ELEKTRİK DEVRESİNDE İŞ VE GÜÇ ÖLÇME

1.11.1. Güç ve Enerji Tanımı

Birim zamanda yapılan işe güç denir. Gücün birimi Watt (W)’tır. P ile gösterilir. Elektrikte her alıcının bir gücü vardır ve alıcılar güçleri oranında sarfiyat yaparlar. Bir cismin iş yapa-bilme yeteneğine enerji denir. Enerjinin birimi Watt x saniye dir. W ile gösterilir. Isı, ışık ve elektrik birer enerji türüdür. Elektrik sayaçları enerjiyi (yapılan işi) ölçer.

Formüle göre; P : Güç (W) W : Enerji (Wh) U : Gerilim (V) I : Akım (A)

Örnek: 220 Volt gerilimle çalışan bir ütü 5 A akım çekerse bu ütünün gücü kaç W’tır?

Çözüm: P = U x I = 220. 5 = 1100 Watt

1.11.2. Güç Birimleri ve Dönüşümleri

Soru: Aşağıdaki birim dönüşümlerini yapınız.

• 20 kW = ………...MW • 0,0182 MW = ………W • 60 W = ………...kW • 0,38 kW = ………... W • 62 Watt = ………... kW • 0,016 MW = ………. W

Güç Dereceleri Sembolü Kat Çarpanı

Mega Watt MW 106 1.000.000

Kilo Watt KW 103 1.000

Watt W 1 1

Mili Watt mW 10-3 0,001

Tablo 1.19: Güç Birimleri ve Çarpanları

BİLGİ YAPRAĞI

1.11.3. Wattmetre ile Güç Ölçme İşlemi

Doğrudan doğruya güç ölçen ölçü aletlerine wattmetre denir. Wattmetreler, devredeki gücü direkt olarak ölçerler. Akım ve gerilim bobinlerinden oluşurlar. Devreye bağlanırken akım bobinleri seri, gerilim bobinleri paralel olacak şekilde bağlanırlar (Görsel 1.45).

1.11.4. Enerji Birimleri Ve Dönüşümleri

Enerji birimi watt.saniye (Ws) dir. Ancak elektrik sayaçlarında kilowatt.saat (kWh) cinsinden ölçüm yapılır. Bu nedenle yapılacak hesaplamalar kWh şeklinde olmalıdır.

Görsel 1.45: Wattmetre ile güç ölçme devresi

BİLGİ YAPRAĞI

BİLGİ YAPRAĞI

1.11.5. Elektrik Sayacı ile Enerji Ölçme İşlemi

Bir ve üç fazlı alternatif akım devrelerinde harcanan elektrik enerjisini kWh cinsinden ölçen ölçü aletlerine elektrik sayaçları denir. Elektronik sayaçlarda ölçülen enerji, dijital bir ekrandan okunur (Görsel 1.46). Bu sayaçlarda ölçülen değer, tarih, dijital ekranda ifade edilir. Elektronik sayaçlar farklı tarifeler üzerinden ücretlendirme yapmanın yanında optik port vasıtası ile okuma kolaylığı da sağlamaktadır. Sayaç üzerinde yer alan kırmızı LED, sayacın ölçtüğü tüketim değeri artıkça daha kısa sürelerde yanıp söner.

Sayaç bağlantı uçları, akım ve gerilim bobini uçlarıdır. Faz, akım bobini uçlarına girip çıkarak daire kat panosuna gider. Nötr hattı da gerilim bobinine girip çıkarak daire kat panosuna gider ve buradan tesisata dağılır. Sayaç ile elektrik enerjisi ölçümü yapılırken tek ve üç za-manlı tarife seçenekleri vardır. Üç zaza-manlı tarifede T1 gündüz, T2 puant ve T3 gece zaman dilimlerine denk gelir. T0 ise tek zamanlı yani tarifesiz toplam tüketimi gösterir (Görsel 1.47).

Soru: Bir elektrik sayacında 6 kWh değer 3 saat sonunda okunmaktadır. Tüketimin

aynı şekilde sürdüğü düşünüldüğünde bu sayaçta 5 saat sonunda hangi güç değeri okunur?

Görsel 1.47: Bir fazlı aktif sayaç bağlantısı

BİLGİ YAPRAĞI

Görsel 1.48: Wattmetre ile güç ölçme devresi

Wattmetre ile Güç Ölçmü

Amaç: Bir elektrik devresinde wattmetre ile güç ölçme deneyini yapmak.

Malzemenin Adı Malzemenin Özelliği Miktarı

Wattmetre AC özellikli 1 adet

Anahtar 3 adet

Akkor flamanlı lamba 60 W, 75 W ve 100 W güçlerinde 3 adet

AC güç kaynağı 220 V AC 1 adet

Bağlantı kabloları 1,5 mm2 çok telli 3-5 m El aletleri Yan keski, kontrol kalemi, izole bant

Malzeme Listesi

İşlem Basamakları

1. Wattmetre ve lambaları Görsel 1.48’de gösterildiği gibi devreye bağlayınız. 2. Öğretmen kontrolünde şalteri kapatarak devreye enerji veriniz.

3. Tüm anahtarları açık konuma getiriniz.

4. Wattmetrede okuduğunuz güç değerini Tablo 1.20’ye yazınız.

5. 1 No.lu anahtarı kapatarak (2 ve 3 No.lu anahtar açık) 60 W’lık lambayı devreye alınız. Wattmetrede okuduğunuz güç değerini Tablo 1.20’ye yazınız.

