Devre Temelleri Nedir?

Voltaj Nedir ve Nasıl Çalışır?

Muhtemelen bir pilin veya duvar prizinin belirli sayıda volta sahip olduğunu duymuşsunuzdur.Bu,pil veya duvar prizine bağlı elektrik şebekesi tarafından üretilen elektrik potansiyelinin bir ölçümüdür.

Bütün o voltlar orada oturup onları kullanmanı bekliyor, ama bir sorun var:elektriğin herhangi bir iş yapabilmesi için hareket edebilmesi gerekiyor.Bir nevi şişmiş bir balon gibi;Eğer çimdiklemek eğer, orada hava varolabilir yayımlandıktan eğer bir şeyler yapmak, ama tekrar alınmasına izin kadar aslında bir şey yapmaz.

Bir balondan çıkan havanın aksine, elektrik yalnızca bakır tel gibi elektriği iletebilen malzemelerden akabilir.Aküye veya duvar prizine bir kablo bağlarsanız (UYARI:Duvar prizinde ki voltaj tehlikelidir, bunu yapmayın!), elektriğe izlemesi için bir yol vermiş olursunuz.Ancak tel başka bir şeye bağlı değilse, elektriğin gidecek yeri kalmayacak ve yine de hareket etmeyecektir.

Elektriği hareket ettiren nedir?Elektrik, daha yüksek bir voltajdan daha düşük bir voltaja akmak ister.Bu tam olarak balon gibidir: Balondaki basınçlı hava, balonun içinden (yüksek basınç) balonun dışına (düşük basınç) doğru akmak ister.Daha yüksek bir voltaj ile daha düşük bir voltaj arasında iletken bir yol oluşturursanız, elektrik bu yol boyunca akacaktır.Ve bu yola bir LED gibi faydalı bir şey eklerseniz, akan elektrik, o LED'i yakmak gibi sizin için bazı işler yapacaktır.

Peki, daha yüksek bir voltajı ve daha düşük bir voltajı nerede buluyorsunuz?İşte gerçekten bilinmesi gereken bir şey var:Her elektrik kaynağının iki yüzü vardır.Bunu, her iki ucunda metal kapaklı pillerde veya iki (veya daha fazla) deliği olan duvar prizinizde görebilirsiniz.Pillerde ve diğer DC (Doğru Akım) voltaj kaynaklarında, bu taraflar (genellikle terminaller olarak adlandırılır)pozitif(veya "+") ve negatif(veya "-") olarak adlandırılır.

Neden her elektrik kaynağının iki yüzü vardır?Bu, "potansiyel” fikrine geri döner ve elektriğin akması için bir voltaj farkına ihtiyacınız vardır.Aptalca geliyor, ama iki şey farklı olmadan bir farkınız olamaz.Herhangi bir güç kaynağında, pozitif taraf, negatif taraftan daha yüksek bir voltaja sahip olacaktır, bu tam olarak istediğimiz şeydir.Aslında, voltajı ölçtüğümüzde, genellikle negatif tarafın 0 volt olduğunu ve pozitif tarafın, kaynağın sağlayabileceği kadar volt olduğunu söyleriz.

Elektrik kaynakları pompalar gibidir.Pompaların her zaman iki tarafı vardır, bir şeyi dışarı üfleyen bir çıkış ve bir şeyi emen bir giriş. Piller, jeneratörler ve güneş panelleri aynı şekilde çalışır.İçlerindeki bir şey, elektriği prize (pozitif taraf) doğru hareket ettirmekte zorlanır, ancak cihazdan çıkan tüm bu elektrik bir boşluk yaratır, bu da negatif tarafın, onu değiştirmek için elektriği çekmesi gerektiği anlamına gelir.

Şimdiye kadar ne öğrendik?

• Voltaj potansiyeldir, ancak yararlı bir şey yapmak için elektriğin akması gerekir.
• Elektrik, bakır tel gibi bir elektrik iletkeni olması gereken, içinden akacak bir yola ihtiyaç duyar.
• Elektrik, daha yüksek bir voltajdan daha düşük bir voltaja akacaktır.
• DC voltaj kaynakları her zaman pozitif ve negatif olarak adlandırılan iki tarafa sahiptir ve pozitif taraf negatif taraftan daha yüksek bir voltaja sahiptir.

En Basit Devre

Sonunda elektriği bizim için çalıştırmaya hazırız!Bir voltaj kaynağının pozitif tarafını, Işık Yayan Diyot (LED) gibi bazı işler yapan bir şey aracılığıyla ve voltaj kaynağının negatif tarafına bağlarsak;elektrik veya akım akacaktır.Ve içinden akım geçtiğinde, yanan LED'ler gibi yararlı şeyler yapan şeyleri yola koyabiliriz.

Elektriğin akması ve faydalı bir şey yapması için her zaman gerekli olan bu dairesel yola devre denir.Devre, aynı yerde başlayan ve duran bir yoldur, tam olarak yaptığımız şey budur.

