Gerilim (Voltaj) Bölücü

fav gif
Kaydet
Alıntıla
kure star outline

Gerilim (voltaj) bölücü, elektrik devrelerinde iki ya da daha fazla elektriksel bileşenin (çoğunlukla direnç, kapasitör veya indüktör) seri bağlanmasıyla oluşturulan ve giriş gerilimini, bu bileşenlerin değerleri oranında parçalara bölen bir devre topolojisidir. Temel amacı, giriş geriliminin istenilen bir oranla düşürülerek daha düşük bir çıkış gerilimi elde edilmesidir. Bu yapı, hem doğru akım (DC) hem de alternatif akım (AC) devrelerinde kullanılabilir.

Genel Durumlar

Toprağa referanslı bir gerilim bölücü, iki elektriksel empedansın seri bağlanmasıyla oluşturulur. Giriş gerilimi, seri haldeki <span class="katex"><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3011em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight">1</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span>ve <span class="katex"><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3011em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight">2</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span>​ empedansları boyunca uygulanır; çıkış gerilimi ise <span class="katex"><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3011em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight">2</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span> empedansı üzerindeki potansiyel fark olarak alınır. Bu empedanslar; direnç, indükdör ve kondansatör gibi devre elemanlarının herhangi bir kombinasyonundan oluşabilir.


Basit Gerilim Bölücü Devresi (Yazarın kendi çalışmasıdır.)


