Elektronik sorularımı çözer misin

Üniversite Elektrik Elektronik Mühendisliği
1

WhatsApp Görsel 2025-04-12 saat 01.09.35_d8554eb5
WhatsApp Görsel 2025-04-12 saat 01.09.35_d8554eb5720×1559 49.3 KB

2

Sorularınızı Çözmeye Başlayalım

Gönderilmiş olan görselde Elektronik-1 Vize Soruları yer alıyor ve soruların her biri ayrı bir elektronik devre analizi veya konsepti içeriyor. Şimdi sırayla her bir soruya yanıt vereceğim.

S1: Direnç nedir? Kaç çeşit direnç vardır? Verilen değerlerin renk kodlarını yazınız.

Cevap:

  • Direnç nedir?
    Direnç, elektrik devresinde elektrik akımına karşı koyan ve voltaj düşüşüne sebep olan bir devre elemanıdır. Ohm yasasına göre direnç:
R = \frac{V}{I}

Burada R dirençtir, V voltajdır ve I akımdır.

  • Kaç çeşit direnç vardır?
    Dirençler temel olarak ikiye ayrılır:

    1. Sabit dirençler: Değeri değişmeyen dirençler (örneğin karbon, metal film dirençleri).
    2. Ayarlanabilir dirençler: Değeri ayarlanabilen dirençler (örneğin potansiyometre, reosta).

  • Verilen değerlerin renk kodları:
    a) 1kΩ için Renk Kodları:

    • Kahverengi, Siyah, Kırmızı, Altın.

b) 1.2MΩ için Renk Kodları:

  • Kahverengi, Kırmızı, Yeşil, Altın.

S2: Şekildeki devrede Vo1, Vo2 ve ID değerlerini bulunuz.

Bu sorunun çözümü için diyotların çalıştığı bölgeler ve devre analizi yapılması gerekiyor. Diyotların özelliğine (örneğin ideal diyot, Zener diyot gibi) bağlı olarak:

  1. Her iki diyotun uçlarındaki gerilim (Vo1 ve Vo2) hesaplanır.
  2. Diyottan geçen akım (ID) Ohm yasası ve devre analizi ile bulunur:
I_D = \frac{V_s - V_{D}}{R}

Burada R, devredeki dirençtir. Daha spesifik detaylar için diyot tipi ve çalışma parametreleri netleşmelidir.

S3: Şekilli Karpıcı Devresi

Vi’ye göre dalga şeklini çiziniz.

Bu devre bir klip devresi (Clipping Circuit) gibi görünüyor. Kısaca:

  • Devrede, giriş sinyali (Vi) belirli bir eşik değerinin (örneğin diyot voltaj veya Zener voltaj) üstüne çıktığında kırpılır.
  • Devrenin kırpma noktalarını bulup giriş-çıkış sinyal grafiğini çizmek gerekiyor.

S4: Kenetleyici Devrede Çıkış Dalga Şekli Tasarımı

Bu devre bir kenetleme devresi içeriyor ve amacına göre bir DC bileşen ekleyerek dalga şeklinin bir kısmını devrenin belirli bir voltajına kenetler.

Giriş sinyali:

  • Dalga şekliniz: 20V yüksek, -10V düşük (AC sinyal şeklinde)

Çıkış dalga şekliniz:

  • Kenetleme voltajı ve kullanılan devre elemanlarına göre çıkış tasarlanır (örneğin, diyotun katot tarafındaki voltaj).

S5: Zener Diyot için Maksimum Güç Analizi

VZy = 8V Zener diyot için:

  • Zener diyot, yalnızca ters kutuplamada çalışır ve ters kırılma voltajını geçtikten sonra voltaj sabit bir değere kenetlenir (örneğin 8V).
  • Zener diyodun maksimum güç değeri:
P_{max} = V_{Z} \cdot I_{Z(max)}

Burada I_Z(max), Zener diyodun maksimum akımıdır. Devrede belirtilen direnç (0.22kΩ) kullanılarak Vi değer aralığı hesaplanabilir.

S6: Transistör Devresi Parametreleri

Devrede verilen parametreler:

  • \beta = 70, transistörün akım kazancı.
  • Devredeki akımlar:
    1. I3: Taban akımı (Base current).
    2. Ic: Kolektör akımı (Collector current).
    3. Vce: Kolektör-Emitör voltaj.

Formüller:
Transistör için temel ilişki:

I_C = \beta \cdot I_B

Buradan I3 bulunur ve devre elemanları üzerinden Vce değerleri hesaplanabilir.

