Elektrik bobini, bir çekirdek etrafına sıkıca sarılmış bir tel içeren bir elektrik devresidir. Bu çekirdek genellikle demir veya ferrit gibi manyetik bir malzeme olabilir. Elektrik akımı bu tel boyunca hareket ettiğinde, çevresinde manyetik bir alan oluşturur.
Elektrik akımı, bir tel boyunca hareket ettiğinde çevresinde bir manyetik alan yaratır. Bu prensip, elektrik bobinlerinin temelini oluşturur. Manyetik alan, çekirdek üzerinde bir etki yaratır ve bu etki, transformatörlerde, indüktörlerde ve diğer birçok elektriksel cihazda kullanılır.
Elektrik bobini, Faraday’ın elektromanyetik indüksiyon prensibine dayanır. Elektrik akımı, bobin etrafındaki tel boyunca hareket ettiğinde, manyetik alan oluşur. Bu manyetik alanın şiddeti, akımın büyüklüğüne ve telin sarım sayısına bağlıdır. Manyetik alanın değişimi, bobin etrafındaki çekirdeği etkiler ve bu da elektrik enerjisinin başka bir bobine iletilmesine veya depolanmasına izin verir.
Kondansatör elektrik alanı oluşturup gerilimdeki değişikliklere karşı koyarken, indüktörler manyetik alan üretir ve akımdaki değişikliklere direnirler.
Elektrik Bobini Türleri
- Endüktörler: Endüktörler, enerji depolamak ve serbest bırakmak için kullanılan bobinlerdir. Genellikle bobin içinde indüktans arttıkça enerji depolarlar.
- Transformatörler: Transformatörler, bir bobin tarafından üretilen manyetik alanın başka bir bobine iletilmesi prensibine dayanır. Bu, voltajı değiştirmek veya elektrik enerjisini bir devreden diğerine aktarmak için kullanılır.
- RF (Yüksek Frekans) Bobinleri: Yüksek frekansta çalışan cihazlarda kullanılan bobinlerdir. Özellikle kablosuz iletişim ve radyo frekans devrelerinde yaygın olarak bulunurlar.
- Tesla Bobinleri: Nikola Tesla tarafından icat edilen bu bobinler, yüksek voltajlı alternatif akımı kullanarak kablosuz enerji iletimini sağlar
DC devrelerde bobin kısa devre olarak görülür. Bu durum ideal bobin için geçerli olup nedeni DC gerilimde frekansın 0 olmasıdır. Gerçek hayatta ise DC akımlara karşı çok küçük bir direnç gösterirler.
AC devrelerde ise bobin frekansa bağlı değişen bir direnç oluştururlar. AC sinyalin frekansı arttıkça bobinin gösterdiği direnç de artar.
Bobine AC akım uygulandığında, akımın yönü sürekli değiştiğinden dolayı bobin etrafında bir manyetik alan oluşur. Bu manyetik alan akıma karşı ek bir direnç gösterdiğinden, AC devrelerde bobinin akıma gösterdiği direnç artar. DC devrelerde ise bobinin akıma karşı gösterdiği direnç, sadece bobinin üretildiği metalden kaynaklanan omik dirençtir.
Bobin ,bir makaraya sarılmış tellere verilen isimdir. Sarılan madde veya malzeme sadece bir makara değildir.Gerekli yerlerde preslenmiş demir nüveler üzerine de bobinler yerleştirilir.
Bobin genel olarak ” L ” ile sembollendirilir.
Birimi ise ” H ” Henri’dir ,Ayrıca bobinin endüktansı olarakta isimlendirilir.
Bobin sonuçta makaraya sarılmış telden oluştuğu için sarılan telinde dolayısıyla bir direnci olacaktır. Bobinin yani telin bu direncine endüktif reaktansı denir ve ” XL ” ile sembollendirilir. Birimi ise direncin birimi ” W ” Ohm’ dur. Bobinin bu dönüşüm ve değerleri daha çok Alternatif Akım devrelerinde kullanılır.
Bu değerler arasında şu şekilde bir dönüştürme sağlanır :
” XL = 2 p f L ” formülü aracılığıyla endüktans ( L ) ve endüktif reaktans ( XL ) arasında istenen dönüşümler yapılabilir.
Bu formüldeki ” p ” sembolü ; matematikte kullanılan 3,14 sayısına eşit olan semboldür.
Formüldeki ” f ” sembolü ise ; Alternatif Akımını frekansıdır ve ” f ” ile gösterilir.Birimi ise ” Hz ” Herz’dir. Şu anda kullanılan 220 V şebeke geriliminin frekansı 50 Hz’dir.
