Gerilim: Nedir?

Electrical4u

Alan: Temel Elektrik

China

Gerilme Nedir?

Gerilme (elektrik potansiyel farkı, elektromotif kuvvet emf, elektriksel basınç veya elektrik gerilimi olarak da bilinir), iki nokta arasındaki birim şarj başına elektrik potansiyel farkıdır. Gerilme matematiksel olarak (yani formüllerde) "V" veya "E" sembolleri ile ifade edilir.

Gerilmenin daha sezgisel bir açıklamasına ihtiyacınız varsa, makalenin bu bölümüne atlayın.

Aksi takdirde, aşağıda gerilme için daha resmi bir tanımı sunacağız.

Statik bir elektrik alanında, iki nokta arasında birim şarj taşımak için gereken iş gerilme olarak bilinir. Matematiksel olarak, gerilme şu şekilde ifade edilebilir,

$\begin{align*} Voltage = \frac{Work\,\,Done\ (W)}{Charge\ (Q)} \end{align*}$

Burada yapılan iş joule ve şarj coulomb cinsindendir.

$\begin{align*} Thus, Voltage = \frac{joule}{coulomb} \end{align*}$

Gerilimi, devre içindeki iki nokta arasındaki potansiyel enerji miktarı olarak tanımlayabiliriz.

Bir nokta daha yüksek potansiyele sahipken diğer noktalar daha düşük potansiyele sahiptir. Yüksek potansiyel ile düşük potansiyel arasındaki yük farkı gerilim veya potansiyel fark olarak adlandırılır.

Gerilim veya potansiyel fark, elektronların devre boyunca akışına güç verir.

Gerilim ne kadar yüksek olursa, kuvvet o kadar büyük olur ve bu nedenle devre boyunca daha fazla elektron akar. Gerilim veya potansiyel fark olmadan elektronlar özgür alanda rastgele hareket ederler.

Gerilim bazen "elektrik gerginliği" olarak da ifade edilir. Örneğin, 1 kV, 11 kV ve 33 kV gibi kablolardaki gerilim kapasitesi, sırasıyla düşük gerginlik, yüksek gerginlik ve süper gerginlik kablosu olarak adlandırılır.

Elektrik Alanının Potansiyeli Olarak Potansiyel Farkın Tanımı

Daha önce belirtildiği gibi, gerilim, elektrik alanındaki iki nokta arasındaki birim yük başına elektrik potansiyel farkı olarak tanımlanır. Bu durumu denklemler kullanarak açıklayalım.

A ve B olmak üzere iki nokta düşünün.

Nokta A'nın, nokta B'ye göre potansiyeli, elektrik alan E'nin varlığında birim yükü nokta A'dan B'ye taşımak için yapılan iş olarak tanımlanır.

Matematiksel olarak, bu şu şekilde ifade edilebilir,

$\begin{align*} V_A_B = \frac{W}{Q} = -\int_B^A E^- * dl^-\end{align*}$

Bu aynı zamanda, B noktası referans noktası olarak, A ve B noktaları arasındaki potansiyel farktır. Ayrıca şu şekilde de ifade edilebilir,

$\begin{align*} V_A_B = V_A - V_B \end{align*}$

Şimdi gerilim kavramı, kavramsal olarak anlaşılması oldukça zor bir konudur.

Bu yüzden gerilimi daha kolay anlayabilmek için somut bir şeye benzetim yapacağız—gerçek dünyadaki bir şeye.

Gerilimin Benzetim ile Anlaşılması

"Hidrolik benzetimi", gerilimi açıklamak için yaygın olarak kullanılan bir benzetimidir.

Hidrolik benzetiminde:

Gerilim veya elektrik potansiyeli hidrolik su baskısına eşdeğerdir
Elektrik akımı hidrolik su akış hızına eşdeğerdir
Elektrik yükü su miktarına eşdeğerdir
Bir elektrikiletken boruya eşdeğerdir

Benzetim 1

Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi bir su tankını düşünün. Şekil (a) aynı su seviyesine sahip iki tankı göstermektedir. Bu nedenle, tanklardan birinden diğerine su akışına neden olan bir basınç farkı yoktur.