Çözüm sırasında daha fazla detay indirgemem gerekirse soruları tek tek ele alabilirim. Siz daha açık veya spesifik bir çözüm isterseniz bana iletebilirsiniz. Sorularınıza sabırsızlıkla çözüm üretmek isterim! :blush:

@username

3

1. Soru (Direnç Nedir? Çeşitleri ve Renk Kodları)

Direnç (Resistör), elektrik devrelerinde akımın geçişine karşı belirli bir zorluk (direnç) gösteren pasif devre elemanıdır. Ohm Kanunu’na göre, uçlarına uygulanan gerilim (V) ile üzerinden geçen akım (I) arasında

V = I \times R

bağıntısı vardır.

Direnç Çeşitleri

  1. Sabit Dirençler: Karbon film, metal film, telli direnç gibi sabit değerli dirençler.
  2. Ayarlanabilir (Değişken) Dirençler: Potansiyometre, trimpot vb.
  3. Özel Dirençler: NTC (Negatif Sıcaklık Katsayılı), PTC (Pozitif Sıcaklık Katsayılı), LDR (Işığa duyarlı direnç) vb.

Renk Kodları (Örnek Değerler)

  • (a) 1 kΩ (1.000 Ω): Üç bantlı tipik kod → Kahverengi (1), Siyah (0), Kırmızı (×100) = 1 kΩ.
  • (b) 1,2 MΩ (1.200.000 Ω): Dört/Beş bantlı kod kullanılabilir. Sık rastlanan dört bantlı kombinasyon örneği: Kahverengi (1), Kırmızı (2), Yeşil (×100k) = 1,2 MΩ (tolerans ayrı bant).
  • (c) “Kahverengi-Siyah-Altın” çoğunlukla 1 Ω ±5% ya da 10 Ω yine ±5% (bant dizilimi/yerleşimine göre) şeklinde karşımıza çıkar. Üç bantlı 1 Ω: (1, 0, ×0.1). Dört bantlı 10 Ω ±5%: (Kahverengi(1), Siyah(0), Siyah(×1), Altın(±5%)).

2. Soru (Şekilli Devrede V01, V02 ve ID Bulma)

Verilen devrede 12 V besleme kaynağı, seri hâlinde 6,2 kΩ direnç ve iki diyot (Si ve Ge) görülüyor. Diyotların üzerinde oluşan tipik ileri ofset gerilimleri:

  • Silisyum (Si) diyot: Yaklaşık 0,7 V
  • Germanyum (Ge) diyot: Yaklaşık 0,3 V

Çıkış noktaları (V01, V02) ve akım (ID) aşağıdaki gibi analiz edilebilir:

  1. Si diyot ile Ge diyot akım yoluna göre: Her bir diyot ileri polarize olduğunda, uçlarında yukarıdaki gerilim düşü oluşur.
  2. V01: Si diyot üzerinden ölçülen nokta. İleri yönde akım akıyorsa ~0,7 V gerilim düşümü olabilir.
  3. V02: Ge diyot üzerinden ölçülen nokta, ek olarak ~0,3 V düşüş.
  4. ID (diyot akımı): Direnç üzerindeki gerilim düşümü = 12 V – (VSi + VGe). O hâlde 6,2 kΩ üzerinden geçen akım:
    I_D = \frac{12V - (0,7V + 0,3V)}{6200\,\Omega} \approx \frac{11V}{6200\,\Omega} \approx 1,77 \text{ mA}
  5. V01 (Si diyot katodunda) ≈ 12 V – 6,2 kΩ üzerindeki düşüm – 0,7 V. Akım 1,77 mA ise direnç düşümü
    V_R = 1{,}77\text{ mA} \times 6200\,\Omega \approx 11\,V
    Bu durumda dirençten sonra diyotun anodu ~1 V civarına düşmüş olur. Katodunda 0,7 V fark olduğundan \;V_{01}\approx 0,7\,\text{V}\; olarak da alınabilir.
  6. V02 (Ge diyot sonrasında) ~0,3 V civarında ya da V01 – 0,3 V.

(Devrede diyotların seri ya da farklı bağlantı konumuna göre ufak değişiklikler olabilir, yukarıdaki tipik örnektir.)

3. Soru (Kırpıcı (Clipper) Devresinde Vo Dalga Şekli)

Soru metninde 1 kΩ’luk seri direnç, bir Si diyot, 3 V pil vb. görülüyor. Burada amaç, giriş sinyalinin belli kısımlarını “kırpmaktır”. Izlenen adımlar:

  1. Diyot ileri kutuplandığında diyot üz. gerilim ~0,7 V sabitlenir, pille seri ise ek +3 V offset olabilir.
  2. Negatif ya da pozitif yarı dalganın hangi düzeyde kesileceği devredeki pil (3 V) ve diyot polaritesine bağlıdır.
  3. Vo’yu çizmek için giriş sinyalinin, diyot-batarya kombinasyonunun kırpma seviyesini aştığı kısımları “kesilmiş” (plateau) olarak gösterirsiniz.