Bobinlerde Birim Dönüşümleri 1 H = 106 µH 1 H = 10³ mH 1mH = 10³ µH
Bobinlerin Bağlantıları Bobinlerin AC ve DC devrelerde birbirleriyle seri ,paralel veya hem seri hem paralel ( karışık ) bağlanmaları dirençlerin bağlantı özellikleriyle aynı ,kondansatörlerin bağlantılarıyla ters şekildedir.
1. Seri Bağlantı : Bu bağlantıda bobinler birer ucundan birbirine eklenmiştir. Her bobinden aynı akım geçer. Toplam bobin endüktif reaktansı ( XL ) ve toplam bobin endüktansı ( L ) ise bobinlerin cebirsel toplamına eşittir.
2. Paralel Bağlantı : Bu bağlantıda bobinlerin uçları birbirine bağlanmıştır. Her bobinden değeriyle orantılı olarak farklı akım geçer. Toplam bobin endüktif reaktansı ( XL ) ve toplam bobin endüktansı
( L ) ise bobinlerin bire bölümlerinin toplamına eşittir.
3. Karışık Bağlantı : Bu bağlantıda bobinler seri ve paralel olarak bağlanmıştır.Toplam bobin endüktif reaktansı ( XL ) ve toplam bobin endüktansı ( L ) ise paralel bobinlerin seriye çevrilip ( önce paralel kolların toplam değeri ) , seri bobinlerin cebirsel toplamına eşittir. Aşağıda seri ,paralel ve karışık bağlantının şekillerii yer almaktakdır.
Aşağıda seri ,paralel ve karışık bağlantının formülleri yer almaktakdır.
Doğru Akımda bobinler daha çok elektro mıknatıs olarak kullanılırlar. Makaraya sarılmış olan telden bir akım geçirildiği taktirde bobinin etrafında bir manyetik alan oluşur ,bu manyetik alandan geçen hafta bahsettiğimiz gibi rölelerde yararlanılır. Doğru Akımda bobinlerden sadece elektro mıknatıs olarak yararlanılmaz.Bobinler bir çok devrede çeşitli şekillerde kullanılarlar. Mesela TV devreleri , besleme kaynakları ,anten yükselteçleri ,radyo devreleri gibi …
Bobinler DC akıma daha az zorluk gösterirler.Çalıştıkları gerilime göre direnç değerleri değişebilir.
Alternatif Akımda ise bobinlerden çok çeşitli şekillerde yararlanılır. AC yüksek gerilimi daha düşük gerilime çevirmek için kullandığımız TRANSFORMATÖRLER ,Büyük güçlü akımlar için yapılan KONTAKTÖR BOBİNLERİ ,elektrik üretiminde kullandığımız mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren GENERATÖRLER ve elektrik enerjisini mekanik enerjiye çevirmek için kullandığımız MOTORLAR da bobinler kullanılır. Bu tip makinalarda bobinin kullanılmasının esası yine manyetik alana dayanır. Bir bobinin etrafındaki manyetik alan içinden bir tel geçirildiğinde bu tel de bir gerilim oluşur prensibi ile makinalarda manyetik alan kullanılır.
Mesela Transformatörlerde ;Primer ucuna verilen gerilim bu bobinde bir manyetik alan oluşturur.Elektriksel hiçbir bağlantısı olmayan sekonder ucunda ise bu manyetik alandan etkilenilerek daha düşük bir gerilim oluşur. Sekonder ucundaki bu gerilimin değeri giriş gerilimi ve sarım sayılarına bağlıdır.
Bobinde Akımın Yükselişi
Seri R-L devresine yani gerçek bobine Şekil 1.a’ daki gibi DC uygulandığında ilk anda bobin akımdaki değişikliğe karşı koyar. Bu yüzden akım yavaşça yükselir. Faraday ve Lenz kanunlarına göre akımın yükselişindeki empedans miktarı akımın değişim oranına bağlıdır. Akım değişikliği ne kadar fazla olursa o kadar fazla direnç gösterir. Akım direncin tek başına alacağı değere kadar yükselir. Çünkü eğer akımda değişme olmazsa bobinin empedansı yoktur. Bu yükselme oranı L/R zaman sabitesi ile karakterize edilir. Şekil 1.b deki gibi logaritmik bir eğri şeklinde olur. Bu olaylar çok kısa sürede gerçekleşir.