Şimdi, Şekil (b) iki farklı su seviyesine sahip tankı gösteriyor. Bu nedenle, bu iki tank arasında bazı basınç farkları vardır. Böylece, su her iki tankın su seviyesi eşit olana kadar bir tanktan diğer tanka akar.

Benzer şekilde, eğer iki pilin farklı gerilim seviyeleri ile iletken bir tel ile bağlantısını sağlarsak, yükler daha yüksek potansiyele sahip pillerden daha düşük potansiyele sahip pillere akabilir. Böylece, daha düşük potansiyele sahip pil, her iki pillerin potansiyeli aynı olana kadar şarj edilir.

Örnek 2

Belirli bir yükseklikte yerleştirilmiş bir su tankını düşünün.

Hose ucundaki su basıncı, elektrik devresindeki voltaj veya potansiyel farkına denktir. Tanktaki su, elektrik yüküne denktir. Şimdi, tanktaki su miktarını artırırsak, hose ucunda daha fazla basınç geliştirilir.

Tersine, tanktan belirli bir miktarda suyu boşaltırsak, hose ucunda oluşturulan basınç azalır. Bu su tankını bir depolama bataryası gibi düşünebiliriz. Bataryanın voltajı azaldıkça, lambalar daha solgun hale gelir.

Örnek 3

Voltaj veya potansiyel farkının elektrik devresinde nasıl iş yapılacağını anlayalım. Aşağıdaki figürde gösterildiği gibi elektrik devresini ele alalım.

Hidrolik su devresinde gösterildiği gibi, su, mekanik bir pompayla itilerek boru boyunca akar. Bir boru, elektrik devresinde iletken bir teldir.

Şimdi, eğer bir mekanik pompayla iki nokta arasında bir basınç farkı oluşturulursa, basınlanmış su, bir türbin çalıştırma gibi iş yapabilir.

Benzer şekilde, elektrik devresinde, bir bataryanın potansiyel farkı, iletken boyunca akımı sağlayabilir ve böylece akım, lambayı aydınlatma gibi iş yapabilir.

Gerilim Hangi Birimlerle Ölçülür (Gerilim Birimleri)?

Gerilimin SI Birimi

Gerilim için SI birimi volt'tur. Bu, V ile gösterilir. Volt, gerilim için türetilmiş bir SI birimidir. İtalyan fizikçi Alessandro Volta (1745-1827), ilk elektrik pilini icat ettiği için bu birim onun adını taşımaktadır.

Volt SI Temel Birimleri

Volt, elektrik devresinde geçen her kulomb yük başına bir joule enerji harcayan iki nokta arasındaki elektrik potansiyel farkı olarak tanımlanabilir. Matematiksel olarak ifade edilebilir,

$\begin{align*} 1\,\,Volt = \frac{potential \ energy} {chrage} = \frac{1\,\, joule}{1\,\,coulomb} = \frac{kg\,\, m^2}{A\,\,s^3} \end{align*}$

Böylece, volt SI temel birimler cinsinden şu şekilde ifade edilebilir: $\frac{kg\,\,m^2}{A\,\,s^3}$ veya $kg\,\,m^2\,\,s^-^3\,\,A^-^1$ .

Ayrıca watts per ampere veya amper times ohms olarak da ölçülebilir.

Gerilim Formülü

Aşağıdaki görüntüde gerilim için temel formül gösterilmiştir.

Gerilim Formülü 1 (Ohm Kanunu)

Ohm kanuna göre, gerilim şu şekilde ifade edilebilir,

$\begin{align*} Voltage = Current * Resistance \end{align*}$

$\begin{align*} V = I * R \end{align*}$

Örnek 1

Aşağıdaki devrede, 4 A akım direnç üzerinden akıyor. Devre boyunca gerilim düşüşünü belirleyin.

Çözüm:

Verilen Veriler: $I = 4\,\,A$ , $R=15\,\,\Omega$

Ohm yasasına göre,

$\begin{align*} & V = I * R \\ & = 4 * 15 \\ & V = 60\,\,Volts \end{align*}$

Bu denklemi kullanarak, devre boyunca 60 volt gerilim düşüşü elde ediyoruz.