4. Soru (Kenetleyici (Clamping) Devresi Tasarımı)

Verilen ±10 V, ±20 V gibi giriş kaynağı ve 35 V’luk mertebede bir çıkış dalgasından bahsediliyor. Kenetleyici devre (clamp circuit), dalga formunun DC seviyesini yukarı veya aşağı “kaydırmak” için kullanılır.

  • Giriş: Sinüs ya da kare dalga, -10 V ile +20 V arası gibi.
  • Çıkış (Vo): Örneğin diyot, kondansatör ve referans kaynağı ile sinyalin alt veya üst düzeyini sabit bir gerilimde tutar (clip’ten farklı olarak).
  • Tasarlama: Diyotun yönü, kondansatör değeri (yük-boşalma hızını ayarlamak için), referans kaynağı (pil ya da zener vb.) seçimi.

5. Soru (Zener Diyotla 8 V’da Tutma - Maksimum Güç Hesabı)

Zener diyot gerilimi 8 V ise, diyot ters kutuplandığında uçlarında sabit ~8 V oluşur. Maksimum güç anma değeri (Pmax) genelde

P_{\text{max}} = I_Z \times V_Z

ile verilir. Burada I_Z diyotun üzerinden geçen ters akımdır. Devrede:

  1. Giriş gerilimi (Vi) 8 V’ı aştığında, zener üzerinden akım akar.
  2. Seri direnç yardımıyla zeneri korumak için akım sınırlanır.
  3. Maksimum Zener akımı: Diyotun ısı limitlerini aşmayacak şekilde (ör. 5 mA, 10 mA vs. datasheete bağlı).
  4. “Vi değer aralığı”: Genellikle 8 V üstünde hangi değere kadar zenerin “kırpacağı” (besleme kaynağı veya seri direnç) ile ilgilidir.

6. Soru (Transistörlü Devrede IB, IC, VCE Hesabı)

Son soruda, 12 V beslemeli, 240 kΩ taban (base) direnci, 18 kΩ kollektör direnci, kondansatör ve \beta=70 (hFE) değeri verilmiş bir BJT transistör devresi görünüyor.

  1. IB (Base Current):

    I_B = \frac{V_{giriş} - V_{BE}}{R_{B}}

    Varsayım: V_{BE}\approx0{,}7\,\text{V} (iletime geçmiş durumda).
    Örneğin giriş 12 V ise:

    I_B = \frac{12V - 0{,}7V}{240\text{k}\Omega} \approx \frac{11{,}3V}{240{,}000\,\Omega}\approx 47\,\mu A

  2. IC (Collector Current):

    I_C = \beta \times I_B = 70 \times 47\,\mu A \approx 3{,}29\,\text{mA}

    (Transistör satürasyona girmiyor varsayılırsa.)

  3. VCE (Collector-Emitter Gerilimi):
    Kollektör direnci (18 kΩ) üzerinden akacak akım \;I_C\;:

    V_R = I_C \times 18k\Omega = 3{,}29\text{mA} \times 18000\,\Omega \approx 59{,}2\,V

    Bu değer 12 V beslemeyi aşıyor; demek ki transistör “satüre” olabilir. Pratikte kollektörde ölçülen gerilim V_C \approx \text{satürasyon gerilimi} \,(0.1\!-\!0.2\,\text{V}) civarına düşer. Dolayısıyla:

    • Satürasyon Durumu: V_{CE(\text{sat})}\approx0{,}2\,\text{V}, I_C reel olarak \frac{12V-0{,}2V}{18k\Omega}\approx0{,}66\,\text{mA} olur.
    • Aktif Bölge Analizi: Eğer giriş gerilimi daha düşükse ya da RB daha büyükse, transistör aktif bölgede kalır. O zaman \;V_{CE} = 12V - (I_C \times 18k\Omega)\; diye devam edilir.

Devre analizinde tam sonuç için transistörün çalışma bölgesi (aktif mi satürasyon mu) kontrol edilmelidir.

Bu şekilde her soru tipik temel formüller ve devre analiz prensipleriyle çözümlenir. Kolay gelsin!

@Irem22

4

I’ve tried working out a response for you several times, but ultimately failed. Please contact the admin if this persists, thank you!

5

soru 2yi tekrardan çözer misin

6

Soru 2: Şekildeki devrede V_{O1}, V_{O2} ve I_D değerlerini bulma (Tekrar Çözüm)

Devre Analizi

Verilen devrede 12V besleme voltajı, seri 6.2kΩ direnç ve iki diyot (Si ve Ge diyotları) bulunuyor. Diyotların üzerindeki voltaj düşümleri:

  1. Silisyum Diyot (Si diyot): Ortalama ileri bariyer (threshold voltage) düşümü 0.7V’dur.
  2. Germanyum Diyot (Ge diyot): Ortalama ileri bariyer düşümü 0.3V’dur.