Şekil 1 a) Bobinin DC bağlanması b) Bobinden geçen akım ve bobinin gerilimi
Bobini Etkileyen Faktörler
Bir bobinin endüktansını etkileyen dört temel faktör vardır.
Daha fazla döngü içeren bobinler daha az dönüşlü bobinlerden daha fazla endüktansa sahiptir.
Aynı sayıda dönüşe sahip iki bobin verildiğinde, daha kısa olanın daha fazla endüktansı vardır. Bunun nedeni, daha kompakt olması sayesinde daha güçlü bir manyetik alan sağlanmasıdır. Uzuyor ise, manyetik alanı yoğunlaştırma yeteneğinin de azalacağını söyleyebiliriz.
Çap ne kadar büyük ise, endüktans o kadar büyük olur.
Ferrit çubuk (demir parçası) gibi özel bir çekirdek kullanarak, indüktans miktarını daha da artırabilirsiniz. Katı çekirdeğe sahip olmayan indüktörlerin “hava çekirdeği” olduğu kabul edilir. Bu, oldukça düşük endüktans değeri sunmaktadır.
Bobinin Kullanım Alanları
Bobinin elektrik ve elektronikte yaygın kullanım alanları vardır.Bunlardan bazıları şunlardır;
Elektrikte ;
- Doğrultucularda şok bobini
- Transformatör
- Isıtıcı v.b
- Elektromıknatıs (zil)
Elektronikte;
- Osilatör
- Telekominikasyonda role
- Yüksek frekans devrelerinde (havalı bobin)
- Radyolarda ferrit anten elemanı(uzun,orta,kısa dalga bobbini)
Bobinin Kullanım Alanları
Bobine Alternatif Akım(AC) uygulandığında bobinin etrafında manyetik alan meydana gelir.
Bobinler Doğru Akıma (DC) direnç göstermezken , AC akıma karşı direnç gösterir.
Doğru akımda bobinler
Alternatif akımda bobinler
Endüstride Çok Sık Kullanılan ve Bilenen Bobin Çeşitleri
Sabit Bobinler :
- Hava Nüveli Bobin : Genellikle yüksek frekanslı devrelerde kullanılan bobinlerdir. Devreye bağlı hava nüveli bobinlerin indüktans değerleri el sürerek pozisyon değiştirilmesi ile bile değişebilir ve bu değişim devrenin çalışmasını olumsuz etkileyebilir. Bu nedenle bazı devrelerde hava nüveli bobinleri bu tip mekanik etkilerden korumak amacıyla bobin üzerine silikon benzeri maddeler kaplanır.
- Ferrit Nüveli Bobin : Nüve demir, nikel, kobalt, alüminyum, bakır ve bazı katkı maddelerinin bir araya gelmesi ile üretilir. Ferrit nüveli radyo frekans bobinleri genellikle bobin spirleri arasındaki kaçak kapasiteyi azaltan petek sargı şeklinde sarılır. Bu tip nüvelerde az bir iletken ile istenilen değerde bobin üretimi mümkün olur. Pirinç ve alüminyumdan yapılan nüveler manyetik kuvvet çizgilerine karşı yüksek kuvvet gösterip indüktansı düşürürken, ferrit nüveler indüktansı arttırır.
- Demir Nüveli Bobin : Bir diğer adı da şok bobinidir. demir nüveli bobinler genellikle filtreleme ve ses frekans devrelerinde kullanılır.
- Sac Nüveli Bobinler : Bu tip bobinlerin birer yüzleri transformatör, balast, AC motor, kontaktör gibi yerlerde fuko akımlarının etkisini azaltmak için saclardan yapılmıştır.
- Toroid Bobin
- SMD Bobin
Ayarlı Bobinler :
- Kademeli Bobinler
- Nüvesi Hareketli Bobinler :Nüvenin hareketi ile bobinin manyetik alanı ve buna bağlı olarak da indüktansı değiştirilebilir.
- Sargı Ayarlı Bobinler (Varyometre) :Bobinin üzerinde sürtünen bir tırnak ile bobinin değeri ayarlanabilir.
Benzer Yazılar
- Nüveli sabit bobinler
- Direnç, Kondansatör ve Bobin karşısında Alternatif akımın davranışı
- Direnç Bobin Kondansatör Devresi
- Bobin ve Denklemleri
- Bobin Nedir? Sarımı Formülü
- Bobinin Endüktans Değerini Etkileyen Faktörler
- Doğru Akım Devrelerinde Bobin Etkisi
- Bobin bağlantıları
- Bobin Çeşitleri
- Bobin Renk Kodları
