[DreAmTeaM]

Havada dahil olmak üzere tüm maddeler moleküllerden oluşur. Bir odada otururken etafınızı oksijen, nitrojen, karbondioksit ve şehir hayatının vazgeçilmezi karbonmonoksit yanınızda oturan kişinin ucuz kolonyasının molekülleri sarar. Bu moleküller odada serbest halde dolaşmaktadır. Bu moleküllerin arasındaki boşlukta havanın basınca bağlı olarak değişir. Hava basıncı da barometrik basıncın bir sonucudur. Yağmurlu bir günde alçak basınç altındasınızdır ve hava molekülleri de birbirinden uzaktır. Moleküller basınç değişimine hızla tepki verirler.
Geniş çaplı bir örnek olarak bir flütün nasıl ses çıkardığına bakalım. Basit olarak bu sadece üzerinde birkaç delik bulunan tüpten başka birşey değildir. Öndeki uç üflemek için vardır. Sondaki büyük açıklık ise dünyaya açılmasını sağlar. Bizim üflememiz sonucu tüpün içindeki hava basıncı değişecek, oluşan titreşimler ses çıkmasına sebep olacaktır. Diğer delikleri parmaklarımızla açıp kapatarak iç kısımdaki basıncın değişmesine sebep oluyoruz. Bu da değişik sesler çıkmasını sağlıyor.

Boylamsal dalgalar (Longitudinal waves)

GENLİK (Amplitude)

Genlik kavramını incelemek için biraz basitleştirilmiş örnekler kullanalım. Diğelimki elinizde bir noktanın verilen zamandaki basıncını ölçebiliyor. Cihazı flütün ses çıkan kısmına yerleştirip birindan nota çalmasını isteyelim. Flütün iç basıncıyla orantılı olarak cihazdaki değerlerin sürekli değiştiğini görürsünüz. Eğer odada hiç ses yoksa, flüte hızla üflendiğinde ölçülen basınç değerine "Tepe Genlik" adı verilir. Genel olarak birimi "Pascal" (Pa)' dır. Duyabileceğiniz en yüksek ses 20 Pascal, en düşük ise 20 micropaskal (20µPa)'dır.

(Transverse waves)

FREKANS (Frequency)

Şu hava basıncını ölçen cihazımızı tekrar ele alalım. Ölçtüğünüz sonuçlar, eğer flütü çalan başarılıysa aynı notada aynı aralıkta değerler verecektir. Bu değerler bir saniyede kaç kez en yüksek ve en düşük değerine ulaştığını ölçün. Elde ettiğiniz sonuç duyduğunuz notanın frekansıdır. Birimi Hertz(Hz) olarak ölçülür.

Bahsettiğimiz bu konu müziksel anlamda ifadesi şöyle olacaktır. Piyanonun orta C tuşuna basınca çıkan sesin frekansı 261.6Hz olur. Genliği ise basma hızımıza bağlı olarak değişir.

Su dalgaları (Water waves)

(Rayleigh surface waves)

PERİYOT (Period)

Frekansın 1 saniyede oluşan dalga boyu olduğunu biliyoruz. Peki 1 dalga ne kadar sürede oluşmaktadır. İşte bu süre periyot olarak adlandırılır.

T = l / f

T peryodu, f frekansı ifade eder.


ELEKTRİK AKIMI

Elektrik Akımı Nasıl Oluşur ?
Aslında bu çok zor bir soru, ama açıklamak zorunda olduğumun farkındayım. Bildiğiniz gibi metallerin atomlarındaki elektron sayıları metalin cinsine göre değişir. İletken maddelerin atomlarının son yörüngelerinde 4 'den az elektron bulunur. Atomlar bu elektronları 8 'e tamamlayamadıkları için serbest bırakırlar. Bu yüzden bir İletken maddede milyonlarca serbest elektron bulunur. Bu maddeye elektrik uygulandığında elektronlar negatif (-) 'den pozitif (+) yönüne doğru hareket etmeye başlar. Bu harekete "Elektrik Akımı" denir. Birimi ise "Amper" 'dir. İletkenin herhangi bir noktasından 1 saniyede 6.25*10^18 elektron geçmesi 1 Amperlik akıma eşittir. Akımlar "Doğru Akım" (DC) ve "Alternatif Akım" (AC) olarak ikiye ayrılır. Şimdi bunları ayrı ayrı inceleyelim.
Doğru Akım (DC) :

Doğru akımın kısa tanımı "Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişmeyen akıma doğru akım denir." şeklindedir. Doğru akım genelde elektronik devrelerde kullanılır. En ideal doğru akım en sabit olanıdır. En sabit doğru akım kaynakları da pillerdir. Birde evimizdeki alternatif akımı doğru akıma dünüştüren Doğrultmaçlar vardır. Bunların da daha sabit olması için DC kaynağa Regüle Devresi eklenir.
Alternatif Akım (AC) :

Alternatifin kelime anlamı "Değişken" dir. Alternatif akımın kısa tanımı ise "Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişen akıma alternatif akım denir." şeklindedir. Alternatif akım büyük elektrik devrelerinde ve yüksek güçlü elektrik motorlarında kullanılır. Evlerimizdeki elektrik alternatik akım sınıfına girer. Buzdolabı, çamaşır makinesi, bulaşık makinesi, aspiratör ve vantilatörler direk alternatif akımla çalışırlar. Televizyon, müzik seti ve video gibi cihazlar ise bu alternatif akımı doğru akıma çevirerek kullanırlar.

İLETKEN, YARI İLETKEN VE YALITKANLAR

İletkenler :

Bir maddenin iletkenliğini belirleyen en önemli faktör, atomlarının son yörüngesindeki elektron sayısıdır. Bu son yörüngeye "Valans Yörünge" üzerinde bulunan elektronlara da "Valans Elektron" denir. Valans elektronlar atom çekirdeğine zayıf olarak bağlıdır. Valans yörüngesindeki elektron sayısı 4 'den büyük olan maddeler yalıtkan 4 'den küçük olan maddeler de iletkendir. Örneğin bakır atomunun son yörüngesinde sadece bir elektron bulunmaktadır. Bu da bakırın iletken olduğunu belirler. Bakırın iki ucuna bir eletrik enerjisi uygulandığında bakırdaki valans elektronlar güç kaynağının pozitif kutbuna doğru hareket eder. Bakır elektrik iletiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Sebebi ise maliyetinin düşük olması ve iyi bir iletken olmasıdır. En iyi iletken altın, daha sonra gümüştür. Fakat bunların maaliyetinin yüksek olması nedeniyle elektrik iletiminde kullanılmamaktadır.


