Elektrik Kaynakları

Elektriksel enerji kaynakları birkaç şekilde sınıflandırılabilir. Bunlardan ilki, akım ve gerilim kaynakları şeklinde, kaynak tipinin gözönüne alındığı sınıflandırmadır.
Diğer bir sınıflandırma ise bağımlı ve bağımsız kaynaklar şeklinde, eleman bağımlılığının gözönüne alındığı sınıflandırmadır. Bunlardan başka, DC kaynak ve AC kaynak şeklinde, zamana göre değişimin göz önüne alınmasıyla da sınıflandırma yapılmaktadır.

Kaynak Tipine Göre sınıflandırma

Gerilim Kaynakları ve Akım Kaynakları
Kaynak tipine göre, akım ve gerilim kaynakları şeklinde bir sınıflandırma yapılabilir. Kendisine bağlanan yükten bağımsız olarak, her zaman belli bir gerilim oluşturan kaynaklar, gerilim kaynağı olarak tanımlanır. Kendisine bağlanan yükten bağımsız olarak, her zaman belli bir akım oluşturan kaynaklar ise, akım kaynağı olarak tanımlanır.
Eleman Bağımlılığına Göre sınıflandırma
Bağımlı ve Bağımsız Kaynaklar

Eleman bağımlılığına göre, bağımlı ve bağımsız kaynaklar şeklinde bir sınıflandırma yapılabilir. Bağımsız kaynaklar, çekilen akım ne olursa olsun, kaynak değerinin değişmediği ve devredeki herhangi bir elemana bağlı olmayan kaynak çeşididir. Bağımlı kaynaklar ise, devrede tanımlı bir gerilime veya akıma bağlı olan kaynak çeşididir. Bağımlı kaynaklar baklava dilimi şeklinde, bağımsız kaynaklar ise daire sembolüyle gösterilirler.

Şekil 1.8 (a)’da bağımlı gerilim kaynağı, (b)’de bağımsız gerilim kaynağı, (c)’de bağımlı akım kaynağı ve (d)’de bağımsız akım kaynağı gösterilmektedir.

Devre Analizi problemlerinde bağımsız gerilim kaynağı olarak genellikle Şekil 1.9 (a)’da verilen gösterimden de yararlanılır. Burada uzun olan çizgi (terminal) + kutbu, kısa olan çizgi (terminal) ise -kutbu göstermektedir. Terminallerin kutupları ters çevrilirse aralarındaki gerilim büyüklüğü aynı kalmakla beraber işareti ters olur (Şekil 1.9 (b)).
Kaynaklar, genellikle aktif eleman olarak düşünülürler. Aktif elamanlar, devreye enerji sağlayan elemanlardır. Kaynakların, genelde aktif eleman olarak tanımlanma sebebi, bazı durumlarda devrede enerji harcayan (pasif) eleman olarak da kullanılmalarından kaynaklanmaktadır. Örneğin büyük değerli bir kaynağa ters bağlanmış küçük değerli bir kaynak olması durumunda, küçük değerli kaynak artık aktif eleman olmaz. Devrede enerji harcayan bir eleman haline dönüşür.
Pasif elemanlar olarak, direnç, bobin ve kondansatör gibi kaynaktan enerji alıp, bu enerjiyi başka bir biçime dönüştüren ya da depolayan elemanlar düşünülür.

Zaman Bağımlılığına Göre sınıflandırma

DC ve AC Kaynaklar
Kaynak sınıflandırmalarından bir diğeri, zaman bağımlılığına göre yapılan DC kaynakve AC kaynak sınıflandırmasıdır. DC kaynakların çıkışı zamandan bağımsız iken, AC kaynakların çıkışı zamanla değişir. AC kaynakların çıkışı zamanın bir fonksiyonu şeklindedir.

Şekil 1.8’de verilen bağımlı ve ba-ğımsız kaynak gösterimleri DC kaynaklar için kullanılır. AC kaynakların gösterimi ise Şekil 1.10’da verilmektedir. Uygulamalarda sinüzoidal, kare dalga ve
testere dişli olmak üzere AC kaynak çeşitleri kullanılabilir.

Örnek:  Şekil 1.10 (a)’da AC gerilim kaynağı, (b)’de ise AC akım kaynağı gösterilmektedir.

a) Devredeki her elemanın harcadığı gücü bulunuz.
b) Sağlanan ve harcanan güçlerin birbirine eşit olduğunu gösteriniz

Çözüm :
a) Burada; 4 A ve 6 A birleşerek ix=10 A akımını oluştururlar. 2. bölümde bu konu daha detaylı bir şekilde anlatılmaktadır.
20 V’luk bağımsız gerilim kaynağının harcadığı güç şu şekildedir:
Pkaynak= (20 V) (4 A) = 80 W (sağlanan) = -80 W (harcanan)

-5 V’luk bağımsız gerilim kaynağının harcadığı gücü bulmak için o kısmın aşa-ğıdaki gibi düzenlenmesi sağlanabilir:

P-5V= (5 V) (10 A) = 50 W (sağlanan) = -50 W (harcanan)
ϑx olarak tanımlanan bağımlı gerilim kaynağının harcadığı gücü bulmak için 1.5ix=15 = ϑx eşitliğinden hesaplanır. Elemanın sağladığı güç ise şu şekildedir:
Pϑx= (15V) (6A) = 90W (sağlanan) = -90W (harcanan)

Uçlarında -20 V gerilim değeri oluşmuş direnç için o kısmın aşağıdaki gibi düzenlenmesi sağlanabilir:

P20V= (20 V) (6 A)=120 W (harcanan)
Uçlarında 25 V gerilim değeri oluşmuş direncin harcadığı güç şu şekildedir:
P25V= (25 V)(4 A)=100 W (harcanan)
b) ΣΡharcanan=ΣΡsağlanan
(100+120) W = (80+50+90) W=220 W
Görüldüğü üzere devrede harcanan ve sağlanan güçler birbirine eşittir.