RL geçici rejimZor

Anahtar t = 0’da kapanmadan hemen önce kondansatörde gösterilen polaritede 3 V vardır. t = 50 ms anında kondansatör gerilimi v_C değerini bulun.

V_s = 24 VR = 4,7 kΩC = 33 µFv_C(0) = 3 Vt = 50 ms

v_C = V

9.AC empedans ve fazörlerOrta

Seri bir RLC devresi 10 V (rms), 60 Hz bir kaynağa bağlı. Rms akım I değerini bulun.

V = 10 V (rms)f = 60 HzR = 20 ΩL = 50 mHC = 22 µF

I = A

10.AC empedans ve fazörlerZor

Bir R₁ direnci, R₂ ile bir C kondansatörünün paralel birleşimine seri bağlıdır ve 12 V (rms), 200 Hz’lik bir kaynağın uçlarına bağlanmıştır. Empedansın büyüklüğü |Z| değerini bulun.

V = 12 V (rms)f = 200 HzR₁ = 10 ΩR₂ = 50 ΩC = 47 µF

|Z| = Ω

11.AC güç ve güç faktörüOrta

Tek fazlı bir motor, 240 V bir kaynaktan 0,6 geri güç faktöründe 35 kW çekiyor. Çektiği reaktif güç Q değerini bulun.

P = 35 kWpf = 0,6V = 240 V

Q = kvar

12.AC güç ve güç faktörüZor

Tek fazlı bir yük, 400 V, 50 Hz bir kaynaktan 0,75 geri güç faktöründe 25 kW çekiyor. Paralel bağlanan bir kondansatör güç faktörünü 0,95 değerine yükseltiyor. Gereken kapasitans C değerini bulun.

P = 25 kWpf₁ = 0,75pf₂ = 0,95V = 400 Vf = 50 Hz

C = µF

13.Üç fazlı güçOrta

Faz başına empedansı 15 + j20 Ω olan dengeli Δ bağlı bir yük, fazlar arası gerilimi 400 V olan dengeli üç fazlı bir kaynağa bağlanmıştır. Yükün çektiği toplam aktif güç P değerini kW cinsinden bulun.

V_L = 400 VZ = 15 + j20 Ω faz başına

P = kW

14.Üç fazlı güçZor

Dengeli üç fazlı bir yük, 480 V (fazlar arası), 60 Hz bir kaynaktan 0,78 geri güç faktöründe 50 kW çekiyor. Yüke paralel bağlanan üç fazlı bir kondansatör grubu toplam güç faktörünü 0,98 geriye yükseltmelidir. Aktif güç aynı kalır. Kondansatör grubunun sağlaması gereken toplam reaktif güç Q_C değerini kvar cinsinden bulun.

P = 50 kWpf₁ = 0,78pf₂ = 0,98V_L = 480 Vf = 60 Hz

Q_C = kvar

15.TransformatörlerOrta

Çıkış direnci 4800 Ω olan bir yükselteç, ideal bir transformatör üzerinden 75 Ω’luk bir hoparlörü sürüyor. En büyük güç aktarımı için hoparlör yükseltece 4800 Ω olarak görünmelidir. Sarım oranı a = N₁/N₂ değerini bulun.

R_s = 4800 ΩR_L = 75 Ω

a =

16.TransformatörlerZor

Tek fazlı 500 kVA bir transformatörün demir kaybı 2500 W, anma yükündeki bakır kaybı 5000 W’tır. Transformatör anma kVA değerinin %75 kadarını 0,85 geri güç faktöründe besliyor. Bu yükteki toplam kayıplar P_loss değerini watt cinsinden bulun.

S = 500 kVAP_core = 2500 WP_cu,fl = 5000 Wx = 0,75pf = 0,85

P_loss = W

3Çözeltiler

1.Seri ve paralel dirençler

Cevap: I_R1 = 2,057 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 = 12·15/(12+15) = 6,667 Ω

R_eq = R₁ + 6,667 = 5 + 6,667 = 11,67 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 = 24/11,67 = 2,057 A

Cevap

I_R1 = 2,057 A

2.Seri ve paralel dirençler

Cevap: I_R1 = 1,048 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 + 10 = 25 Ω

R₄ ∥ 25 = 8,108 Ω

R₃ + 8,108 = 13,11 Ω

R₂ ∥ 13,11 = 3,619 Ω

R_eq = R₁ + 3,619 = 25 + 3,619 = 28,62 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 = 30/28,62 = 1,048 A

Cevap

I_R1 = 1,048 A

3.Düğüm analizi

Cevap: P_Is = 2 W

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.