6. 2 No.lu anahtarı kapatarak (1 ve 3 No.lu anahtar açık) 75 W’lık lambayı devreye alınız. Wattmetrede okuduğunuz güç değerini Tablo 1.20’ye yazınız.

7. 3 No.lu anahtarı kapatarak (1 ve 2 No.lu anahtar açık) 100 W’lık lambayı devreye alınız. Wattmetrede okuduğunuz güç değerini Tablo 1.20’ye yazınız.

Sonuç ve Değerlendirme

Tablo 1.20: AC Güç Değeri Ölçümleri

Sorular

1. Güç nedir?

2. 220 Volt gerilimle çalışan bir ütü 10 A akım çekerse bu ütünün gücü kaç Watttır? 3. 200 W = ……… kW

4. 40 kW = ………. W

5. Wattmetrenin devreye bağlantısını açıklayınız.

Anahtar Konumları Wattmetre ile Güç Ölçme (Watt) Tüm anahtarlar açık

1 No.lu anahtar kapalı (60 W) 2 No.lu anahtar kapalı (75 W) 3 No.lu anahtar kapalı (100 W) Tüm anahtarlar kapalı

ÖĞRENCİ DEĞERLENDİRME

Adı Soyadı : No Değerlendirme Kriterleri Verilen Aldığı

Sınıfı : 1 Devre elemanlarının doğru bağlanması 20 Numarası : 2 Wattmetrenin doğru şekilde bağlanması 20

ÖĞRETMEN 3 Wattmetre ayarının doğru şekilde yapılması 20 Adı Soyadı : 4 Wattmetre ile güç değerlerinin ölçülmesi 20 İmza : 5 Ölçülen güç değerlerinin tabloya yazılması 20

TOPLAM PUAN 100

8. Tüm anahtarları kapalı konuma getiriniz. Wattmetrede okuduğunuz güç değerini Tablo 1.20’ye yazınız.

Görsel 1.49: Elektrik sayacıyla enerji ölçümü

Elektrik Sayacı İle Harcanan AC Elektrik Enerjisinin Ölçümü

Amaç: Bir elektrik devresinde elektrik sayacıyla harcanan AC elektrik enerjisini ölçmek.

Malzemenin Adı Malzemenin Özelliği Miktarı

Lamba Akkor lamba özellikli, 100 W gücünde 2 adet 1 fazlı aktif sayaç Mekanik veya elektronik özellikli 1 adet Bağlantı kabloları 1,5 mm2 özellikli ve çok telli 3-5 m

AC 220V güç kaynağı 1 adet

El aletleri Pense, tornavida, kontrol kalemi vb.

Malzeme Listesi

İşlem Basamakları

1. Elektrik sayacı ve lamba bağlantılarını yaparak devreyi Görsel 1.49’daki gibi kurunuz. 2. Enerji vermeden önce elektrik sayaç değerini Tablo 1.21’e yazınız.

3. Öğretmen kontrolünde devreye enerjiyi veriniz. 4. Lambaları 5 dakika süresince yakınız.

5. 5 dakika sonunda elektrik sayacında okuduğunuz değeri Tablo 1.21’e yazınız. 6. İki değer arasındaki farkı hesaplayınız. Fark, 5 dakikada harcanan elektrik enerjisi değeridir. Wh olarak Tablo 1.21’e yazınız.

7. Hesaplama sonucunda bulduğunuz fark değerini dikkate alarak; 1 saatte, 24 saatte ve 1 ayda (30 gün) harcanacak elektrik enerjisi değerlerini hesaplayınız ve

Tablo 1.22’ye yazınız.

8. Devredeki enerjiyi kesiniz ve malzemeleri sökerek teslim ediniz.

Sonuç ve Değerlendirme

Tablo 1.21: Elektrik Sayacı ile Ölçülen Değerler

Tablo 1.22: Elektrik Sayacı ile Hesaplanan Değerler

Sorular

1. Enerji nedir?

2. Elektrik sayacı devreye nasıl bağlanır? 3. Üç zamanlı tarifede saat dilimleri nasıldır?

Elektrik Sayacı ile

Ölçülen Değer ^{Elektrik Enerjisi} Uygulanmadan Okunan Değer (KWh) 5 Dakika Sonunda Okunan Değer (KWh) İki Değer Arasındaki Fark (Wh)

Sayaçtan Okunan Değer

Hesaplanan Değer 1 Saatte Harcanacak Elektrik Enerjisi (Wh) 24 Saatte Harcanacak Elektrik Enerjisi (KWh) 1 ayda (30 gün) Harcanacak Elektrik Enerjisi (KWh)

Hesaplanan Enerji Değeri

ÖĞRENCİ DEĞERLENDİRME

Adı Soyadı : No Değerlendirme Kriterleri Verilen Aldığı

Sınıfı : 1 Devre elemanlarının doğru bağlanması 20 Numarası : 2 Devrenin verilen süre boyunca çalıştırılması 20

ÖĞRETMEN 3 Verilen süre sonunda ölçümlerin yapılması 20 Adı Soyadı : 4 Ölçülen değerlerin tabloya yazılması 20 İmza : 5 Enerjinin hesaplanması ve tabloya yazılması 20