AC devresi nedir?

AC Devre Temelleri

Bir AC devresi, bir alternatif güç kaynağı tarafından enerjilendirilen bir devre olarak tanımlanır. Alternatif akım (AC), DC'den farklı olarak, AC devresindeki akım ve gerilimin büyüklüğü ve yönünün zamanla periyodik olarak değişmesi nedeniyle ev ve endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılır.

AC dalga biçimleri genellikle bir döngüyü eşit pozitif ve negatif yarılara bölerek sinüzoidal bir desene uygun hareket eder. Bu davranış, zaman (t) veya açı (θ = ωt) cinsinden bir fonksiyon olarak matematiksel olarak tanımlanır, burada ω açısal frekansı temsil eder.

AC vs. DC Devrelerinde İmpedans

• DC devrelerinde, akım karşıtlığı sadece direnç (R) ile ortaya çıkar.

• AC devrelerinde, karşıtlık şu faktörlerden kaynaklanır:

• Direnç (R)

• Endüktif reaktans (XL = 2πfL), burada L indüktans ve f frekans

• Kapasitif reaktans (XC = 1/(2πfC)), burada C kapasite

AC Sistemlerinde Faz İlişkileri

AC devrelerinde, akım ve gerilim hem büyüklük hem de faz açısına sahiptir. Faz hizalamaları, devre parametrelerine (R, L, C) bağlıdır. Voltaj ve akım gibi sinüzoidal nicelikler, açı θ'nın sinüsüne göre değişir, bu da onları AC sistem analizinin temelini oluşturur.

Güç Üretiminde Sinüzoidal Dalga Formlarının Avantajları

Sinüzoidal voltaj ve akım, şunlar nedeniyle güç üretiminde küresel olarak tercih edilir:

• Dönüşüm ve dönme makinelerinde demir ve bakır kayıplarının azalması, verimliliği artırır.

• Komşu iletişim sistemleriyle arızanın en aza indirilmesi.

• Elektrik devrelerinde daha düşük rahatsızlık seviyeleri.

Alternatif Gerilim ve Akım Dinamiği

Alternatif Gerilimin ve Dirençsel Akımın Dalga Biçimi

Zaman içinde alternatif gerilimin dalga biçimi ve devredeki direnç (R) üzerinden akan akım aşağıda gösterilmiştir:

AC Devre Tipleri ve Ana Terminoloji
AC Devre Sınıflandırması

AC devreleri, bileşen yapılandırmalarına dayanarak sınıflandırılır:

• Saf direnç (R) devreleri

• Saf kapasitans (C) devreleri

• Saf endüktans (L) devreleri

• Direnç-endüktans (RL) kombinasyonları

• Direnç-kapasitans (RC) devreleri

• Endüktans-kapasitans (LC) devreleri

• Direnç-endüktans-kapasitans (RLC) devreleri

Temel AC Devre Terimleri

• Genlik:Bir döngü içinde bir alternatif niceliğin maksimum pozitif veya negatif değeri, ayrıca zirve değeri veya maksimum değer olarak da bilinir. Voltaj için Em/Vm ve akım için Im sembolleriyle gösterilir.

• Alternasyon:Bir alternatif dalga formunun yarı döngüsü, elektriksel 180° karşılık gelir.

• Döngü:Bir alternatif niceliğin tam pozitif ve negatif değer seti, elektriksel 360° karşılık gelir.

• Anlık Değer:Herhangi bir belirli anındaki voltaj veya akım büyüklüğü, voltaj için e veya akım için i ile gösterilir.

• Frekans (f):Bir alternatif niceliğin saniye başına döngü sayısı, herz (Hz) cinsinden ölçülür.

• Zaman Periyodu (T):Bir voltaj veya akım dalga formunun bir döngüsünü tamamlamak için geçen süreyi saniye cinsinden ifade eder.

• Dalga Biçimi:Bir alternatif niceliğin (voltaj/akım) anlık değerlerini x ekseninde zaman (t) veya açı (θ = ωt) cinsinden y ekseninde çizerek grafiksel olarak gösterir.

Bir alternatif gerilim, periyodik olarak polaritesini ve büyüklüğünü ters çevirirken, alternatif akım da zamanla yönünü ve amplitudunu değiştirerek bu değişikliklere uyar. Bir AC gerilim kaynağı, dirençli bir yük (aşağıda gösterildiği gibi) ile bağlantılı olduğunda, pozitif yarı döngü sırasında bir yönde akım akışı olurken, negatif yarı döngü sırasında akım yönünü değiştirir, kaynağın polaritesi değişikliklerini yansıtır.