Gerilim Düşümü Hesabı Nasıl Yapılır?

Gerilim düşümü hesabı, bir elektrik devresindeki gerilim kaynağından başlayarak devrenin her bir elemanında gerilim düşümünün hesaplanması işlemidir. Bu işlem, elektrik devrelerindeki gerilim kayıplarını ölçmek için önemlidir. Bu makalede, gerilim düşümü hesabı nasıl yapılır, hangi yöntemler kullanılır ve neden önemli olduğu hakkında ayrıntılı bilgi vereceğiz.

Gerilim Düşümü Nedir?

Gerilim düşümü, bir devredeki gerilimin bir eleman tarafından tüketilmesi veya kaybedilmesi işlemidir. Bu elemanlar, dirençler, bobinler, kondansatörler ve diğer bileşenlerdir. Elektrik devrelerinde gerilim kaynakları, devrenin belirli bir bölgesinde gerilim düşümüne neden olurlar. Gerilim kaynakları, genellikle pille veya prizden gelen AC/DC güç kaynağından oluşur.

Gerilim Düşümü Hesabı Neden Önemlidir?

Gerilim düşümü hesabı, bir devredeki gerilim kaybını ölçmek için önemlidir. Gerilim kaynaklarından başlayarak devrenin her bir bileşeninde gerilim düşümünü hesaplayarak, devrenin belirli bir noktasındaki gerilim düşümünün ne kadar olduğunu belirleyebiliriz. Bu, devrelerdeki gerilim kaybını ölçmenin yanı sıra, elemanların boyutunu ve kapasitesini belirlemek için de kullanılır.

Gerilim Düşümü Neden Kaynaklanmaktadır?

Gerilim düşümü, elektrik devrelerinde akımın bir elemandan diğerine geçerken, elemanlar arasındaki direnç, endüktans veya kapasitans nedeniyle gerilimdeki azalmadır. Bu nedenle, elektrik devresindeki elemanların özellikleri, devrenin tasarımı ve akımın şiddeti, gerilim düşümünü etkileyen faktörlerdir. Gerilim düşümü, elektrik devresindeki elemanların özelliklerine bağlı olarak oluşan bir doğal olaydır ve elektrik devrelerindeki enerjinin kaybına neden olabilir.

Gerilim Düşümü Hesabı Nasıl Yapılır?

Gerilim düşümü hesabı, Ohm kanunu kullanılarak yapılır. Ohm kanunu, bir devredeki gerilim, akım ve direnç arasındaki ilişkiyi ifade eder. Ohm kanunu şu şekildedir: V = I * R. Bu formülde, V, gerilimi; I, akımı; ve R, direnci temsil eder.

Gerilim Düşümü Hesabı Formülleri Nelerdir?

Gerilim düşümü hesabı yaparken kullanılan bazı temel formüller şunlardır:

1. Ohm’un Yasası: V = I x R, burada V, gerilimi; I, akımı ve R, direnci ifade eder.
2. Güç Formülü: P = V x I, burada P, gücü; V, gerilimi ve I, akımı ifade eder.
3. Kirchhoff’un Akım Kanunu: Elektrik devresindeki herhangi bir noktadan geçen akımın toplamı, o noktaya gelen akımın toplamına eşittir.
4. Kirchhoff’un Gerilim Kanunu: Elektrik devresindeki herhangi bir kapalı devre döngüsünde, toplam gerilim düşümü sıfırdır.

Bu formüller, elektrik devrelerindeki gerilim düşümü hesaplamalarında kullanılır ve hesaplama yapmak için doğru değerlerin girilmesi gereklidir.

Devre Tipi	Gerilim	Formüller	Sonuç
3 Faz	220/380 V	%e=100LN/KS(U)^2=10^5LN(kW)/56S(380)^2	0,0124LN/S
1 Faz	220/380 V	%e=200LN/KS(U)^2=2×10^5LN(kW)/56S(220)^2	0,074LN/S
3 Faz	24/42 Volt	%e=100LN/KS(U)^2=10^5LN(kW)/56S(42)^2	LN/S
1 Faz	24/42 Volt	%e=100LN/KS(U)^2=2×10^5LN(kW)/56S(24)^2	6,2LN/S

%e: Gerilim düşümü hesabı (yüzde)	S: İletken kesiti (mm^2)
N: Güç (kW)	K: İletkenlik katsayısı (m/ohm mm^2)
U: Gerilim (Volt)	K (Cu) 56m/ohm mm^2
L: Hat mesafesi (metre)	K (Al) 35m/ohm mm^2