Yalıtkanlar :

Yalıtkan maddelerin atomlarının valans yörüngelerinde 8 elektron bulunur. Bu tür yörüngeler doymuş yörünge sınıfına girdiği için elektron alıp verme gibi bir istekleri yoktur. Bu sebeplede elektriği ilemezler. Yalıtkan maddeler iletken maddelerin yalıtımında kullanılır. Yalıtkan maddelere örnek olarak tahta, cam ve plastiği verebiliriz. İsterseniz bu örnekleri arttırabilirsiniz.


Yarı İletkenler :

Aşağıdaki şekilde gördüğünüz gibi yarı iletkenlerin valans yörüngelerinde 4 elektron bulunmaktadır. Bu yüzden yarı iletkenler iletkenlerle yalıtkanlar arasında yer almaktadır. Elektronik elemanlarda en yaygın olarak kullanılan yarı iletkenler Germanyum ve Silisyumdur. Tüm yarı iletkenler son yörüngelerindeki atom sayısını 8 'e çıkarma çabasındadırlar. Bu nedenle saf bir germenyum maddesinde komşu atomlar son yörüngelerindeki elektronları Kovalent bağ ile birleştirerek ortak kullanırlar. Aşağıdaki şekilde Kovalent bağı görebilirsiniz. Atomlar arasındaki bu kovalent bağ germanyuma kristallik özelliği kazandırır. Silisyum maddeside özellik olarak germanyumla hemen hemen aynıdır. Fakat yarı iletkenli elektronik devre elemanlarında daha çok silisyum kullanılır. Silisyum ve Germanyum devre elemanı üretiminde saf olarak kullanılmaz. Bu maddelere katkı katılarak Pozitif ve Negatif maddeler elde edilir. Pozitif (+) maddelere "P tipi", Negatif (-) maddelerede "N tipi" maddeler denir.

N Tipi Yarı İletken :

Arsenik maddesinin atomlarının valans yörüngelerinde 5 adet elektron bulunur. Silisyum ile arsenik maddeleri birleştrildiğinde, arsenik ile silisyum atomlarının kurdukları kovalent bağdan arsenik atomunun 1 elektronu açıkta kalır. Aşağıdaki şekilde açıkta kalan elektronu görebilirsiniz. Bu sayede birleşimde milyonlarca elektron serbest kalmış olur. Bu da birleşime "Negatif Madde" özelliği kazandırır. N tipi madde bir gerilim kaynağına bağlandığında üzerindeki serbest elektronlar kaynağın negatif kutbundan itilip pozitif kutbundan çekilirler ne gerilim kaynağının negatif kutbundan pozitif kutbuna doğru bir elektron akışı başlar.

P Tipi Yarı İletken :

Bor maddesininde valans yörüngesinde 3 adet elektron bulunmaktadır. Silisyum maddesine bor maddesi enjekte edildiğinde atomların kurduğu kovalent bağlardan bir elektronluk eksiklik kalır. Bu eksikliğe "Oyuk" adı verilir. Bu elektron eksikliği, karışıma "Pozitif Madde" özelliği kazandırır. P tipi maddeye bir gerilim kaynağı bağlandığında kaynağın negatif kutbundaki elektronlar p tipi maddeki oyukları doldurarak kaynağın pozitif kutbuna doğru ilerlerler. Elektronlar pozitif kutba doğru ilerlerken oyuklarda elektronlerın ters yönünde hareket etmiş olurlar. Bu kaynağın pozitif kutbundan negatif kutbuna doğru bir oyuk hareketi sağlar.

Azınlık ve Çoğunluk Taşıyıcılar :

Silisyum ve germanyum maddeleri tamamiyle saf olarak elde edilememektedir. Yani maddenin içinde, son yörüngesinde 5 ve 3 elektron bulunduran atomlar mevcuttur. Bu da P tipi maddede elektron, N tipi maddede oyuk oluşmasına sebep olur. Fakat P tipi maddede istek dışı bulunan oyuk sayısı, istek dışı bulunan elektron sayısından fazladır. Aynı şekilde N tipi maddede de istek dışı bulunan elektron sayısı istek dışı bulunan oyuk sayısından fazladır. İşte bu fazla olan oyuk ve elektronlara "Çoğunluk Taşıyıcılar" az olan oyuk ve elektronlara da"Azınlık Taşıyıcılar" denir. Azınlık taşıyıcılar yarı iletkenli elektronik devre elemenlarında sızıntı akımına neden olur. İçeriğinde çok sayıda yarı iletkenli devre elemanı bulunduran entegrelerde fazladan gereksiz akım çekimine yol açar ve bu da elemanın ısınmasına, hatta zarar görmesine neden olur.

DiRENÇ

Devreye uygulanan gerilim ve akim bir uçtan diger uca ulasincaya kadar izledigi yolda birtakim zorluklarla karsilasir. Bu zorluklar elektronlarin geçisin etkileyen veya geçiktiren kuvvetlerdir. Iste bu kuvvetlere DIRENÇ denebilir. Basit olarak direnç elektrik akimina karsi gösterilen zorluga denir. Birimi "ohm" (W)dur.Dirençler büyük "R" veya küçük "r" harfi ile gösterilir.Ohm'un as katlari yoktur üst katlari ise kilo ohm (KW ) ve mega ohm (MW ) dur.
Elektronik devrelerde direnç kullanirken direncin ohm olarak degerine ve watt olarak gücüne dikkat edilmelidir.Dirençler AC veya DC gerilimlerde ayni özelligi gösterirler.Dirençler elektronik devrelerde iki çesit sembol ile gösterilir.