Gerilim Formülü 2 (Güç ve Akım)

Taşınan güç, besleme gerilimi ile elektrik akımının ürünüdür.

$\begin{align*} P = V * I \end{align*}$

Şimdi, $I=\frac{V}{R}$ ifadesini yukarıdaki denklemde yerleştirirsek,

(1) $\begin{equation*} P = V * I = \frac{V^2}{R} \end{equation*}$

Bu şekilde, gerilim akım ile bölünen güç olarak elde edilir. Matematiksel olarak,

$\begin{align*} V = \frac{P}{I} \,\,Volts \end{align*}$

Örnek 2

Aşağıdaki devrede gösterildiği gibi, bir lambadan 2 A akım geçiyor ve lambanın gücü 48 W'dır. Gerilimi belirleyin.

Çözüm:

Verilen Veriler: $I = 2\,\,A$ , $P = 48 \,\,W$

Yukarıda belirtilen gerilim, güç ve akım arasındaki formülün göre,

$\begin{align*} & V = \frac{P}{I} \\ & = \frac{48}{2} \\ & V = 24 \,\,Volts \end{align*}$

Bu denklem kullanılarak, besleme geriliminin 24 volt olduğunu buluyoruz.

Gerilim Formülü 3 (Güç ve Direnç)

(1) numaralı denkleme göre, Gerilim, gücün ve direncin çarpımının kareköküdür. Matematiksel olarak,

$\begin{align*} V = \sqrt{P*R} \end{align*}$

Örnek 3

Aşağıdaki devrede gösterildiği gibi, 2 Ω direnç değerine sahip 5 W lambayı parlatmak için gerekli gerilimi belirleyin.

Çözüm:

Verilen Veriler: $P = 5 \,\, W$ , $R = 2 \,\, \Omega$

Yukarıda belirtilen formülün göre,

$\begin{align*} & V = \sqrt{P*R} \\ & = \sqrt{5*2} \\ & = \sqrt{10} \\ & V = 3.16 \,\,Volts \end{align*}$

Bu denklem kullanılarak, $5 W, 2\Omega$ lampa parlatmak için gerekli gerilim 3.16 Volt'tur.

Voltaj Devre Sembolü (AC ve DC)

AC Voltaj Sembolü

AC (alternatif akım) voltajı için kullanılan sembol aşağıda gösterilmiştir:

企业微信截图_17098668569432.png — AC Voltaj Sembolü

DC Voltaj Sembolü

DC (doğru akım) voltajı için kullanılan sembol aşağıda gösterilmiştir:

Voltajın Boyutları

Voltaj (V), birim yük başına düşen elektriksel potansiyel enerjiyi temsil eder.

Voltajın boyutları, kütleye (M), uzunluğa (L), zamana (T) ve amper (A) cinsinden $M L^2 T^-^3 A^-^1$ olarak ifade edilebilir.

$\begin{align*} V = \frac{W}{Q} = \frac{M L^2 T^-^2}{A T} = M L^2 T^-^3 A^-^1 \end{align*}$

Bazılarının akımı temsil etmek için A yerine I kullandığını unutmayın. Bu durumda, gerilimin boyutu bunun yerine $M L^2 T^-^3 I^-^1$ olarak gösterilebilir.

How to Measure Voltage

Elektrik ve elektronik devrelerinde gerilim ölçümü yapılan ve ölçülmesi gereken temel bir parametredir. Bir devrede belirli bir nokta ile toprak ya da sıfır volt hattı arasındaki gerilimi ölçebiliriz.

Üç fazlı bir devrede, üç fazdan herhangi bir faz ile nötr noktası arasındaki gerilimi ölçersek bu durumda hat-toprak gerilimi olarak bilinir.

Benzer şekilde, üç fazdan herhangi iki faz arasındaki gerilimi ölçersek bu durumda hat-hat gerilimi olarak bilinir.

Gerilimi ölçmek için kullanılan çeşitli aletler vardır. Her yöntemi tartışalım.

Voltmeter Method

Bir sistemdeki iki nokta arasındaki gerilim bir voltmetre kullanılarak ölçülebilir. Gerilimi ölçmek için voltmetre, gerilimi ölçülecek bileşenle paralel bağlanmalıdır.

