Akım, Gerilim, Direnç ve Güç
🌐 Bu sayfa makine çevirisidir. Almanca sürüm bağlayıcıdır.
Su döngüsü benzetmesi
Bölüm başlığı “Su döngüsü benzetmesi”Bir pompalı su borusu düşün. Pompa basınç oluşturur, su akar, dar bir boru akışı yavaşlatır. Elektroteknikte bu üç şeyin adı şöyle:
| Su | Elektroteknik | Formül simgesi | Birim |
|---|---|---|---|
| Basınç | Spannung (gerilim) | U | Volt (V) |
| Saniyedeki su miktarı | Strom (akım şiddeti) | I | Amper (A) |
| Borunun darlığı | Widerstand (direnç) | R | Ohm (Ω) |
Spannung, “itici güç”tür; Strom gerçekten akan şeydir, Widerstand ise onu sınırlayan şeydir. Spannung yoksa Strom da yoktur. Kapalı bir devre de yoksa yine yoktur: Strom, ancak kaynaktan Verbraucher’a (tüketiciye) gidip tekrar kaynağa dönebiliyorsa akar. Bu yüzden her Steckdose’un (priz) en az iki kontağı vardır: Außenleiter L (gidiş) ve Neutralleiter N (dönüş).
Spannung U – itici güç
Bölüm başlığı “Spannung U – itici güç”Spannung, iki nokta arasındaki elektriksel “basınç” farkıdır. Almanya’da şebeke, bir Außenleiter ile Neutralleiter arasında 230 V verir (Wechselspannung, yani alternatif gerilim, 50 Hz). İki Außenleiter arasında ise 400 V vardır – daha fazlasını Netz und Leiterfarben sayfasında bulursun.
Aklında kalsın: Spannung iki nokta arasında bulunur. Ölçümü bileşene paralel yaparsın, yani ölçü aletini iki bağlantı noktasının arasına bağlarsın.
Tipik değerler: AA pil 1,5 V · araba aküsü 12 V · Steckdose 230 V · ocak/Drehstrom (üç faz) 400 V · orta gerilim şebekesi 10–30 kV.
Strom I – akan şey
Bölüm başlığı “Strom I – akan şey”Stromstärke (akım şiddeti), saniyede iletken üzerinden ne kadar yük geçtiğini söyler. 1 Amper, saniyede bir Coulomb’dur – bunu ezberlemen gerekmez ama büyüklük sıralarını bilmen gerekir:
| Verbraucher | 230 V’da Strom |
|---|---|
| LED lamba 8 W | 0,035 A (35 mA) |
| Laptop adaptörü 65 W | 0,3 A |
| Televizyon 100 W | 0,4 A |
| Elektrikli süpürge 900 W | 3,9 A |
| Su ısıtıcısı 2 000 W | 8,7 A |
| Fanlı ısıtıcı 2 000 W | 8,7 A |
| Steckdosenstromkreis (priz devresi), LS B16 | en fazla 16 A |
Strom’u seri bağlanarak ölçersin – ölçü aleti devreye seri olarak sokulur ya da iletkenin etrafına bir Stromzange (akım pensi) kullanırsın. Bir ampermetrenin 230 V’a paralel bağlanması bir Kurzschluss’tur (kısa devredir).
İnsan için tehlike: Vücuttan geçen yalnızca yaklaşık 30 mA bile ölümcül olabilir (Herzkammerflimmern, kalp ventriküler fibrilasyonu). Bu yüzden dairelerdeki RCD/FI-Schutzschalter’ler (kaçak akım koruma şalterleri) 30 mA hata akımında devreyi keser – bkz. Schutzorgane.
Widerstand R – yavaşlatan şey
Bölüm başlığı “Widerstand R – yavaşlatan şey”Her iletkenin ve her Verbraucher’ın bir Widerstand’ı vardır. Uzun ve ince bir tel, kısa ve kalın telden daha fazla dirence sahiptir. Bakır iyi iletir, demir daha kötü, plastik neredeyse hiç iletmez (Isolator, yalıtkan).
Leitung’lar (kablolar) için şunu söyleyebiliriz: Widerstand uzunlukla artar, kesitle azalır. Bu yüzden uzun bir Zuleitung (besleme kablosu) daha büyük bir kesit alır – yoksa yolda Spannung kaybolur (Spannungsfall, gerilim düşümü) ve kablo ısınır.