Direnç çesitleri
Karbon Dirençler: Basit devre direncidir.
Güç Dirençleri : Yüksek güçlü akimlar altindada rahatlikla çalisabilen dirençlerdir.
Potansiyometre : Üç uçlu ayarlanbilir bir dirençlerdir.

KONDANSATÖR

Kondansatörler iki iletken levha arasina bir yalitkan madde konmasiyla elde edilen elemana kondansatör adi verilir.Yalitkan maddeye "dielektrik madde" adi verilir. Kapasite degeri iletken levhalarin büyüklügüne, levhalarin birbirine olan uzakliklarina ve dielektrik maddenin cinsine göre degisir. Kondansatörler DC akimi geçirmez zorluk gösterirler. AC akimi ise geçirir kolaylik gösterirler. Kapasitans kavramini açiklamak istersek; kisaca küçük bir pile benzetmek yanlis olmaz çünkü iki farkli ucun arasindaki dielektrik (yalitkan) madde sayesinde iki taraftada birikim olusur. Olusan bu birikim uçlar kisa devre edilince kendini tamamlayarak bir akim olusturur.

Kondansatörler çok çesitli yapilara sahiptirler bunun nedeni ise devrede ihtiyaç duyulacak özelliklere göre ihtiyacin karsilamasidir.Örnegin mica ve seramik kondansatörler ufak kapastelerde, elektrolitik ise daha büyük kapasitelerde kullanilmaktir.Tabiki hersey iki metalin bir yalitkanla birbirinden ayrilmasi olayi degildir, o yüzden çesitlilik çok fazladir. Kondansatörlerin birimi FARAT dir, büyük C harfi ile gösterilir. i = çekilen akim, v = gerilim düsümü, t = uygulanan süre ise C =I / (v/t) dir. 1 milifarat 1/1000 yani bin farada esittir. 1microfarad 1/1,000,000 yani kisaca 1 milyon farada esittir. Dikkat edilmesi gereken noktalardan en önemlisi devrede olusacak kapasitans etkisinin AC açidan incelenmesi gerektigidir..

BOBIN

Helozon seklinde sarilmis iletken teldir. Dogru akimi geçirip, alternatif akima direnç gösterir. Kondansatörlerle birlikte belirli frekanslari geçiren, digerlerine direnç gösteren filtre devrelerinde kullanilir. Osilatörlerde frekansin ayarlanmasinda kullanilir. Kaçak osilasyonlarin dogru akim hatlarina geçmesini önlemek için seri baglanan sok bobinleri yararlidir.

Birimi (H) Henry'dir. 1H oldukça büyük bir degeri gösterdiginden pratikte mH (milihenry) ve mH (mikrohenry) kullanilir. 1H=1000mH, 1mH=1000mH'dir. Bobinin degeri sarim sayisina, boyuna, kullanilan çekirdege göre degisir. Bobinler pratikte silindir seklinde bir karkas üzerine veya simit seklinde bir çekirdek üzerine sarilan yalitkan malzeme kapli bakir tellerden üretilir. Karkas içinde herhangi bir çekirdek kullanilmazsa buna havali bobin denir. Yüksek frekanslarda birkaç sarimlik havali bobinler siklikla kullanilir. Havali bobinin boyu ile oynanarak degeri degistirilir. Karkas içine yerlestirilen ferrit çekirdek (sikistirilmis demir tozu) bobinin degerini 4 katina kadar arttirabilir. Bakir çekirdek ise bobinin degerini azaltir. Çekirdegin bobin içine girme miktari degistirilerek bobinin degeri ve dolayisiyla bagli oldugu osilatörün frekansi ayarlanabilir.

DiYOD

Elektronca farklilastirilmis iki islev bölgeli (pn jonksiyonu) yari iletken elemanlardir. Akimi bir yönde iletir. Bu özelligi ile alternatif akimin dogrultulmasinda kullanilirlar. Anod yönünden giren alternatif akimin katod yönünden sadece pozitif alternansi çikar. Tek bir diyod ile yapilan dogrultmaca yarim dalga dogrultmaç denir. Alternatif akimin negatif alternanslarinin da pozitife çevrilerek alinmasi için dört diyod veya orta uçlu bir transformatör ve iki diyod kullanilarak yapilan tam dalga dogrultmaçlarin çikis gerilimleri, daha çok dogru akim kaynaklarinin gerilimine benzer. Ters yönde baglama halinde diyod iletmez. Bizim akü ile çalistirilan devrelerimizde siklikla iletme yönünde + uca baglanmis olan diyod ters kutuplama halinde devreyi korumak amaciyla konmustur. Motor, röle gibi bobin içeren ve elektronik bir devre ile kontrol edilen elemanlarin bacaklari arasina bobine paralel, ters yönde baglanan diyod; açma kapama sirasinda bobinde olusacak ters yönlü yüksek gerilimi kisa devre ederek kontrol devresinin zarar görmesini önler.

Günümüzde dogrultmaç ve diger amaçlarla daha sik olarak silisyum diyodlar kullanilmaktadir. Genellikle silindirik cam veya plastik kiliftadirlar. Yüksek akima ve veya gerilime dayanabilen güç diyodlari sogutmayi kolaylastiran metal kiliflarda da olabilir. Katod yönündeki bacak tarafi kilifa zit renkli bir renk halkasi ile isaretlenmistir. Silisyum diyodlar iletme yönünde kutuplandiklarinda üzerlerinde düsen gerilim miktari 0.7V'tur. Genlik modülasyonlu alicilarda yüksek frekans üzerine bindirilmis modülasyon dalgasini ayirip almak için kullanilan germanyum diyodlar ise genellikle cam kiliftadirlar ve üzerlerinde iletim yönünde kutuplamada düsen gerilim 0.2V'tur.