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/3 + (V_A − 10)/12 + (V_A − V_B)/2 = 0

0,9167·V_A − 0,5·V_B = 0,8333

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/2 + (V_B − V_A)/2 = 1

−0,5·V_A + V_B = 1

Çözün

Δ = (0,9167)(1) − (−0,5)(−0,5) = 0,6667

V_A = Δ₁/Δ = 1,333/0,6667 = 2 V

V_B = Δ₂/Δ = 1,333/0,6667 = 2 V

Akım kaynağının verdiği güç

Kaynak Iₛ’yi topraktan (0 V) V_B’e, yukarı doğru B düğümüne iter. Akımı + ucundan çıkan bir kaynak P = V·I güç verir.

P_Is = V_B·I_s = 2·1 = 2 W

Cevap

P_Is = 2 W

4.Düğüm analizi

Cevap: I_s = 4,5 A

A düğümünde KAY

V_A bilindiği için bu denklem V_B’yi verir.

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

(6 − 6)/25 + 6/10 = (V_B − 6)/3

0,6 = (V_B − 6)/3 → V_B = 7,8 V

B düğümünde KAY

Dirençler üzerinden B’den çıkan akımlar, kaynakların B’ye ittiği akıma eşittir.

I_s = (V_B − V_A)/R₃ + V_B/R₄ = (7,8 − 6)/3 + 7,8/2 = 4,5 A

Cevap

I_s = 4,5 A

5.Thévenin ve Norton

Cevap: I_N = 0,2727 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 = 3·2/(3+2) = 1,2 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 1,2 + 12 = 13,2 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) = 9·2/(3+2) = 3,6 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 = 3,6/13,2 = 0,2727 A

6.Thévenin ve Norton

Cevap: I_N = −3,679 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 = 4·12/(4+12) = 3 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 3 + 25 = 28 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) = 9 + (−4)·3 = −3 V

V_th = V_B = V_A + I_s·R₃ = −3 + (−4)·25 = −103 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 = −103/28 = −3,679 A

7.RC ve RL geçici rejim

Cevap: v_R = 0,1684 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.

Zaman sabiti

τ = L/R = 10 mH / 50 Ω = 0,2 ms

Akımın azalması

i(t) = 0,5·e^−1/0,2 = 0,003369 A

v_R = R·i = 50·0,003369 = 0,1684 V

Cevap

v_R = 0,1684 V

8.RC ve RL geçici rejim

Cevap: v_C = 8,787 V

Başlangıç değeri, son değer, zaman sabiti

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

v_C(0) = 3 V, v_C(∞) = V_s = 24 V

τ = R·C = 4,7 kΩ · 33 µF = 155,1 ms

v_C(t) = 24 + (3 − 24)·e^−t/τ

Verilen andaki gerilim

v_C(50) = 24 + (−21)·e^−50/155,1 = 8,787 V

Cevap

v_C = 8,787 V

9.AC empedans ve fazörler

Cevap: I = 0,09646 A

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.

Reaktanslar

ω = 2πf = 2π·60 = 377 rad/s

X_L = ωL = 377·0,05 = 18,85 Ω

X_C = 1/(ωC) = 1/(377·22·10⁻⁶) = 120,6 Ω

Empedans

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

|Z| = √(R² + (X_L − X_C)²) = √(20² + (−101,7)²) = 103,7 Ω

Akım

Seri devrenin her elemanından aynı akım geçer.

I = V/|Z| = 10/103,7 = 0,09646 A

Cevap

I = 0,09646 A

10.AC empedans ve fazörler

Cevap: |Z| = 21,45 Ω

Reaktans

X_C = 1/(2π·200·47·10⁻⁶) = 16,93 Ω

Paralel birleşim

Z_p’yi reel ve sanal kısımlara ayırmak için pay ve paydayı karmaşık eşlenikle çarpın.