Bakır için pratik değerler: 1,5 mm² ≈ 12 Ω / km · 2,5 mm² ≈ 7,4 Ω / km · 10 mm² ≈ 1,8 Ω / km (her iletken teli için).
Ohmsches Gesetz (Ohm yasası)
Bölüm başlığı “Ohmsches Gesetz (Ohm yasası)”Üç büyüklük birbirine bağlıdır:
U = R · I – Spannung = Widerstand çarpı Strom
Çevrilmiş hâlleri: I = U / R ve R = U / I. Bu, Ausbildung’un (meslek eğitiminin) en önemli formülüdür. Ezberlemek için bir üçgen yardımcı olur: U üstte, R ve I altta yan yana. Aradığın büyüklüğü kapat – geriye kalan, hesabı verir.
Örnek 1: Bir fanlı ısıtıcının direnci 26,5 Ω’dur. 230 V’ta I = 230 V / 26,5 Ω ≈ 8,7 A akar.
Örnek 2: Bir akkor lambadan 230 V’ta 0,26 A akıyor. Direnci R = 230 V / 0,26 A ≈ 885 Ω (sıcak hâldeyken).
Örnek 3: 12 V’lu Bordnetz (araç elektrik tesisatı) üzerinde bir lambadan 2 A akıyor. R = 12 V / 2 A = 6 Ω.
Leistung P – saniyedeki iş miktarı
Bölüm başlığı “Leistung P – saniyedeki iş miktarı”Leistung (güç), Spannung çarpı Strom’dur:
P = U · I – Leistung watt cinsinden (W), 1 000 W = 1 kW
Ohmsches Gesetz ile birleştirilirse: P = U² / R ve P = I² · R.
Örnek: 230 V’taki 2 000 W’lık su ısıtıcısı: I = P / U = 2 000 W / 230 V ≈ 8,7 A. Bir Steckdosenleiste’de (priz grubu) iki su ısıtıcısı: 17,4 A – LS B16 devreyi keser. Bu bir arıza değil, korumadır.
Motorlu Wechselstrom (alternatif akım) devrelerinde bir de Leistungsfaktor cos φ (güç çarpanı) devreye girer (Scheinleistung S, VA cinsinden; Wirkleistung P, W cinsinden). Isıtma ve akkor lamba gibi ohmik Verbraucher’lar için cos φ = 1’dir – başlangıç için bu yeter.
Energie W – Leistung çarpı zaman
Bölüm başlığı “Energie W – Leistung çarpı zaman”Stromzähler (elektrik sayacı) Leistung’ı değil, Energie’yi (enerjiyi) sayar:
W = P · t – Energie kilowatt saat cinsinden (kWh)
Örnek: 2 kW’lık fanlı ısıtıcı, 3 saat: W = 2 kW · 3 h = 6 kWh. Yaklaşık 35 ct/kWh ile bu 2,10 € eder. 8 W’lık bir LED lamba 6 kWh için 750 saate ihtiyaç duyar.
Birimler ve ön ekleri
Bölüm başlığı “Birimler ve ön ekleri”| Ön ek | Çarpan | Örnek |
|---|---|---|
| m (milli) | 0,001 | RCD’nin 30 mA Auslösestrom’u (kesme akımı) |
| k (kilo) | 1 000 | 2 kW su ısıtıcısı, 10 kV orta gerilim |
| M (mega) | 1 000 000 | 1 MΩ asgari Isolationswiderstand (yalıtım direnci) |
Hesapları her zaman temel birimlerle yap (V, A, Ω, W) ve dönüşümü en sonda yap. Berufsschule’daki (meslek okulu) hesap hatalarının çoğu birim hatalarıdır.
Şimdi neleri yapabilirsin
Bölüm başlığı “Şimdi neleri yapabilirsin”- Spannung, Strom, Widerstand ve Leistung’ı birbirinden ayırt etmek ve birimlerini söylemek.
- U = R · I ve P = U · I ile eksik olan her büyüklüğü hesaplamak.
- Çok fazla cihaz bağlandığında bir LS-Schalter’in neden devreyi kestiğini ve 30 mA’in vücut için neden tehlikeli olduğunu anlamak.
Sıra, tüm bunların bağlı olduğu şebekede: Netz und Leiterfarben.
Kendini test et
Bölüm başlığı “Kendini test et”🧠 Kendini test et