Seri Bağlı Devrelerde Elektrik Akımı ve Gerilim Arasındaki İlişki Nedir?

Seri Bağlı Devrelerde Elektrik Akımı ve Gerilim Arasındaki İlişki Nedir?

Seri Bağlı Devrelerde Elektrik Akımı ve Gerilim Arasındaki İlişki

Elektrik akımı ve gerilim, elektrik devrelerinde temel kavramlardır. Seri bağlı devrelerde, akım ve gerilim arasında özel bir ilişki vardır.

Öncelikle, elektrik akımı, bir devrenin içinden akan elektronların miktarını belirtir ve birimi amperdir. Elektrik akımı, bir devredeki her bileşenin aynı akımda olduğu seri bağlı devrelerde sabittir.

Öte yandan, elektrik gerilimi, elektronların bir devre boyunca hareket etmesini sağlayan kuvvettir. Gerilim, birim zamanda birim elektrik yükünün geçtiği elektrik potansiyel farkını ifade eder ve birimi volttur. Seri bağlı devrelerde, her bileşenin gerilimi farklıdır, ancak toplam gerilim devre boyunca sabittir.

Seri bağlı devrelerdeki akım ve gerilim arasındaki ilişki, Ohm yasası ile açıklanabilir. Ohm yasası, bir devredeki akımın gerilim ve dirençle ilişkisini tanımlar ve şu şekilde ifade edilir:

V = I * R

Burada V, devredeki gerilimi; I, devredeki akımı; ve R, devrenin direncini temsil eder. Seri bağlı devrelerde, bileşenlerin dirençleri toplandığında, toplam direnç R_tot elde edilir.

Dolayısıyla, seri bağlı devredeki akım, toplam gerilimin toplam dirence bölünmesiyle elde edilir:

I = V_tot / R_tot

Burada V_tot, devredeki toplam gerilimi temsil eder.

Sonuç olarak, seri bağlı devrelerdeki akım, toplam gerilim ve toplam direnç arasındaki ilişkiyle belirlenir. Elektrik akımı sabit olduğu için, bileşenler arasındaki gerilim farkı dirençleri ile doğru orantılıdır. Bileşenlerin direnci arttıkça, gerilim farkı da artar.

Bu ilişki, birbirine bağlı birkaç dirençten oluşan basit bir seri devre üzerinden daha iyi anlaşılabilir.

Örneğin, aşağıdaki devre şeması bir batarya, bir anahtar ve üç dirençten oluşan basit bir seri devreyi göstermektedir.

Burada, bataryanın sağladığı gerilim V_bat, R_1, R_2 ve R_3 dirençlerinden geçer. Her direnç, gerilim düşüşü V_R1, V_R2 ve V_R3 üretir.

Ohm yasasına göre, her bir direnç üzerindeki gerilim düşüşü direncin büyüklüğüne bağlıdır. Formülü şu şekildedir:

V_R = I * R

Burada V_R, direnç üzerindeki gerilim düşüşünü; I, devredeki akımı; ve R, direnci temsil eder.

Seri bağlı devrelerde akım sabit olduğundan, toplam direnç de R_1, R_2 ve R_3 dirençlerinin toplamına eşittir:

R_tot = R_1 + R_2 + R_3

Dolayısıyla, devredeki akım, toplam gerilim ve toplam direnç arasındaki ilişkiyle şu şekilde hesaplanabilir:

I = V_bat / R_tot

Örneğin, bataryanın sağladığı gerilim 12 volt ve toplam direnç 100 ohm ise, devredeki akım şu şekilde hesaplanabilir:

I = 12 V / 100 ohm
I = 0.12 A

Bu akım, R_1, R_2 ve R_3 dirençleri üzerinde değişir, ancak toplam akım sabittir. Ohm yasasına göre, her bir direnç üzerindeki gerilim düşüşü, direncin büyüklüğüne bağlıdır. Örneğin, R_1 direnci 20 ohm ise, direncin üzerindeki gerilim düşüşü şu şekilde hesaplanabilir:

V_R1 = I * R_1
V_R1 = 0.12 A * 20 ohm
V_R1 = 2.4 V

Benzer şekilde, R_2 ve R_3 dirençleri üzerindeki gerilim düşüşleri de hesaplanabilir.

Toplam gerilim, bileşenler arasındaki gerilim düşüşlerinin toplamına eşittir:

V_tot = V_R1 + V_R2 + V_R3

Örneğin, R_1, R_2 ve R_3 dirençleri üzerindeki gerilim düşüşleri 2.4 V, 3.6 V ve 1.2 V ise, toplam gerilim şu şekilde hesaplanabilir:

V_tot = 2.4 V + 3.6 V +