Yukarıdaki şekilde gösterilen devreye ait giriş ve çıkış gerilimleri arasındaki ilişki, gerilim bölücü prensibine dayalı olarak <span class="katex"><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.22222em;">V</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.2806em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.2222em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight">o</span><span class="mord mathnormal mtight">u</span><span class="mord mathnormal mtight">t</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.22222em;">V</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3117em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.2222em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight">in</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222em;"></span><span class="mbin">×</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:1.3335em;vertical-align:-0.4451em;"></span><span class="mord"><span class="mopen nulldelimiter"></span><span class="mfrac"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.8884em;"><span style="top:-2.655em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3173em;"><span style="top:-2.357em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.0714em;"><span class="pstrut" style="height:2.5em;"></span><span class="sizing reset-size3 size1 mtight"><span class="mord mtight">1</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.143em;"><span></span></span></span></span></span></span><span class="mbin mtight">+</span><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3173em;"><span style="top:-2.357em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.0714em;"><span class="pstrut" style="height:2.5em;"></span><span class="sizing reset-size3 size1 mtight"><span class="mord mtight">2</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.143em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span><span style="top:-3.23em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="frac-line" style="border-bottom-width:0.04em;"></span></span><span style="top:-3.4101em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3173em;"><span style="top:-2.357em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.0714em;"><span class="pstrut" style="height:2.5em;"></span><span class="sizing reset-size3 size1 mtight"><span class="mord mtight">2</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.143em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.4451em;"><span></span></span></span></span></span><span class="mclose nulldelimiter"></span></span></span></span></span> şeklinde ifade edilmektedir. Bu ilişkinin kanıtı, temel devre analiz kurallarına dayanmaktadır. Öncelikle, seri bağlı devrelerde tüm bileşenler üzerinden aynı akımın geçtiği bilinmektedir. Bu nedenle, devrenin toplam empedansı <span class="katex"><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height:0.9694em;vertical-align:-0.2861em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3361em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight">t</span><span class="mord mathnormal mtight">o</span><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.01968em;">pl</span><span class="mord mathnormal mtight">am</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.2861em;"><span></span></span></span></span></span></span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3011em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight">1</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222em;"></span><span class="mbin">+</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3011em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight">2</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span> olarak yazılır. Ohm Yasası'na göre, bu toplam empedans üzerinden geçen akım <span class="katex"><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height:0.6833em;"></span><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.07847em;">I</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:1.3335em;vertical-align:-0.4451em;"></span><span class="mord"><span class="mopen nulldelimiter"></span><span class="mfrac"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.8884em;"><span style="top:-2.655em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3173em;"><span style="top:-2.357em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.0714em;"><span class="pstrut" style="height:2.5em;"></span><span class="sizing reset-size3 size1 mtight"><span class="mord mtight">1</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.143em;"><span></span></span></span></span></span></span><span class="mbin mtight">+</span><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3173em;"><span style="top:-2.357em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.0714em;"><span class="pstrut" style="height:2.5em;"></span><span class="sizing reset-size3 size1 mtight"><span class="mord mtight">2</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.143em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span><span style="top:-3.23em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="frac-line" style="border-bottom-width:0.04em;"></span></span><span style="top:-3.4101em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.22222em;">V</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3281em;"><span style="top:-2.357em;margin-left:-0.2222em;margin-right:0.0714em;"><span class="pstrut" style="height:2.5em;"></span><span class="sizing reset-size3 size1 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight">in</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.143em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.4451em;"><span></span></span></span></span></span><span class="mclose nulldelimiter"></span></span></span></span></span> şeklinde bulunur. Çıkış gerilimi <span class="katex"><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.22222em;">V</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.2806em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.2222em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight">o</span><span class="mord mathnormal mtight">u</span><span class="mord mathnormal mtight">t</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span> ise yalnızca Z2 elemanının uçları arasındaki gerilim olduğundan, yine Ohm Yasası kullanılarak <span class="katex"><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.22222em;">V</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.2806em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.2222em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight">o</span><span class="mord mathnormal mtight">u</span><span class="mord mathnormal mtight">t</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:0.7667em;vertical-align:-0.0833em;"></span><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.07847em;">I</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222em;"></span><span class="mbin">×</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3011em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight">2</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span> biçiminde ifade edilir. Bu noktada, yukarıda hesaplanan akım değeri çıkış gerilimi denklemine yerleştirilirse <span class="katex"><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.22222em;">V</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.2806em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.2222em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight">o</span><span class="mord mathnormal mtight">u</span><span class="mord mathnormal mtight">t</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:1.3335em;vertical-align:-0.4451em;"></span><span class="mopen">(</span><span class="mord"><span class="mopen nulldelimiter"></span><span class="mfrac"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.8884em;"><span style="top:-2.655em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3173em;"><span style="top:-2.357em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.0714em;"><span class="pstrut" style="height:2.5em;"></span><span class="sizing reset-size3 size1 mtight"><span class="mord mtight">1</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.143em;"><span></span></span></span></span></span></span><span class="mbin mtight">+</span><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3173em;"><span style="top:-2.357em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.0714em;"><span class="pstrut" style="height:2.5em;"></span><span class="sizing reset-size3 size1 mtight"><span class="mord mtight">2</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.143em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span><span style="top:-3.23em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="frac-line" style="border-bottom-width:0.04em;"></span></span><span style="top:-3.4101em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.22222em;">V</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3281em;"><span style="top:-2.357em;margin-left:-0.2222em;margin-right:0.0714em;"><span class="pstrut" style="height:2.5em;"></span><span class="sizing reset-size3 size1 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight">in</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.143em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.4451em;"><span></span></span></span></span></span><span class="mclose nulldelimiter"></span></span><span class="mclose">)</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222em;"></span><span class="mbin">×</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3011em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight">2</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span> ifadesi elde edilir. Bu çarpım sadeleştirildiğinde, gerilim bölücü formül olan <span class="katex"><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.22222em;">V</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.2806em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.2222em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight">o</span><span class="mord mathnormal mtight">u</span><span class="mord mathnormal mtight">t</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.22222em;">V</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3117em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.2222em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight">in</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222em;"></span><span class="mbin">×</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:1.3335em;vertical-align:-0.4451em;"></span><span class="mord"><span class="mopen nulldelimiter"></span><span class="mfrac"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.8884em;"><span style="top:-2.655em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3173em;"><span style="top:-2.357em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.0714em;"><span class="pstrut" style="height:2.5em;"></span><span class="sizing reset-size3 size1 mtight"><span class="mord mtight">1</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.143em;"><span></span></span></span></span></span></span><span class="mbin mtight">+</span><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3173em;"><span style="top:-2.357em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.0714em;"><span class="pstrut" style="height:2.5em;"></span><span class="sizing reset-size3 size1 mtight"><span class="mord mtight">2</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.143em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span><span style="top:-3.23em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="frac-line" style="border-bottom-width:0.04em;"></span></span><span style="top:-3.4101em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3173em;"><span style="top:-2.357em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.0714em;"><span class="pstrut" style="height:2.5em;"></span><span class="sizing reset-size3 size1 mtight"><span class="mord mtight">2</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.143em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.4451em;"><span></span></span></span></span></span><span class="mclose nulldelimiter"></span></span></span></span></span> denklemi ortaya çıkar. Bu formül, çıkış geriliminin, giriş geriliminin empedanslar oranına göre paylaştırılmasıyla elde edildiğini gösterir. Böylece, giriş gerilimi Z1 ve Z2 arasında bölünerek, yalnızca Z2'ye düşen kısmı çıkış gerilimi olarak belirlenmiş olur.

