#06 Devre Teorisi-2 #06 Karşılıklı Endüktans ve İdeal Transformatör

Aşağıda defterde yazılan bütün satırlar ve bunlara eşlik eden sesli anlatımın tam metni bulunur.

1. 1. Karşılıklı endüktans

   Düzeltilmiş çözüm notları. Ses özgün kayıttır; hata veya eksik ifadeler içerebilir. Farklılık varsa düzeltilmiş yazılı çözümü esas alın.

   Bir sargıdaki değişen akım, diğer sargıyla bağlaşan değişken akı oluşturur. Doğrusal modelde M bu bağlaşımı ölçer.

   Sesli anlatım metni

   İki bobin birbirine yeterince yakınsa, artık tamamen bağımsız elemanlar gibi düşünülmez. Bir sargıdaki değişen akım, öteki sargıyı da bağlayan değişen bir manyetik akı oluşturabilir. Bu çapraz bağlanmaya karşılıklı endüktans deriz. Bu fikir, normal bobinden ideal transformatöre giden köprüdür.

2. 2. Akı bağı

   Doğrusal bağlı sargılarda akı bağı öz ve karşılıklı katkıları içerir.

   İndüklenen gerilim, akının zaman türevine bağlıdır; yalnız anlık akımın işaretiyle belirlenmez.

   Sesli anlatım metni

   Birinci sargıdaki akım değişirse, etrafındaki manyetik akı da değişir. Bu değişen akının bir bölümü ikinci sargıyı bağlarsa, ikinci sargıda indüklenen bir gerilim oluşur. Ortak akı bağlanması ne kadar güçlüyse, karşılıklı endüktans em o kadar büyük olur. Yani em, bir sargının öteki sargıyı ne kadar güçlü etkilediğinin ölçüsüdür.

3. 3. Nokta kuralının düzeltilmesi

   İki gerilimin pozitif ucu noktalarda ve iki akım referansı da noktalı uçlara giriyorsa karşılıklı terim katsayısı +M'dir.

   v1=L1 di1/dt+M di2/dt; v2=M di1/dt+L2 di2/dt.

   Noktaya giren pozitif akımın türevi pozitif, negatif veya sıfır olabilir; anlık karşı gerilim polaritesi bu türevle belirlenir.

   Sesli anlatım metni

   Nokta kuralı, bu indüklenen gerilimin işaretini söyler. Bir sargıdaki akım noktalı uçtan içeri giriyorsa, öteki sargıda indüklenen gerilim noktalı ucu pozitif yapar. Akım referansı noktalı uçtan dışarı çıkıyorsa işaret tersine döner. Noktalar büyüklüğü söylemez. Polaritenin nasıl kurulacağını söyler.

4. 4. İdeal gerilim oranı

   Noktalara göre aynı gerilim referanslarıyla V1/V2=N1/N2 olur.

   İdeal model kayıp ve kaçak akıyı ihmal eder; ideal bağlaşım koşulları kullanılır.

   Sesli anlatım metni

   İdeal transformatör, bu kuplaj fikrinin en temiz halidir. Tüm yararlı akı iki sargıyı da bağlar ve kayıpları yok sayarız. Bu durumda gerilim oranı sarım oranına uyar. V bir bölü V iki, N bir bölü N ikiye eşittir. İkincil tarafta daha fazla sarım varsa, V iki daha büyük olur. Daha az sarım varsa daha küçük olur.

5. 5. Akım yönünü belirt

   İki akım da noktalı uçlara giriyorsa N1I1+N2I2=0 olur.

   Sekonder akımı noktadan çıkıp yüke girecek yönde tanımlanırsa I1/I2=N2/N1 yazılır. Akım büyüklüğü sarım sayısıyla ters orantılıdır.

   Sesli anlatım metni

   Akım oranı ise ters yönde ölçeklenir. I bir bölü I iki, N iki bölü N bire eşittir. Yani gerilimi yükselten ideal bir transformatör, akımı düşürür. İdeal durumda giriş gücü çıkış gücüne eşit kabul edilir. Bu yüzden gerilim ve akım oranları birbirinin tersidir.

6. 6. Empedans yansıtma

   Zin=(N1/N2)² Zyük.

   İdeal trafonun gerilim ve yük akımı oranları bu sonucu verir; yükün kendi fiziksel empedansı değiştirilmez.

   Sesli anlatım metni

   Transformatörlerin devre analizinde çok kullanışlı olmasının nedeni budur. İkincil taraftaki bir yük, birincil tarafta eşdeğer bir empedans gibi yansıtılabilir. Z giriş, N bir bölü N iki parantez karesi çarpı Z yüke eşittir. Böylece kaynak, yükü doğrudan değil, dönüştürülmüş bir empedans olarak görür.

7. 7. Özet

   Noktalar referans işaretlerini, akım türevleri anlık karşılıklı gerilimi belirler.

   Akım yönlerini tanımladıktan sonra gerilim, akım ve empedans oranlarını aynı işaret sistemiyle kullan.

   Sesli anlatım metni

   Özetle karşılıklı endüktans, bir sargının öteki sargıyı nasıl etkilediğini açıklar. Nokta kuralı işareti düzeltir. İdeal transformatör ise bu kuplajı temiz gerilim, akım ve empedans oranlarına çevirir. Sonraki derste anlık güç ve ortalama güce geçeceğiz.

Kaynak video: Devre Teorisi-2 #06 Karşılıklı Endüktans ve İdeal Transformatör (2:29)