Z_p = R₂·(−jX_C)/(R₂ − jX_C) = (R₂·X_C² − jR₂²·X_C)/(R₂² + X_C²)

Z_p = 5,144 − j15,19 Ω

Toplam empedans

Z = 10 + 5,144 − j15,19 = 15,14 − j15,19 Ω

|Z| = √(15,14² + 15,19²) = 21,45 Ω

Cevap

|Z| = 21,45 Ω

11.AC güç ve güç faktörü

Cevap: Q = 46,67 kvar

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.

Açı

φ = arccos(0,6) = 53,13°, tan φ = 1,333

Reaktif güç

Q = P·tan φ = 35·1,333 = 46,67 kvar

Cevap

Q = 46,67 kvar

12.AC güç ve güç faktörü

Cevap: C = 275,2 µF

Önce ve sonra reaktif güç

Aktif güç P değişmez; yalnızca şebekeden çekilen reaktif güç değişir.

Q₁ = P·tan φ₁ = 25·tan(41,41°) = 22,05 kvar

Q₂ = P·tan φ₂ = 25·tan(18,19°) = 8,217 kvar

Q_C = Q₁ − Q₂ = 13,83 kvar

Kapasitans

Kaynağa bağlı bir kondansatör Q = V²·ωC sağlar.

C = Q_C/(2πf·V²) = 13831/(2π·50·400²) = 275,2 µF

Cevap

C = 275,2 µF

13.Üç fazlı güç

Cevap: P = 11,52 kW

Faz gerilimi

V_ph = V_L = 400 V

Faz akımı

|Z| = √(15² + 20²) = 25 Ω

I_ph = 400/25 = 16 A

Toplam aktif güç

Her empedansın yalnızca dirençli kısmı aktif güç harcar.

P = 3·I_ph²·R = 3·16²·15 = 11,52 kW

Cevap

P = 11,52 kW

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

14.Üç fazlı güç

Cevap: Q_C = 29,96 kvar

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 = 50·tan(acos 0,78) = 50·0,8023 = 40,11 kvar

Q₂ = 50·tan(acos 0,98) = 50·0,2031 = 10,15 kvar

Kondansatörlerin sağladığı reaktif güç

Q_C = Q₁ − Q₂ = 29,96 kvar

Cevap

Q_C = 29,96 kvar

15.Transformatörler

Cevap: a = 8

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

a²·75 = 4800

a = √(4800/75) = √64 = 8

Cevap

a = 8

16.Transformatörler

Cevap: P_loss = 5313 W

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.

Bu yükteki bakır kaybı

P_cu = x²·P_cu,fl = 0,5625·5000 = 2813 W

Toplam kayıplar

Demir kaybı her yükte aynıdır.

P_loss = 2500 + 2813 = 5313 W

Cevap

P_loss = 5313 W

Bu yükteki verim η = 98,36%.

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

Cevap

Dirençleri en uzak uçtan birleştirin

Kaynaktan çekilen akım

Cevap

A düğümünde KAY

B düğümünde KAY

Çözün

Akım kaynağının verdiği güç

Cevap

A düğümünde KAY

B düğümünde KAY

Cevap

Tüm kaynaklar kapalıyken Rth’yi bulun

Açık devre gerilimi Vth’yi bulun

Norton eşdeğeri

Tüm kaynaklar kapalıyken Rth’yi bulun

Açık devre gerilimi Vth’yi bulun

Norton eşdeğeri

Zaman sabiti

Akımın azalması

Cevap

Başlangıç değeri, son değer, zaman sabiti

Verilen andaki gerilim

Cevap

Reaktanslar

Empedans

Akım

Cevap

Reaktans

Paralel birleşim

Toplam empedans

Cevap

Açı

Reaktif güç

Cevap

Önce ve sonra reaktif güç

Kapasitans

Cevap

Faz gerilimi

Faz akımı

Toplam aktif güç

Cevap

Önce ve sonra reaktif güç

Kondansatörlerin sağladığı reaktif güç

Cevap

Aktarılmış yükü eşleyin

Cevap

Bu yükteki bakır kaybı

Toplam kayıplar

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