RL ZAMAN SABİTESİ
Güncelleme 08/02/2024
RL Zaman Sabiti
Zaman Sabiti : Enerji depo edebilen elemanların, yaklaşık % 63’ lük kısmı şarj yada deşarj olurken geçen süreye zaman sabiti denir. Bir devrenin zaman sabiti değişirse o devrenin çalışma süresi de değişir.
RL Zaman Sabitesi : Direnç ve bobinden yapılan zaman sabitesi devresine denir. Bu devrelerde zaman sabiti, bobin endüktansı ile doğru orantılı ve omik dirençle ters orantılı olarak değişir.
Akım ve Gerilim Eğrilerinde RL Devresinin Çalışması :
Anahtar kapandıktan ( şarj ) ve kısa devreden sonra ( deşarj ) bobindeki akım değişimi
RL Zaman Sabiti Akım ve Gerilim “ Ani ” Değerlerinin Formülleri :
RL devresinin zaman sabiti formülü : T= L / R .
Bu formülde T: zaman sabitesi ( s ), L : endüktans ( H ), R : direnç ( ohm )
U
Ani akım ve gerilim formülleri : i = —– ( 1 – e – t / T ) kapatma sırasında
R
U
i = —– ( e – t / T ) kısa devre sırasında
R
Bu formülde i : akım şiddeti ( A ), U : dc gerilim ( V ), t : zaman ( s )’ dır.
Zaman sabitesi anahtar kapandıktan sonra çizgisel olarak yükselen akımda, akımın son değerine ne kadar zamanda ulaşacağını verir.
Soru ( irdeleyici ) : 50 ohm’luk bir direnç 250 mH endüktansa sahip bobine seri bağlıdır. Devrenin zaman sabitesi kaçtır?
T = L / R = 250.10-3 / 50 = 5 . 10 –3 sn = 5 ms
RL Zaman Sabitesi Devresinin Özellikleri :
Aşağıdaki şekil bir RL devresinin şarj ve deşarjını göstermektedir. S anahtarı 1 konumundayken L bobini şarj olmakta, S anahtarı 2 konumundayken L bobini deşarj olmaktadır. RL devreleri 5 T’ lik süre içinde % 100’e yakın şarj olur. Sekildeki U dc gerilim üreteci yerine karedalga osilatörü bağlarsak osilaskop ekranından bobinin şarj ve deşarj eğrilerini gözlemleyebiliriz.
Soru:
Şekildeki anahtar t = 0 anında kapatılmıştır,
(a) Devrenin zaman sabitini bulunuz.
(b) t= 2,00 ms de devredeki akımı hesaplayın.
c) Direncin uçları arasındaki potansiyel farkın, indüktörün uçları arasındaki potansiyel farkı ile karşılaştırın.
Çözüm: Zaman sabiti Eşitlik 3 ile verilir:
b) Zamanın fonksiyonu olarak (t ve τ ms biriminde) akım için Eşitlik 2 kullanılırsa, t = 2,00 ms de
bulunur. Bu devre için Eşitlik 2 nin grafiği Şekilde verilmiştir.
c) Anahtar kapatıldığı anda herhangi bir akım ve dolayısı ile direnç boyunca herhangi bir potansiyel fark yoktur. Bu anda, indüktör, sıfır – akım koşulunu korumak için, bataryanın voltajı, tümüyle indüktör boyunca, 12,0 V luk bir ters emk olarak görünür. (İndüktörün sol ucu, sağ uçtan daha yüksek bir elektriksel potansiyeldedir.) Zaman ilerledikçe, indüktörün uçları arasındaki emk azalır ve dirençten geçen akım (ve böylece uçlaeı arasındaki potansiyel fark) artar. Tüm zamanlarda, bu iki potansiyel farkının toplamı, Şekilde görüldüğü gibi 12,0 V tur.