LED

Ledler isik yayan diyodladir (Light Emitting Diod). Diyodlarda oldugu gibi pn islev bolgelerine sahiptir. Dogru yönde kutuplandiklarinda kullanilan yari iletkenin özelligine göre dar bir frekans bandi içinde kirmizi, yesil, portakal rengi gibi görünür isik veya kizil ötesi gibi görünmez isik yayarlar. Elektrik enerjisinin isik enerjisine dönüstürülmesinde, tungsten filamanli ampullere göre 10 ile 100 kat daha verimlidirler. Ömürleri çok daha uzundur. (Neredeyse sonsuz). 0.1 ms.'den daha hizli cevap verme süreleriyle ampullerden yüzlerce kat daha hizlidirlar. Görünür isik bölgesinde isik yayanlari gösterge olarak, görünmez isik bölgesinde çalisanlari ise uzaktan kumandalarda oldugu gibi veri iletisiminde kullanilir.

Yapildiklari yari iletken malzeme galyum arsenid (GaAs) veya alüminyum-galyum arsenid (AlGaAs)'dir. Renkli veya seffaf plastik kilifta üretilirler. En çok kullanilanlari yari küre bir kubbeye sahip 3-5-8-10 mm. gibi çaplardaki silindirik kiliftadir. Kubbe bir mercek gibi düzenlenmistir, yayilan isigin daha güçlü görünmesini saglar. Kilifin altindaki düz kenar veya kisa bacak katodu isaret eder.
Hizli cevap verme süreleriyle ledler flip-flop devrelerinde, isik sütunu veya matris gösterge düzenlerinde siklikla kullanilir. Sayi göstergelerinde 8'li paket, Vu-metrelerde 10'lu veya daha çoklu paketler seklinde de karsimiza çikarlar.

TRANSiSTÖRLER

Transistör yari iletken malzemeden yapilmis elektronik devre elemanidir. Her nekadar diyodun yapisina benzesede çalismasi ve fonksiyonlari diyottan çok farklidir.Transistör iki eklemli üç bölgeli bir devre elemani olup iki ana çesittir. NPN ve PNP Transistör asagida belirtildigi gibi degisik sekillerde tanimlanir:
1. Transistörün kolay anlasilmasi bakimindan tanimi; Transistörün bir sandöviçe benzetilmesidir, yari iletken sandöviçi.
2. Ikinci bir tanimida söyle yapilmaktadir; Transistör, iki elektrodu arasindaki direnci, üçüncü elektroda uygulanan gerilim ile degisen bir devre elemanidir.
3. Transistörün en çok kullanilan tanimi ise söyledir; Transistör yan yana birlestirilmis iki PN diyodundan olusan bir devre elemanidir. Birlesme sirasina göre NPN veya PNP tipi transistör olusur.

Transistörün baslica çesitleri sunlardir:
Yüzey birlesmeli (Jonksiyon) transistör
Nokta temasli transistör
Unijonksiyon transistör
Alan etkili transistör
Foto transistör
Tetrot (dört uçlu) transistör
Koaksiyal transistör

Transistörün kullanim alanlari:
Transistör yapisal bakimdan, yükselteç olarak çalisma özelligine sahip bir devre elemanidir. Elektronigin her alaninda kullanilmaktadir.

Temel kanunlardan bizi ilgilendirenler şunlardır:
1. Ohm kanunu
2. Joule kanunu
3. Kirchhoff kanunu
4. Norton teoremi
5. Thevenin teoremi

[DreAmTeaM]

OHM KANUNU

Bir elektrik devresinde; akım, voltaj ve direnç arasında bir bağlantı mevcuttur. Bu bağlantıyı veren kanuna Ohm kanunu adı verilir. 1827 yılında Georg Simon Ohm şu tanımı yapmıştır: "Bir iletkenin iki ucu arasındaki potansiyel farkının,iletkenden geçen akım şiddetine oranı sabittir."
R = V / I şeklinde ifade edilir. Burada R dirençtir. Bu direnç rezistans veya empedans olabilir. V volttur. İ de akım yani Amperdir.

Su dolu bir depo olsun, bunun dibine 5 mm çapında bir delik açalım, bir de 10 mm çapında bir delik açalım. Büyük delikten daha çok suyun aktığını yani bu deliğin suyu daha az engellediğini görürüz. Burada deliğin engellemesi dirence, akan suyun miktarı akıma, depodaki suyun yüksekliği voltaja karşılık gelir. Elektrik devrelerinde de, bir gerilimin karşısına bir direnç koyarsanız, direncin müsaade ettiği kadar elektron geçebilir, yani akım akabilir, geçemeyen itişip duran bir kısım elektron ise, ısı enerjisine dönüşür ve sıcaklık olarak karşımıza çıkar. Direnç birimi "Ohm"dur bu değer ne kadar büyük ise o kadar çok direnç var anlamına gelir.

JOULE KANUNU

James Prescott Joule 1818 ile 1889 yılları arasında yaşamış bir İngiliz Fizikçidir. Esasen Isı enerjisi ile Mekanik enerjinin eşdeğer olduğunu göstermiştir ve "Joule" adı enerji birimine verilmiştir. Bizi ilgilendiren Joule Kanunu şöyledir: "Bir iletkenden bir saniyede geçen elektriğin verdiği ısı: iletkenin direnci ile, geçen akımın karesinin çarpımına eşittir".
W = R x I2 dır. Esasen formül kalori olarak şu şekildedir:
Kalori = 0.2388 x R x İ x İ x t saniye
Bir kalori 4.1868 Joule eşittir.
O halde Joule = R x İ x İ x t saniye olur.

Güç birimi olan Watt, İskoç mühendis James Watt'tan isim almıştır.
Watt = Joule / saniyedir.
O halde; yukarıdaki formül ortaya çıkar. W = R x İ2 olur. Ohm kanununda ki R = V / İ eşitliğini burada yerine koyarsak, bir formülümüz daha olur: W = V x İ

KİRCHHOFF KANUNLARI

Gustav Robert Kirchhoff (1824 - 1887) bir Alman fizikçidir. Bizi ilgilendiren iki kanunu vardır.
Bunlar birinci kanun veya düğüm noktası kanunu ile ikinci kanun veya kapalı devre kanunudur.

