5. Soru: V = 100 L0° olan bir AA kaynağına R = 6Ω ve XL = 8Ω elemanlar seri bağlıdır. Empedansı, akımını ve güç katsayısını bulunuz.
Cevap:
Adım 1: Empedansı hesaplayalım.
Seri bağlı devrelerde empedans, reel (direnç) ve sanal (endüktif reaktans) bileşenlerin birleşimidir. Empedans Z
formülü aşağıdaki gibidir:
- R = 6Ω
- XL = 8Ω
Adım 2: Akımı hesaplayalım.
Ohm Yasası (V = IZ) kullanılarak akım I
hesaplanır:
Adım 3: Güç katsayısını hesaplayalım.
Güç katsayısı (cos φ), direnç R ve empedans Z arasındaki açı ile ilişkilidir:
Sonuç:
- Empedans, Z = 10Ω
- Akım, I = 10 A
- Güç katsayısı, cos φ = 0.6
6. Soru: V = 120 L0° olan bir AA kaynağına R = 30Ω ve XC = -j40Ω elemanlar paralel bağlıdır. Kol akımlarını, kaynaktan çekilen akımı, empedansı ve güç katsayısını bulunuz.
Cevap:
Adım 1: Paralel devrede kol akımlarını hesaplayalım.
Paralel bağlı devrelerde, gerilim bileşenleri her bir elemana eşittir. Dolayısıyla kol akımları:
- Direnç üzerinden geçen akım, I_R = \frac{V}{R} = \frac{120}{30} = 4 A
- Kapasitif reaktans üzerinden geçen akım, I_C = \frac{V}{X_C} = \frac{120}{-j40} = -j3 A
Adım 2: Toplam kaynaktan çekilen akım:
Paralel devrede toplam akım, IR ve IC akımlarının vektörel toplamıdır:
Toplam akımın büyüklüğü:
Adım 3: Empedansı hesaplayalım.
Toplam akım ve kaynak gerilimi kullanılarak empedans:
Adım 4: Güç katsayısını hesaplayalım.
Güç katsayısı, IR (gerçek bileşen) ve toplam akım arasındaki açıyı verir:
Sonuç:
- Kol akımları: I_R = 4 A, I_C = -j3 A
- Toplam kaynaktan çekilen akım: 5 A
- Empedans, Z = 24Ω
- Güç katsayısı, cos φ = 0.8