Gerilim Düşümü Hesabı İçin Adımlar

Gerilim düşümü hesabı yaparken, aşağıdaki adımları takip edebilirsiniz:

1. Devre şemasını çizin ve devredeki tüm elemanları tanımlayın.
2. Her elemanın ohmik direncini belirleyin.
3. Devredeki akımı veya akımları belirleyin.
4. Her elemanın üzerindeki gerilim düşümünü hesaplayın.
5. Hesaplanan gerilimleri toplayın.
6. Toplam gerilim düşümü, kaynağın gerilimine eşit olmalıdır.
7. Eğer toplam gerilim düşümü kaynağın geriliminden büyükse, devrede bir hata var demektir ve hata giderilmelidir.
8. Hesaplanan sonuçları yorumlayın ve uygun önlemleri alın.

Gerilim Düşümü Hesabı Örnekleri

Soru 1: Bir endüstriyel tesisin güç kaynağı 380V’dur. Tesiste, 10kW’lık bir makine, 20 metrelik bir iletken üzerinden 100A akım çeker. İletkenin kesit alanı 10mm², KS sabiti 12 ve %e ifadesi ortalama 4% olarak kabul edilirse, iletken üzerindeki gerilim düşümü kaç volttur?

Çözüm 1: İlk olarak, KS(U)^2 ifadesini hesaplayalım:

KS(U)^2 = 12 x (380)^2 = 172080

Şimdi, %e ifadesini hesaplayalım:

%e = 4

Kablonun üzerinden geçen akım ve kablonun direncini kullanarak gerilim düşümünü hesaplayabiliriz:

R = L / (S x k)

Burada, L iletkenin uzunluğunu, S iletkenin kesit alanını ve k KS sabitini ifade eder.

R = (20 m) / (10 mm² x 12) = 1.67 Ω

V = I x R

Burada, I akımı, R direnci ve V gerilim düşümünü ifade eder.

V = 100 A x 1.67 Ω = 167 V

Son olarak, iletken üzerindeki gerilim düşümü yüzdesini ve toplam gerilim kaynağından gelen gerilimi kullanarak gerilim düşümünü hesaplayabiliriz:

Vd = %e x VT / 100

Burada, Vd gerilim düşümünü, %e yüzde değerini ve VT toplam gerilim kaynağını ifade eder.

VT = 380 V (verilen)

Vd = 4 x 380 V / 100 = 15.2 V

Yani, cevap: 20 metrelik iletken üzerindeki gerilim düşümü 167 volt, gerilim düşümü yüzdesi ise %4 ve iletken üzerindeki gerilim düşümü 15.2 volttur.

---

Soru 2: Bir evdeki elektrik devresinde, 10 metrelik bir iletken üzerinden 15A akım geçmektedir. Iletkenin kesit alanı 4mm², KS sabiti 14 ve %e ifadesi ortalama 2.5% olarak kabul edilirse, iletken üzerindeki gerilim düşümü ne kadardır?

Çözüm 2: İlk olarak, KS(U)^2 ifadesini hesaplayalım:

KS(U)^2 = 14 x (220)^2 = 67760

Şimdi, %e ifadesini hesaplayalım:

%e = 2.5

Kablonun üzerinden geçen akım ve kablonun direncini kullanarak gerilim düşümünü hesaplayabiliriz:

R = L / (S x k)

Burada, L iletkenin uzunluğunu, S iletkenin kesit alanını ve k KS sabitini ifade eder.

R = (10 m) / (4 mm² x 14) = 0.1786 Ω

V = I x R

Burada, I akımı, R direnci ve V gerilim düşümünü ifade eder.

V = 15 A x 0.1786 Ω = 2.68 V

Son olarak, iletken üzerindeki gerilim düşümü yüzdesini ve toplam gerilim kaynağından gelen gerilimi kullanarak gerilim düşümünü hesaplayabiliriz:

Vd = %e x VT / 100

Burada, Vd gerilim düşümünü, %e yüzde değerini ve VT toplam gerilim kaynağını ifade eder.

VT = 220 V (verilen)

Vd = 2.5 x 220 V / 100 = 5.5 V

Yani, cevap: 10 metrelik iletken üzerindeki gerilim düşümü 2.68 volt, gerilim düşümü yüzdesi ise %2.5 ve iletken üzerindeki gerilim düşümü 5.5 volttur.