Düğüm Noktası Kanunu
Bir düğüm noktasına gelen akımların toplamı ile bu düğüm noktasından giden akımların cebirsel toplamı eşittir. 1, 4, 5 nolu akımlar giden, 2 ve 3 nolu akımlar gelen olduğuna göre; İ 1 +İ 4 + İ 5 = İ 2 + İ 3 olur.

Şekilde görüldüğü gibi, gelen İ akımı giden İR1+İR2+İR3 akımları toplamına eşittir. Burada: R1 =10 ohm R2 = 20 Ohm ve R3 = 20 Ohm olsun, devre gerilimini de 50 V kabul edelim. Devreye gelen İ akımı 10 amper olur ve bu 10 amper lik akım, dirençler üzerinden şu şekilde geçer. İ = V / R olduğundan : İR1 = 5 A İR2 ve İR3 = 2.5 A dır. Böylece dirençler üzerinden giden akımların toplamı da 10 A olur ve gelen ile giden akımların toplamı aynı kalır.

Kapalı Devre Kanunu
Kapalı bir elektrik devresinde bulunan gerilim kaynakları toplamı ile bu devredeki dirençler üzerinde düşen gerilimlerin toplamları eşittir.

Devrede 20 ve 10 V'luk iki gerilim kaynağı mevcut olsun ve ters yönde bağlı olsunlar.Gerilim kaynaklarının toplamı 20 - 10 = 10 volt eder. R1 2 , R2 3 , R3 de 5 Ohm ise, her bir direncin uçlarında düşen gerilim nedir ?
Toplam direnç 10 Ohm olduğu için devreden 1 Amper akım geçer, her dirençten bu akım geçtiği için; V = İ x R den V1 = 1x2 volt V2 = 1x3 volt V3 = 1x5 volt Olur, böylece toplam voltaj düşümleri de 10 V'a eşit demektir.

THEVENİN TEOREMİ

Leon Thevenin (1857 - 1926) bir Fransız fizikçisidir. 1883'de adı ile anılan teoremi ortaya atmıştır.
Buna göre: "Doğrusal direnç ve kaynaklardan oluşan bir devre, herhangi iki noktasına göre bir gerilim kaynağı ve ona seri bağlı bir direnç haline dönüştürülebilir" Elde edilen devreye "Thevenin"in eşdeğer devresi denir. Bu teoremin bize ne faydası vardır? Faydası şudur: Devrenin herhangi bir kolundan geçen akımı, diğer kollardan geçen akımı hesaplamadan bulabiliriz.

Örnek: Aşağıdaki gibi bir devremiz olsun. Devre no 1 R2 ve R3 3 Ohm R1 ve R4 2 Ohm olsun.V1 gerilim kaynağı 120 Volt , V2 gerilim kaynağı zıt yönde 80 V olsun. Rx direnci 17.5 Ohm ise bu dirençten ne kadar akım geçer? Bu devreyi "Thevenin" kuralına göre bir gerilim kaynağı ve buna seri bağlı bir Ro direnci haline getirebiliriz.Bunun için Rx direncinin uçlarındaki gerilimi ve bu gerilime seri direnci bulmamız gerekir.
Thevenin'in Eşdeğeri Devre no 1 de Rx direnci yokken Rx direnci uçlarındaki gerilim Vo gerilimidir. V1 - V2 = 120 - 80 = 40 volt kaynak gerilimi R1, R2, R3, R4 dirençleri üzerinden akar.Ohm kanununa göre V = I x R olduğu için, 40 V = 10 Ohm x İ amper olur buradan İ = 4 amper bulunur. R3 ve R1 dirençlerinde aynı formülden: V = 4 x (3+2) = 20 volt düşer ve 120 - 20 = 100 Volt gerilim Rx uçlarında kalır. Bu Eşdeğer devrenin Vo voltajıdır. Rx uçlarından görülen eşdeğer Ro direnci ise iki paralel bağlı (3+2) Ohmluk dirence eştir. Ro = 2.5 Ohm olur. Eşdeğer devrede Vo = 100 Volt Ro = 2.5 Ohm ve üzerinden geçen akımı bilmek istediğimiz Rx direnci ise 17.5 Ohm olduğu için; V = İ x R den 100 = İ x ( 17.5 + 2.5) İ = 100/20 =5 amper olur.
Özetle:Thevenin eşdeğer devresini bulmak için.
1. Gerilim kaynakları kısa devre sayılır,istenen noktayı gören direnç eşdeğer dirençtir.
2. Devre akımı hesaplanır ve bu akıma göre Rx uçlarındaki voltaj bulunur. Bu eşdeğer kaynak gerilimidir.

NORTON TEOREMİ

"Doğrusal bir devre, herhangi iki noktasına göre, bir akım kaynağı ve buna paralel bir direnç haline getirilebilir." Bunun için;
1.Herhangi iki nokta uçları kısa devre iken geçen akım kaynak akımıdır
2. Gerilim kaynağı kısa devre iken, iki nokta arası direnç eşdeğer dirençtir.
Daha önce incelediğimiz devreyi ele alalım ve Norton eşdeğerini elde edelim. Gerilim kaynaklarını kısa devre ederek Thevenin teoremine benzer olarak

A B noktasını gören eşdeğer direnci bulalım. V1 ve V2 kaynakları kısa devre edilirse AB noktasını gören birbirine paralel iki adet 5 Ohm luk direnç olur ( 3 Ohm +2 Ohm). Bunların toplam değeri de 2.5 Ohm dur. Eşdeğer Ro direnci = 2.5 ohm olur. AB noktaları kısa devre edildiğinde AB den akan İk akımı: İ = V / R kullanılarak İk = İ1+İ2 İ1 = 120/5 = 24 Amper İ2 = 80/5 = 16 Amper İk = 24+16 = 40 Amper olur Ao eşdeğer Akım kaynağı 40 Amper,Ro eşdeğer direnç 2.5 Ohm dur.
O Halde AB noktasında Rx den geçen akım:yani İ Rx İ Rx = 40 x { Ro / Ro +R } olur İ Rx = 40 x { 2.5/ 17.5+2.5 } İ Rx = 40 x { 2.5 / 20 } İ Rx = 5 Amper olur.