*Benjamin Franklin başlangıçta elektriğin bir voltaj kaynağının pozitif tarafından negatif tarafına doğru aktığını yazmıştı.Bununla birlikte, Franklin'inelektronalrın aslında ters aktığını bilmesinin hiçbir yolu yoktu- atomik seviyede, negatif taraftan çıkıp pozitif tarafa geri dönüyorlar.Mühendisler, gerçeğin keşfedilmesinden yüzlerce yıl önce Franklin'in liderliğini takip ettikleri için, bugüne kadar hala "yanlış" kuralı kullanıyoruz.Pratikte bu ayrıntının önemi yok ve herkes aynı kuralı kullandığı sürece, hepimiz gayet iyi çalışan devreler inşa edebiliriz.

Kısa ve Açık Devreler

"Yük” nedir?

Devre yapmak istememizin nedeni, elektriğin bizim için faydalı şeyler yapmasını sağlamaktır.Bunu yapmamızın yolu, akımı aydınlatmak, gürültü yapmak, programları çalıştırmak vb. için akım akışını kullanan şeyleri devreye sokmaktır.

Bunlara yük denir, çünkü güç kaynağını "yüklerler", tıpkı bir şey taşırken "yüklenmiş" olmanız gibi.Aynı şekilde, çok fazla ağırlıkla yüklenebilirsiniz, bir güç kaynağını çok fazla yüklemek mümkündür, bu da akım akışını yavaşlatacaktır.Ancak sizden farklı olarak, bir devreyi çok az yüklemek de mümkündür - bu, çok fazla akım akışına izin verebilir (herhangi bir ağırlık taşımadıysanız çok hızlı çalıştığını düşünün), bu da parçalarınızı ve hatta güç kaynağınızı yakabilir.

Gerilim, akım ve yükler hakkında her şeyi bir sonraki öğreticide öğreneceksiniz:Gerilim Akım, Direnç ve Ohm yasası ama şimdilik devrenin iki özel durumunu öğrenelim:kısa devre ve açık devre.Bunları bilmek, kendi devrelerinizde sorun giderirken çok yardımcı olacaktır.

Kısa devre

BUNU YAPMAYIN, ancak bir güç kaynağının pozitif tarafından negatif tarafına doğrudan bir kablo bağlarsanız kısa devre denilen şeyi yaratırsınız.Bu çok kötü bir fikir.

Bu mümkün olan en iyi devre gibi görünüyor, öyleyse neden kötü bir fikir?Elektrik akımının daha yüksek bir voltajdan daha düşük bir voltaja akmak istediğini ve akıma bir yük koyarsanız, bir LED yakmak gibi faydalı bir şey yapabileceğinizi unutmayın.

Akımda bir yükünüz varsa, devrenizden geçen akım, cihazınızın tükettiğiyle sınırlı olacaktır, bu genellikle çok küçük bir miktardır.Ancak, akım akışını kısıtlamak için hiçbir şey koymazsanız, akımı yavaşlatacak hiçbir şey olmayacak ve sonsuz olmaya çalışacak!

Güç kaynağınız sonsuz akım sağlayamaz, ancak verebileceği kadarını sağlar, ki bu çok olabilir.Bu, kablonuzun yanmasına, güç kaynağına zarar vermesine, pilinizin bitmesine veya başka heyecan verici şeylere neden olabilir.Çoğu zaman güç kaynağınızda, kısa devre durumunda maksimum akımı sınırlamak için yerleşik bir tür güvenlik mekanizması bulunur, ancak her zaman değil.Tüm evlerde ve binalarda devre kesicilerin bulunmasının nedeni budur, kablolarda bir yerde kısa devre olması durumunda yangınların başlamasını önlemek için.

Yakından ilgili bir sorun, yanlışlıkla devrenizin bir kısmından çok fazla akım geçmesine izin vererek bir parçanın yanmasına neden olmaktır.Bu tam bir kısa devre değil, ama yakın.Bu genellikle, LED gibi başka bir bileşenden çok fazla akım geçmesine izin veren yanlış direnç  kullandığımızda olur.

Sonuç: Bir şeylerin aniden ısındığını veya bir parçanın aniden yandığını fark ederseniz, hemen gücü kapatın ve olası kısa devreleri arayın.

Açık devre

Kısa devrenin tersiaçık devredir.Bu, döngünün tam olarak bağlı olmadığı bir devredir (ve bu nedenle bu gerçekten bir devre değildir).

Yukarıdaki kısa devreden farklı olarak, bu "devreden" hiçbir şey zarar görmeyecektir, ancak devreniz de çalışmayacaktır.Devrelerde yeniyseniz, özellikle tüm iletkenlerin gizlendiği devre tahtaları kullanıyorsanız, kesintinin nerede olduğunu bulmak genellikle zor olabilir.

Devreniz çalışmıyorsa, bunun en olası nedeni açık devredir.Bu genellikle kopuk bir bağlantı veya gevşek bir kablodan kaynaklanır.(Kısa devreler, devrenizin geri kalanından tüm gücü çalabilir, bu yüzden bunları da aradığınızdan emin olun.)

İPUCU: Devrenizin nerede açık olduğunu kolayca bulamıyorsanız, bir multimetre çok kullanışlı bir araç olabilir.Volt ölçmek için ayarlarsanız, güç verilen devrenizdeki çeşitli noktalarda voltajı kontrol etmek ve sonunda voltajın geçmediği noktayı bulmak için kullanabilirsiniz.