Voltmetrenin bir ucu ilk noktaya, diğeri ikinci noktaya bağlanmalıdır. Voltmetrenin asla seri bağlanmaması gerektiğini unutmayın.

Voltmetre, bir devredeki herhangi bir bileşenin uçları arasındaki gerilim düşümünü veya iki ya da daha fazla bileşenin gerilim düşümlerinin toplamını ölçmek için de kullanılabilir.

Analog bir voltmetre, sabit bir direnç üzerinden geçen akımı ölçerek çalışır. Şimdi, Ohm yasasına göre, direnç üzerinden akan akım, sabit direncin uçlarındaki gerilim veya potansiyel fark ile doğru orantılıdır. Böylece bilinmeyen gerilimi belirleyebiliriz.

9 V'lik bir pilin uçlarındaki gerilimin ölçülmesi için bir voltmetrenin bağlantı örneği aşağıdaki şekilde gösterilmiştir:

Multimetre Yöntemi

Günümüzde, gerilimi ölçmenin en yaygın yöntemlerinden biri multimetre kullanmaktır. Multimetre analog ya da dijital olabilir ancak dijital multimetreler daha yüksek doğruluk ve düşük maliyetleri nedeniyle daha yaygın olarak kullanılır.

Herhangi bir ekipmanın uçlarındaki gerilim veya potansiyel farkı, multimetrenin problarını gerilimin ölçüleceği iki noktaya bağlayarak basitçe ölçülebilir. Bir multimetre kullanılarak pil geriliminin ölçülmesi aşağıdaki resimde gösterilmiştir.

Multimeter for Voltage Measurement — Pil Geriliminin Ölçülmesi İçin Multimetre Bağlantısı

Potansiyometre Yöntemi

Bir potansiyometre sıfır denge tekniğinin prensibine göre çalışır. Bilinmeyen bir gerilimi, bilinen bir referans gerilimi ile karşılaştırarak gerilimi ölçer.

Oscilloskop, elektrostatik voltmetre gibi diğer cihazlar da gerilimi ölçmek için kullanılabilir.

Gerilim ve Akım Arasındaki Fark (Gerilim vs Akım)

Gerilim ve akım arasındaki temel fark, gerilimin iki nokta arasındaki elektrik yüklerinin potansiyel farkı olması, akımın ise elektriksel yüklerin bir noktadan diğer noktaya hareket etmesidir.

Basitçe ifade edersek, gerilim akımın akışına neden olurken, akım gerilimin sonucudur.

Gerilim ne kadar yüksek olursa, iki nokta arasında akan akım o kadar fazla olur. Eğer devredeki iki nokta aynı potansiyeldeyse, bu noktalar arasında akım aktarımı gerçekleşemez. Gerilim ve akımın büyüklüğü birbirine bağlıdır (Ohm yasası uyarınca).

Gerilim ve akım arasındaki diğer farklılıklar aşağıdaki tabloda tartışılmaktadır.

Voltage\ (V)=\frac{Work\ done\ (W)}{Charge\ (Q)} — Gerilim ve Akım Arasındaki Fark

Current\ (I)=\frac{Charge\ (Q)}{time\ (t)} — Gerilim ve Akım Arasındaki Fark

Gerilim ve Potansiyel Fark (Gerilim vs Potansiyel Fark)

Gerilim ve potansiyel fark arasında pek bir fark yoktur. Ancak, bu farkı aşağıdaki şekilde açıklayabiliriz.

Gerilim, iki nokta arasında birim yükü hareket ettirmek için gereken enerji miktarıdır, potansiyel fark ise bir noktasının daha yüksek potansiyeli ile diğer noktasının daha düşük potansiyeli arasındaki farktır.

Noktasal yük nedeniyle:

Gerilim, başka bir referans noktası olarak sonsuzluğu dikkate alarak elde edilen potansiyeldir. Potansiyel fark ise iki nokta arasındaki potansiyel farkıdır, bu noktalar yükten sonlu mesafelerdedir. Matematiksel olarak ifade edilebilirler,

$\begin{align*} Potential = V = \frac{Q}{4 \pi \epsilon_0 R} \end{align}$

$\begin{align*} Potential \,\, Difference= V_1_2 = \frac{Q}{4 \pi \epsilon_0}(\frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2}) \end{align}$

Gerilim hakkında video açıklamasını tercih ederseniz, aşağıdaki videoya göz atın:

Ortak Gerilim Nedir?