Farklı Gerilim Bölücü Yapıları

Gerilim bölücüler, elektrik ve elektronik devrelerde farklı bileşenlerle çeşitli şekillerde uygulanabilir. En yaygın kullanılan yapı, direnç temelli gerilim bölücülerdir. Bu yapıda kullanılan dirençler sabit değerli olabileceği gibi, biri değişken direnç (potansiyometre) şeklinde de olabilir. Alternatif akım devrelerinde özellikle yüksek frekanslı sinyallerin bölünmesinde ise kapasitif gerilim bölücüler tercih edilir. Kapasitörlerin empedansları frekansa bağlı olarak değiştiğinden, bu tür bölücüler frekans bağımlı bir bölme işlevi görür ve özellikle yüksek gerilimli uygulamalarda ölçüm amacıyla kullanılır. Bir diğer yapı olan endüktif gerilim bölücüler, trafo sargılarında karşımıza çıkar ve özellikle AC sinyallerin oransal olarak bölünmesinde etkilidir. Endüktörlerin frekansla değişen empedansı sayesinde, belirli koşullar altında gerilim bölme işlevi sağlanır.

Uygulama Alanları

Gerilim bölücüler, birçok elektronik uygulamada temel ve işlevsel bileşenler olarak kullanılır. Analog sinyal dönüştürme alanında, sensörlerden gelen sinyallerin analog-sayısal çeviricilere (ADC) uygun gerilim seviyelerine düşürülmesinde önemli rol oynarlar. Referans gerilim üretimi amacıyla da kullanılarak, özellikle op-amp gibi bazı devre elemanlarının ihtiyaç duyduğu sabit gerilim değerleri sağlanabilir. Potansiyometre uygulamaları ise kullanıcı etkileşiminin gerektiği ses seviyesi, parlaklık ya da hız ayarı gibi durumlarda gerilim bölücü olarak işlev görür. Yüksek gerilim ölçümlerinde, ölçüm cihazlarını doğrudan yüksek voltaja maruz bırakmadan, gerilimi güvenli seviyelere düşürerek ölçüm yapılmasına olanak tanır. Ayrıca, filtreleme uygulamalarında RC (direnç-kapasitör) veya RL (direnç-endüktör) temelli frekans bağımlı gerilim bölücüler, sinyal işleme sürecinde filtre görevi üstlenir.

Uygulama Örnekleri

RC Alçak Geçiren Filtre (Low-Pass Filter)

Gerilim bölücüler, elektrik ve elektronik sistemlerde temel, hesaplanabilir ve genellikle maliyet açısından verimli bir çözüm sunar. Bununla birlikte, hassasiyet gerektiren uygulamalarda dikkatli tasarım, yük analizleri ve gerektiğinde aktif bileşenlerle desteklenmiş yapılar tercih edilmelidir. Direnç temelli gerilim bölücüler, uygulama sahalarının genişliği ve hesaplama kolaylığı bakımından özellikle eğitim, araştırma ve prototipleme alanlarında temel bir araç olarak değerlendirilmektedir.


Alçak Geçiren Filtre Devresi (Yazarın kendi çalışmasıdır.)


