Seri Elektrik Devresi Nedir Nasıl Yapılır Özellikleri Formülleri Örnekleri

Seri bağlı devrede, devre elemanları tek bir hat üzerinde ardarda bağlanmıştır. Seri bağlı devrede peş peşe bağlanan devre elemanları; dirençler, lambalar, elektrik motorları, ısıtıcı rezistans vb. olabilir.

Akü, pil, diyot, kondansatör gibi artı (+) ve eksi (-) kutupları olan elemanlar seri bağlanırken; birinin artı ucu diğerinin eksi ucuna gelecek şekilde bağlanır. Örneğin 2 adet 12 voltluk akü seri olarak bağlanırsa, 24 volt elde edilmiş olur. 1,5 voltluk 2 adet pil seri bağlanırsa 3 volt elde edilmiş olur. (Bkz: Paralel Elektrik Devresi)

Seri devrenin özellikleri şöyledir:

*Elektrik akımı (amper) seri bağlı elemanların tümünde eşittir. Toplam akım şiddeti de, her bir elemana gidene akım şiddetine eşittir.

Toplam Akım Şiddeti I T = I1=I2=I3

* Seri bağlı dirençlerde toplam direnç, her bir direncin toplamına eşittir. Seri devre üzerinde bulunan her bir elemanın aslında direnci vardır; örneğin iletken kablonun, bağlantı soketlerinin, açma-kapama anahtarının, fakat bunların direnci oldukça düşüktür. Daha büyük direnç değerleri; devreye bağlı direnç elemanlarının, lambaların, elektrik motorlarının vb.dir. Hangi devre elemanının direnç değeri daha büyükse, o eleman daha fazla gerilim (voltaj) çeker ve o elemandan daha fazla iş elde edilir. Seri bağlı iki lambadan, direnci fazla olan lambanın çektiği voltaj daha fazladır.

Toplam Direnç RT = R1+R2+R3

*Seri bağlı devrede, devrenin toplam gerilimi (volt), her bir elemanın gerilimleri toplamına eşittir. Devrede akım şiddeti her yerde eşittir fakat, gerilim (voltaj) bağlı bulunan devre elemanlarının dirençlerine bağlı olarak değişir. Direnci büyük olan devre elemanının çektiği voltaj da daha büyük olacaktır. Örneğin seri bağlı bir lambanın kablo soketi korozyon-gevşeme yaparsa, burada direnç artacaktır ve daha fazla gerilim harcayacaktır, bu durumda lambanın çektiği gerilim ve parlaklığı da azalacaktır. Mesela park lambası, far veya stop lambası bu sebeple sönük yanıyor olabilir.

Toplam Gerilim UT = U1+U2+U3

*Seri bağlı devrede herhangi bir devre elemanında kopma – arıza meydana gelirse, aynı hat üzerinde ve sağlam olan diğer elemanlar da çalışmaz. Örneğin seri bağlı 3 lambadan biri patlarsa, sağlam olan diğer 2’si de söner; çünkü elektrik akımı, patlamış-yanmış lamba sebebiyle devresini tamamlayamaz.

*Seri bağlı devrede toplam güç, her bir elemanın güçleri toplamına eşittir.

Toplam Güç WT = W1+W2+W3

Seri Devre ve Paralel Devre Karşılaştırılması

Seri devrede akım şiddeti eşittir. Gerilimler toplanır.

Paralel devrede gerilimler eşittir. Akımlar toplanır.

Seri devrede ampullerden biri kesilirse, akım geçmez, diğerleri de söner. Paralel devredeyse diğer ampul yanmaya devam eder.

Seri Devrede Direnç, Akım ve Gerilim Hesaplaması:

Elektrik devrelerinde gerilim, akım şiddeti ve direnç hesaplamalarında ohm kanunu formülü kullanılır: V= IxR

Örneğin: Seri devrede akım şiddeti (amper) her yerde eşit olduğuna göre, her bir elemanın voltaj değeri multimetre ile ölçülür. Bu durumda gerilim (volt) ve akım şiddeti (amper) artık biliniyordur. V= IxR formülü, R=V/I haline getirilip kullanılır ve lambanın direnci hesaplanabilir.

Not: Lamba soğukken ölçülen dirençle, lamba yanıyorkenki direnç farklıdır, çünkü sıcaklık arttıkça direnç artar.

Örnek: 12 volt gerilim uygulanan şekildeki seri bağlı devrede,

R1=6 ohm

R2=2 ohm dirence sahip iki ampul vardır.

Toplam akım şiddetini,

U1 ve U2 her bir direnç üzerindeki gerilimi,

UT toplam gerilimi (tekrar) bulunuz.

RT= R1+R2--> RT=6+2-->RT=8 ohm

U=I . R-->I= U/R --> I= 12/8-->I=1,5 amper

IT=1,5 amper ise, IT=I1=I2=1,5 amper olur.

Her bir elemanın için ayrı ayrı ohm kanunu uygulanır.

U1=I . R1--> U1= 1,5 . 6 -->U1=9 volt

U2=I . R2-->U2= 1,5 . 2 --> U2= 3 volt

UT = U1 + U2-->UT = 9 + 3 --> UT= 12 volt

SERİ DEVRENİN SENSÖR ELEKTRONİĞİNDE KULLANILMASI

Otomotivde sensörler fiziksel büyüklükleri elektrik sinyallerine dönüştürerek ecu'ye iletir. Sensörlerin çoğunun, fiziksel durumudaki değişim sebebiyle dirençleri değişir; sıcaklık, basınç, konum vb. Aşağıda biri sabit diğer değişken iki direnç kullanımıyla, bir sensördeki direnç değişiminin nasıl voltaj değişimine dönüştürüldüğü gösterilmiştir. Değişken direnç konum algılayan bir potansiyometre olabileceği gibi, sıcaklık sensörü de olabilirdi. Seri devre 5 volt gerilimle beslenmektedir, devrede biri sabit diğeri değişken iki direnç bulunur. Bir seri devrede direnç elemanının direnç değeri ne kadar büyükse, o direnç elemanında o kadar fazla kısmi direnç (gerilim düşmesi) oluşur. Bir seri devrede direnci fazla olan elemanda daha fazla gerilim düşmesi oluşur. Örneğin potansiyometrede direnç arttıkça daha fazla gerilim oluşur, bu durumda diğer sabit dirençte (burada örnek olarak bu bir lamba) gerilim düşmesi (kısmi gerilim) azalır ve lamba parlaklığı da azalır. Tam tersi durumda lamba parlaklığı artar. Soldaki örnekte otomotivden bir uygulama gösterilmektedir. Potansiyometre ve bir sabit direnç seri olarak bağlanmış ve 5 volt ile beslenmiştir. Hangi direncin değeri daha fazlaysa, o direnç daha fazla kısmi gerilime sahip olacaktır. Değişken direncin (potansiyometrenin) direnci arttığında, kısmi gerilime artacak; direnci azaldığında, kısmi gerilimi azalacaktır. Bu durum bir voltmetreyle açıkça ölçülebilir. Burada bunun yerine, voltaj değişimi ECU tarafından izlenmekte ve şamandıra tertibatıyla depodaki yakıt miktarının değişimi olarak yorumlanmaktadır.