Ortak gerilim, elektrik ekipmanları veya cihazlarının tipik gerilim düzeyi veya derecesi olarak tanımlanır.

Aşağıda çeşitli elektrik ekipmanları için yaygın kullanılan gerilimler listelenmiştir.

Kurşun asit piller elektrik araçlarında kullanılan: 12 Volt DC. 12 V pil, her bir hücrenin ortak gerilimi 2.1 V olan 6 hücreden oluşur. Hücrelerin seri bağlı olmasıyla gerilim artar.
Güneş hücresi: Genellikle açık devre koşullarında yaklaşık 0.5 Volt DC gerilim üretir. Ancak, birden fazla güneş hücresi genellikle daha yüksek toplam gerilim sağlayan güneş panelleri oluşturmak için seri olarak bağlanır.
USB: 5 Volt DC.
Yüksek gerilimli elektrik iletim hatları: 110 kV ila 1200 kV AC.
Yüksek hızlı tren (tren çekme) güç hatları: 12 kV ve 50 kV AC veya 0.75 kV ve 3 kV DC.
TTL/CMOS güç kaynağı: 5 Volt.
Tek hücreli, yeniden şarj edilebilir nikel-kadmium pil: 1.2 Volt.
Fener pilleri: 1.5 Volt DC.

Dağıtım şirketleri tarafından konutlara sağlanan yaygın gerilimler:

Japonya'da 100 V, 1 fazlı AC
Amerika'da 120 V, 1 fazlı AC
Hindistan, Avustralya'da 230 V, 1 fazlı AC

Dağıtım şirketleri tarafından sanayi tüketicilerine sağlanan yaygın gerilimler:

Japonya'da 200 V, 3 fazlı AC
Amerika'da 480 V, 3 fazlı AC
Hindistan'da 415 V, 3 fazlı AC

Gerilimin Uygulamaları

Gerilimin bazı uygulamaları şunlardır:

Gerilimin en yaygın uygulamalarından biri, direnç gibi bir elektrik cihazındaki veya ekipmandaki gerilim düşümünü belirlemektir.
Gerilim derecesini artırmak için gerilim eklenmesi gerekmektedir. Bu nedenle, hücreler seri bağlıdır.

Gerilim, her türlü elektrik ve elektronik ekipmanın temel enerji kaynağıdır. Küçük gerilimler (5 V) ile yüksek gerilimler (415 V) arasında çeşitli uygulamalarda kullanılır.

Düşük gerilim genellikle birçok elektronik ekipman ve kontrol uygulamalarında kullanılır.

Yüksek gerilim şu alanlarda kullanılır:

Elektrostatik baskı, Elektrostatik boyama, Malzemelerin elektrostatik kaplama
Uzayın kozmoloji araştırması
Elektrostatik çökeltilendirici (hava kirliliği kontrolü)
Jet itki laboratuvarı
Röntgen tüpleri
Yüksek güç amplifikatör vakum tüpleri
Kütle spektroskopisi
Dielektrik testi
Gıda ve içecek testi
Elektrospraying ve dönen uygulamalar, elektrofotografi
Plazma tabanlı uygulamalar
Seviye algılama
Endüksiyon ısıtma
Flasht lambalar
SONAR
Elektrik ekipmanları için test edilmesi

Kaynak: Electrical4u

Açıklama: Orijinal kaynak, iyi makaleler paylaşılabilir, telif hakkı ihlali durumunda lütfen silme talebinde bulunun.