BASKI DEVRE ÇIKARTMA

Elektronik cihazlar, bakır plaket üzerine monte edilen elektronik elemanlardan meydana gelirler. Elektronik devre şemaları, baskı devre şemalarına dönüştürülecek bakır plakaya aktarılır. Bu işleme baskı devre çıkarma tekniği denir. Yani devreyi oluşturan devre elemanlarının bir araya getirilerek belirli bir düzene getirilmesidir. Bu üretimi hızlandırır, maliyeti düşürür ve cihazların daha küçük olmasına ( az yer kaplaması ) sebep olur. Bu işlem yapılırken devrenin şeması yani hangi devre elemanının hangi pin ( bacak ) 'in nere bağlanacağı planlanır. Daha sonra board tabir edilen baskı görünüşü çizilir ve bu baskı görünüşünden yararlanılarak baskı devre çıkarılır. Günümüzde baskı devre çıkartma yöntemi üç şekildedir. Basit bir işlem için kalem tekniği, orta düzey için pozitif 20 tekniği, gelişmiş ve seri üretimler, fabrikasyonlar için serigrafi tekniği kullanılır.

KALEMLE ÇİZME:

Baskı devrelerde kalem ile baskı devre yapılacağı zaman aşağıdaki malzemeler kullanılır;

* Bakır plaket
* Baskı devre kalemi
* Perhidrol
* Tuz ruhu
* Testere
* Yüksel devirli küçük matkap


Baskı devre çıkartılacağı zaman aşağıdaki yollar incelenir;

1- Devrede kullanılacak elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları önemlidir. Bu kağıt üzerindeki ölçümlendirmelidir. Çünkü çıkartılacak baskı devrede bir devre elemanın gerçek boyutundan küçük veya büyük olarak çıkartılırsa kullanılacak devre elemanı büyük yada küçük gelecektir. Ve baskı devreye monte edilemeyecektir.

2- Kağıda hatlar birbirini kesmeyecek şekilde baskı devre şeması çizilmelidir. Aksi takdirde saçma sapan bir tasarım çizmiş olursunuz devrede çizilen yanlış bağlantılar kısa devrelere sebebiyet vererek çalışmayan bir devre tasarlayıp ve baskı devresini çıkarmış olacaksınız. Böyle bir durumda emekleriniz boşa gidecektir. Çalışan bir şeyler yapmak istiyorsanız çizimlerinize dikkat etmelisiniz.

3- Baskı devre şeması kullanılacak elemanların ayak ölçülerine göre en küçük hale getirilip elemanlar baskı devresinin üzerine yerleştirilip malzemeler plaket üzerine yerleştirilir.Baskı devrenin alt görünüşü ve üst görünüşü olmak üzere iki durum söz konusudur. Bu durumda çizimlerde de dikkat edilmelidir. Örneğin bir entegrenin önden görünüşü 1 nolu pinine karşılık gelirken arka görünüşünde son numaralı pini olur ve entegreyi doğru monte etmeniz söz konusu değildir. Yine yanlış bir devre tasarlamış olursunuz. Sanırım bu durumda gene çalışan bir tasarım söz konusu değildir.

4- Üçüncü maddedeki bir durumla karşılamamak için , yerleştirme planının tersi başka bir kağıda çizilir.Çizimin tersi aynen kopya edilir ve tersi elde edilmiş olunur.

5- Tasarlanacak devrede istenilen plaka boyutu ölçülerek testere ile kesilerek istenilen board ( plaka ) elde edilir.

6- Bakır plaka temizleyici madde ile çok iyi bir şekilde temizlenir. Bol su ile yıkandıktan sonra durulayıp kurutulur. Buradaki temizleme işleminin yararı bakır yolar üzerindeki oksitlenmeyi önlemektir.

7- Kağıtta çizili olan baskı devre şemasını karbon kağıt ile bakır plakete aktarılır. Bakır plaket üzerine çizilen baskı devre şemasını baskı devre kalemiyle düzgünce çizilir. Bu aşamasa tasarlanan devre bakır plaka üzerine kopya edilmiş olunur.

8- Bakır plaketin girebileceği büyüklükte bir kaba bir perhidrol kapağı ölçekte perhidrol, dört perhidrol kapağı ölçekte de tuz ruhu karıştırınız. Böylece bize lazım olan bakırı eritecek ama baskı devre kaleminin mürekkebini eritmeyecek eriğik asit elde edilmiş olunur. Daha açıkçası tuzruhunun asidik özelliği yüksektir eğer sade tuzruhuna atarsak plaka üzerinde hiç bir bakır kalmayacaktır yani bize gerekli yollarda erimiş olacaktır. Perhidrol kullanarak tuzruhunun asidik özelliğini indirgemektir ( düşürmek ) . Bu karışımı deneme yanılma yöntemiyle de ne kadar tuzruhuna ne kadar perhidrol kullanılacağını bulabilirsiniz.

9- Plaketi, hazırladığınız eriğin içerisine atınız. Çizilen hatların dışındaki tüm bakır plaka çözülene kadar bekleyin. Ve size lazım olan hatlardan başka hiç bakır kalmayınca çıkartınız.

10- Bakır plaket üzerine baskı devre çıktıktan sonra bol suyla yıkayarak kurutulur. Kimyada asitlerle deney yaparken su kullanılır su bütün maddelerin çözücüsüdür. Bu nedenle her zaman yanınızda su bulunsun.

11- Kullanılan elemanların bacak kalınlıklarına göre, matkap ucu seçilir ve markalı yerler delinir.

12- Bakır hattın ters yüzüne elektronik elemanlar nereye yerleştirilecekse, yerleştirilir.

13- Lehimleme işlemleri kısa devre meydana gelmeyecek şekilde yapılır. Devreye gerilim vererek devre çalıştırılır. Ve böylece sizde tasarladığınız yada tasarlanan bir elektronik devreyi çalışır hale sokmuş oldunuz. Çalışmalarınızda size başarılar...