Bu devrede diyotlar ileri yönlü çalışıyor varsayılır ve akım yalnızca diyotları bu yönde polarladığında geçebilir. Şimdi devredeki çıkış noktalarının voltajlarını (V_{O1} ve V_{O2}) ve diyottan geçen akımı (I_D) hesaplayalım.

1. Diyot Akımı (I_D)

Diyotlardan geçen akım, direnç üzerinden geçen akım ile aynıdır. Dirençten geçen akım şu şekilde hesaplanır:

I_D = \frac{V_{kaynak} - V_{Si} - V_{Ge}}{R}

Değerleri yerine koyarak çözüm:

I_D = \frac{12V - 0.7V - 0.3V}{6200\,\Omega}
I_D = \frac{11\,V}{6200\,\Omega}
I_D \approx 1.77\,\text{mA}

2. Çıkış Voltajları

V_{O1}:

V_{O1}, ilk diyot (Si diyotunun) katot tarafındaki voltajdır:

V_{O1} = V_{kaynak} - (I_D \times R) - V_{Si}

Direnç üzerindeki gerilim düşümü:

V_R = I_D \times R = 1.77\,\text{mA} \times 6200\,\Omega = 11\,V

Kaynak voltajından 11V düşerek diyot anodu voltajı 1V olur. Si diyot katotundaki voltaj \;V_{O1} \approx 0.7\,V'dur.

V_{O2}:

V_{O2}, ikinci diyot (Ge diyotunun) katot tarafındaki voltajıdır:

V_{O2} = V_{O1} - V_{Ge}
V_{O2} = 0.7\,V - 0.3\,V = 0.4\,V

Sonuçlar

  • Diyot Akımı (I_D): \;1.77 \,\text{mA}\;
  • V_{O1}: \;0.7 \,\text{V}\;
  • V_{O2}: \;0.4 \,\text{V}\;

Eğer devrede ek bir açıklama ya da özel koşul gerekiyorsa bana bildirin. :blush:

@Irem22

7

soru 5i tekrar çözer misin

8

Soru 5: Zener Diyot için Maksimum Güç Analizi ve Vi Değerlerini Bulma (Tekrar Çözüm)

Verilenler

  1. Zener Diot Voltajı (VZ): 8V.
  2. Seri Direnç (R): 91Ω.
  3. Giriş Voltajı (Vi): Aranacak ve diyodun maksimum güç anma değerini geçmeyecek şekilde sınırlandırılacaktır.
  4. Güç Hesaplama Formülü (Pmax):
    P_{\text{max}} = V_Z \times I_{D}
    Burada I_D diyot üzerinden geçen akımdır.

1. Diyot Akımı (I_D) Hesabı

Diyot üzerinden geçen akım, seri direnç ve giriş voltajına göre şu şekilde hesaplanır:

I_D = \frac{V_i - V_Z}{R}

Burada:

  • R: Seri direnç (91Ω).
  • V_Z: Zener diyot çalıştığı voltajda sabitlenir (8V).

2. Maksimum Güç ve Akım Hesabı

Zener diyot maksimum güç değerini aşmamalıdır. Güç:

P_{\text{max}} = V_Z \times I_{D}

Burada diyodun datasheet’inden P_{\text{max}} değerini öğreniyoruz (örneğin, 400mW verilmiş). Maksimum diyot akımını hesaplayabilmek için:

I_{D(\text{max})} = \frac{P_{\text{max}}}{V_Z}
I_{D(\text{max})} = \frac{400\,\text{mW}}{8\,\text{V}} = 0.05\,\text{A} \; (50\,\text{mA})

3. Giriş Voltajı (Vi) Değer Aralığı

Zener diyot akımı I_D maksimum değeri olan 50mA için:

I_D = \frac{V_i - V_Z}{R}
0.05 = \frac{V_i - 8}{91}

Şimdi V_i için çözüm yapalım:

V_i - 8 = 0.05 \times 91 = 4.55
V_i = 8 + 4.55 = 12.55\,\text{V}

Bu durumda giriş voltajı V_i aşağıdaki aralıkta tutulmalıdır:

  • Minimum: 8V (diyot henüz çalışmaya başlar).
  • Maksimum: 12.55V (diyottan geçen akımın maksimum değeri geçmediği durum).

Sonuçlar

  1. Giriş Voltajı (Vi) Aralığı: 8V ≤ Vi ≤ 12.55V.
  2. Maksimum Diyot Akımı: 50mA.
  3. Maksimum Güç: 400mW.

Daha fazla bilgi ve grafik isterseniz ekleyebilirim. :blush:

@Irem22