Yazarı Ödüllendir ve Cesaretlendir

Konular:

Temel Elektrik

Gerilim

Uzmanlar hakkında

Electrical4u

China

Önerilen

Daha Fazla

Yüksek Gerilimli SF₆-Siz Halka Ana Birimi: Mekanik Özelliklerin Ayarlanması

(1) Temas açıklığı, yalıtım koordinasyon parametreleri, kesme parametreleri, yüksek gerilimli SF₆'sız halka ana birimlerinin temas malzemesi ve manyetik üfleme odasının tasarımı tarafından belirlenir. Pratik uygulamada, daha büyük bir temas açıklığı her zaman daha iyi değildir; tam tersine, işletme enerji tüketimini azaltmak ve hizmet ömrünü uzatmak için temas açıklığı mümkün olduğunca alt sınıra yaklaştırılmalıdır.(2) Temas aşırı gidişin belirlenmesi, temas malzemesi özellikleri, kapalı/açık ak

James

12/10/2025

Yüksek Gerilimli Dağıtım Hatları ve İnşaat Alanları için Güç Dağıtım Gereklilikleri

Düşük gerilim dağıtım hatları, dağıtım transformatörü aracılığıyla 10 kV'lık yüksek gerilimi 380/220 V seviyesine düşüren devrelere atıfta bulunur—yani, alt istasyondan son kullanım ekipmanlarına kadar uzanan düşük gerilim hatlarıdır.Düşük gerilim dağıtım hatları, alt istasyon kablosu yapılandırmalarının tasarım aşamasında dikkate alınmalıdır. Fabrikalarda, nispeten yüksek güç talebine sahip atölyeler için genellikle özel atölye alt istasyonları kurulur, burada transformatörler çeşitli elektrik

James

12/09/2025

Gerilim Harmonikleri H59 Dağıtım Trafonun Isınmasına Nasıl Etki Eden?

Gerilim Harmoniklerinin H59 Dağıtım Dönüştürücülerindeki Sıcaklık Artışına EtkisiH59 dağıtım dönüştürücüleri, güç sistemlerinde en kritik ekipmanlardan biridir ve temel olarak elektrik şebekesinden gelen yüksek gerilimli elektriği son kullanıcılar tarafından gereklidir olan düşük gerilimli elektriğe dönüştürme işlevini görür. Ancak, güç sistemleri birçok doğrusal olmayan yük ve kaynak içerir, bu da H59 dağıtım dönüştürücülerinin çalışmasını olumsuz etkileyen gerilim harmoniklerine neden olur. Bu

Echo

12/08/2025

H59 Dağıtım Dönüşücu Arızasının Ana Nedenleri

1. Aşırı YükÖncelikle, insanların yaşam standartlarının yükselmesiyle birlikte elektrik tüketimi genel olarak hızla artmıştır. Orijinal H59 dağıtım transformatörlerinin kapasitesi küçüktür—“küçük atın büyük arabayı çekmesi”—ve kullanıcı taleplerini karşılayamaz, bu da transformatörlerin aşırı yük altında çalışmasına neden olur. İkinci olarak, mevsimsel değişiklikler ve aşırı hava koşulları zirve elektrik talebine yol açar, bu da H59 dağıtım transformatörlerinin aşırı yük altında çalışmasına nede

Felix Spark

12/06/2025

Voltage	Current
The voltage is the difference in potential between two points in an electric field.	The current is the flow of charges between two points in an electric field.
The symbol of the current is I.	The SI unit of current is ampere or amp.
The symbol of voltage is V or ΔV or E.	The symbol of current is I.
Voltage can be measured by using a voltmeter.	Current can be measured by using an ammeter.
$Voltage\ (V)=\frac{Work\ done\ (W)}{Charge\ (Q)}$	$Current\ (I)=\frac{Charge\ (Q)}{time\ (t)}$
$1\ Volt=\frac{1\ joule}{1\ coulomb}$	$1\ Ampere=\frac{1\ coulomb}{(1\ second)}$
In a parallel circuit, the magnitude of voltage remains the same.	In a series circuit, the magnitude of the current remains the same.
The voltage creates a magnetic field around it.	The current creates an electrostatic field around it.
Dimensions of voltage is $ML^2 T^-^3 A^-^1$	Dimensions of current is $MLTA^1$
In the hydraulic analogy, electric potential or voltage is equivalent to hydraulic water pressure.	In the hydraulic analogy, electric current is equivalent to hydraulic water flow rate.
The voltage is the cause of the current flowing in the circuit.	An electric current is the effect of a voltage.