UYARI :Baskı devre çıkarırken asit bölümünde ( tuzruhu perhidrol karışımında) çok dikkatli olunmalıdır. Baskı devre çıkartırken karşılaşılacak tehlikelerden verdiğim bilgilerden dolayı mesul deyilim.

POZİTİF 20 İLE:

Pozitif 20 ile baskı devre çıkartırken gerekli malzemeler ;
* Bakır plaka
* Aydınger veya naylon
* Letraset, çini mürekkep
* Temizlik malzemesi
* Kıl testere
* NaOH
* FeCl3
* Ilık su
* Kurutma fırını
* Bozlandırma sistemi
* Matkap
* Karanlık oda

Devrede kullanılan elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları çizimde ve montajda önemlidir. Kağıt üzerinde hatlar birbirini kesmeyecek şekilde ölçekli olarak baskı devresi çizilir Yerleşme planının tersi başka bir kağıda çizilir. Bu çizilen bakır plakete çıkacak olan baskı devre şemasıdır.

Baskı devre şeması ölçeğinde bakır pertinaksı ( plaket )kıl testere ile kesilir. Bakır plakanın üzerine pozitif 20 sürüleceği için yüzeyin yağdan tamamen arındırılmış olması gerekir. Bakır plakanın temizleyici madde kullanılarak nemli bir bezle kir, pas ve yağı gidene kadar yıkanır. Temizleme işlemi tamamlandıktan sonra musluğun altına tutulur. Kurulandıktan sonra parmak izi kalmamasına dikkat edilir.

Temizlenmiş, kurutulmuş bakır plakaya pozitif 20 atılması için karanlık odada çalışılır. Odanın aşırı karanlık değil de loş bir ışığa sahip olması tercih edilir. Pozitif 20 -10 C'lik bir ortamda saklanmalıdır. Aynı zamanda pozitif 20 ile baskı devreler hem düzgün , hem de kolay bir şekilde çıkar. Bakır plaka yatay fakat hafif eğimli olarak düzgün bir zemine konulur. Sprey 20cm mesafeden püskürtülür. Püskürme işlemi plakanın bir köşesinden başlayarak paralel şeritler halinde yapılmalı, plakanın her yerine aynı miktarda püskürmeye dikkat edilir. Püskürtme ile kaplama işlemi biter bitmez, plaka karanlık bir yere konulur. Plakanın üzerine toz konmaması için dikkat edilmelidir.

Pozitif 20 püskürtüldükten sonra plakanın kurutma işlemi hemen yapılmalıdır. Karanlık bir ortama bırakılan kart kendi imkanlarıyla normal olarak 24 saatte kurur. Fakat işlemlerin çabuk olması için kart ısı ayarlı fırında kurutulur. Fırın ısısının 70 C'ye ayarlanması gerekir. 20 dakikada kurur. 70 C'nin üzerindeki ısı ve 20 dakikanın üzerindeki süre karta zarar verir.

Bundan sonra yapılacak işlem potlandırmadır. Potlandırma işlemi karanlık odada yapılmalıdır. Daha önce aydınger veya naylon üzerine hazırlanan baskı devre cam yüzeyin üzerine şeffaf bir bantla tutturulur. Üzerine bakır plaket yatırılır.

Bundan sonra ışıkta bırakma süresi önemlidir. Işık kaynağını olarak çeşitli lambalar kullanılabilir. Işığa bırakma süresi lambanın cinsine ve plakaya olan uzaklığa bağlıdır. Potlandırmada dikkat edilmesi gereken bir noktada plaka lambanın altına konmadan önce 2-3 dakika beklenerek asıl etkiyi yapan ultraviole tam güçte emisyonu için zaman bırakmak, plakayı ışığın altına daha sonra koymaktır. Lamba cinsine göre potlandırma işlemi gerçekleştirilir

Lambanın plakaya olna uzaklığın ve poz süresinin ayarlanması ;

.
Kart üzerine baskı devre potlandırıldıktan sonra banyo işlemine geçilir. Banyo çözeltisi hassas bir şekilde hazırlandıktan sonra bakır tabakasının çözünmesi daha az hatalı olur. Bir litre suyun içerisine 7gr NaOH konulur. Banyo hazırlandıktan sonra potlandırılmış olan bakırlı plaka çözeltisinin içerisine atılır.500W 20 cm 3 dak 300W 25 cm 30-60 sn 2 yada 3 dakika sonra ışık gören yerlerin eriyerek dağıldığı gözlenir.

Letraset veya çini mürekkeple çizilen kısımların altında kalan kısımların ışık görmediği için olduğu gibi kalır. Şayet yeterli süre seçmesine rağmen hiçbir yer erimiyorsa, poz süresi yeterli olmamış demektir veya bunun aksi erimemesi gereken yerlerde eriyorsa, poz süresi fazla gelmiş demektir. Her iki durumda da çalışmaya devam edilmemeli bakır plaka asetonla temizlenip işe yeniden başlanmalıdır.

Bakır plaka belirlenen süre sonunda banyodan çıkarılmalı, bol su ile yıkanmalıdır. Bundan sonra plakayı artık karanlık odada tutmaya gerek yoktur. Sıra pozitif 20'nin banyoda erimiş olan kısımlarının altından gözüken bölgelerdeki bakırların yedirilmesi işlemine gelinir. Bunun içinde ayrı bir banyo hazırlanır.

En uygun banyo 100gr FeCl3 150gr Su 'dur. Bakır plaka hazırlanan çözeltinin içerisine atılarak 40-50 C'de ısıtılır. Işık almayan letrasetin altındaki bakır kısımların dışındaki tüm bakır tabaka gözükür. Plaka banyodan çıkarılarak bol su ile yıkanır. 9.) Son işlem olarak baskı devresi asetonla silinerek temizlenir. Kart matkapla delinir. Elektronik elemanlar dikkatli şekilde monte edilerek tasarım aşaması gerçekleştirilir.

SERİGRAFİ YÖNTEMİ:

İpek baskı yöntemi seri imalatlarda kullanılır bu yöntem için ;


* Bakır plaka
* Aydınger veya naylon
* Letraset,çini mürekkep
* Temizlik malzemesi
* Kıl testere
* Tahta üzerine iyice gerilmiş ipek
* Serisrol
* Hızlandırıcı
* Plastik veya karıştırıcı çubuk
* Rahle
* Pozlandırma masası
* Isıtıcı
* İpek üzerine konacak ağırlık
* Tazyikli su
* Matbaa mürekkebi
* Selilozik tiner
* Çamaşır suyu
* Baskı devre kabı
* Perhidrol
* Tuzruhu
* Matkap
* Karanlık ve loş oda

Malzemeler ve ortam temin edildikten sonra aşağıdaki elektronik flaşör devresini ipek baskı tekniği ile çıkaralım; Devrede kullanılacak elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları yerleştirme planı ve yerleştirmede önemlidir. Kağıt üzerinde hatlar birbirini kesmeyecek şekilde ölçekli olarak baskı devresi çizilir. Çizilen baskı devre yerleştirme planıdır.

Yerleştirme planının tersi başka bir kağıda çizilir. Bu çizilen bakır plakete çıkacak olan baskı devredir. Pozlandırma masasını üzerine asetatta bulunan baskı devre yüzeyini bantla yapıştırırız. Çalışma odası karartılır. Bu ipek üzerine sürülecek karışım hazırlanır. Plastik kabın içerisine bir kahve fincanı ölçeğinde serisrol koyduğumuz serisrolün 1/10 ölçeğinde hızlandırıcı koyarak, çubukla karıştırırız.

Tahta çerçeve içerisine gerilmiş ipek üzerine hazırlanan karışım dökülür. Karışımı yayacağımız alan asetat üzerine çizilen baskı devre şemasının alanından biraz daha fazla olmalıdır. İpek üzerinde duran karışım rahle ile homojen bir şekilde yayılır. İpek karışımı her alanda eşit miktarda olmalıdır.Tahta çerçeve içerisinde bulunan ipeğe sürülen karışım, yine karanlık ortamda saç kurutma makinasıyla kurutulur.

İpek iyice kuruduktan sonra karışımlı kısım pozlandırma masası üzerine yapıştırılmış baskı devre şemasının üzerine yerleştirilir. Üzerine dışarıdan gelebilecek ışıkları engellemek için kitap, karbon vb. ağırlık konulur.

Pozlandırma işlemini yapabilmek için ultraviole ışık açılır. Poz süresi hazırlamış olduğumuz hızlandırıcı miktarına göre ayarlanır. Hızlandırıcı miktarı az ise poz süresi az, hızlandırıcı miktarı fazla ise poz süresinin fazla olması gerekir. Bu süre 2 dakika ile 5 dakika arasında değişir. Poz süresi aynı anda ışık şiddetinede bağlıdır.

Pozlandırma işleminden sonra ipeği bol tazyikli suyun altına tutarak iyice yıkanır. Bu anda bakır hatların olacağı kısımdaki karışım dökülecek diğer taraflar kalacaktır.

Işığı açarak, ipek kurutulur. Baskı devresi çıkacak şemanın ölçeğinde bakır plaket kıl testere ile kesilir. Temizlik maddeleri ile iyice temizlenir. İpek üzerine çıkardığımız baskı devre şemasını bakır plakete aktarabilmek için yeni bir karışım hazırlanır. Plastik kap içerisine bir kahve fincanı ölçeğinde matbaa mürekkebi konulur. İnceltmek için selülozik tiner katılır. Karışım homojen olarak iyice karıştırılır.

Bakır plaket ipek üzerindeki şemaya denk gelecek şekilde yerleştirilir. Karışımı yeterli miktarda dökerek rahle ile düzgün şekilde çekilir. Kart düzgün şekilde ipeğin altına alınır. İpek daha sonraki karışımlarda kullanılmak için hemen selilozik tinerle silinir.

Baskı devre çıkarma kabının içerisine bir perhidrol kapağı ölçekle perhidrol, dört ölçekte tuz ruhu atılır. Plaket hazırlanan eriğinin içerisine atılır. Devre şeması hatlarının dışındaki tüm bakır plaka çözülene kadar beklenir. Plaket çıktıktan sonra bol su ile yıkanır. Elemanların bacak kalınlıklarına göre, matkap ucu seçilir, markalı yerler delinir. Elemanlar yerleştirilir. Lehimleme işlemleri kısa devre meydana gelmeyecek şekilde dikkatlice yapılır. Devreye gerilim vererek devre çalıştırılır.

Direnç Renk Kodları

Dirençlerin değerleri iki şekilde belirtilir :

1. Değerinin direnç üzerine direkt olarak rakamla yazılması,
2. Değerinin direnç üzerine renk kodlarıyla yazılması,



Şu anda bizi ilgilendiren madde 2. maddedir. Bu yöntemle direnç üzerindeki renkli bantlardan sayılara
ulaşılır.Direnç üzerinde normalde 4 tane bant bulunmaktadır.Bu 4 banttan 3 tanesi ( birbirine yakın o-
lanlar ) direncin değerini son bant ( 3 tanesinden uzak ) ise direncin toleransını; yani üstünde yazılan
değerin ne kadar altında veya üstünde bir değerde olabileceğini belirtir.

Renkler ,karşılık geldikleri sayılar ve tolerans oranları aşağıda verilmektedir.

Renk Sayı Çarpan Tolerans
Siyah 0 1 -
Kahverengi 1 10 ± % 1
Kırmızı 2 100 ± % 2
Turuncu 3 1000 -
Sarı 4 10.000 -
Yeşil 5 100.000 ± % 0,5
Mavi 6 1.000.000 ± % 0,25
Mor 7 10.000.000 ± % 0,1
Gri 8 100.000.000 ± % 0,05
Beyaz 9 1.000.000.000 -
Renksiz - - ± % 20
Gümüş - 0,01 ± % 10
Altın - 0,1

Kondansator Renk Kodları