RC alçak geçiren filtre devresi, bir direnç (R) ve bir kondansatörden (C) oluşan basit bir yapıya sahiptir. Giriş gerilimi <span class="katex"><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.22222em;">V</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3117em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.2222em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight">in</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span>, direnç üzerinden geçerek kondansatöre ulaşır ve çıkış gerilimi <span class="katex"><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.22222em;">V</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.2806em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.2222em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight">o</span><span class="mord mathnormal mtight">u</span><span class="mord mathnormal mtight">t</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span> kondansatörün uçlarından alınır. Bu devredeki bileşenlerin empedansları sırasıyla <span class="katex"><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3011em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight">1</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:0.6833em;"></span><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.00773em;">R</span></span></span></span> ve <span class="katex"><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.07153em;">Z</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3011em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.0715em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight">2</span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:1.3262em;vertical-align:-0.4811em;"></span><span class="mord"><span class="mopen nulldelimiter"></span><span class="mfrac"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.8451em;"><span style="top:-2.655em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.13889em;">jW</span><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.07153em;">C</span></span></span></span><span style="top:-3.23em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="frac-line" style="border-bottom-width:0.04em;"></span></span><span style="top:-3.394em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mtight">1</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.4811em;"><span></span></span></span></span></span><span class="mclose nulldelimiter"></span></span></span></span></span> şeklinde ifade edilir. Gerilim bölücü prensibine göre çıkış gerilimi, giriş geriliminin bir kısmı olarak şu şekilde hesaplanır:


<span class="katex"><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.22222em;">V</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.2806em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.2222em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight">o</span><span class="mord mathnormal mtight">u</span><span class="mord mathnormal mtight">t</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:0.8333em;vertical-align:-0.15em;"></span><span class="mord"><span class="mord mathnormal" style="margin-right:0.22222em;">V</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3117em;"><span style="top:-2.55em;margin-left:-0.2222em;margin-right:0.05em;"><span class="pstrut" style="height:2.7em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight">in</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.15em;"><span></span></span></span></span></span></span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222em;"></span><span class="mbin">×</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:1.53em;vertical-align:-0.52em;"></span><span class="mord"><span class="mopen nulldelimiter"></span><span class="mfrac"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:1.01em;"><span style="top:-2.655em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.00773em;">R</span><span class="mbin mtight">+</span><span class="mord mtight">1/</span><span class="mopen mtight">(</span><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.05724em;">j</span><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.07153em;">wC</span><span class="mclose mtight">)</span></span></span></span><span style="top:-3.23em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="frac-line" style="border-bottom-width:0.04em;"></span></span><span style="top:-3.485em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mtight">1/</span><span class="mopen mtight">(</span><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.05724em;">j</span><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.07153em;">wC</span><span class="mclose mtight">)</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.52em;"><span></span></span></span></span></span><span class="mclose nulldelimiter"></span></span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:1.3695em;vertical-align:-0.4811em;"></span><span class="mord"><span class="mopen nulldelimiter"></span><span class="mfrac"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.8884em;"><span style="top:-2.655em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mtight">1</span><span class="mbin mtight">+</span><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.05724em;">j</span><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.07153em;">wRC</span></span></span></span><span style="top:-3.23em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="frac-line" style="border-bottom-width:0.04em;"></span></span><span style="top:-3.4101em;"><span class="pstrut" style="height:3em;"></span><span class="sizing reset-size6 size3 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight" style="margin-right:0.22222em;">V</span><span class="msupsub"><span class="vlist-t vlist-t2"><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.3281em;"><span style="top:-2.357em;margin-left:-0.2222em;margin-right:0.0714em;"><span class="pstrut" style="height:2.5em;"></span><span class="sizing reset-size3 size1 mtight"><span class="mord mtight"><span class="mord mathnormal mtight">in</span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.143em;"><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span><span class="vlist-s">​</span></span><span class="vlist-r"><span class="vlist" style="height:0.4811em;"><span></span></span></span></span></span><span class="mclose nulldelimiter"></span></span></span></span></span>


Bu denklem, çıkış geriliminin frekansa bağlı olduğunu gösterir. Dolayısıyla, bu devre yalnızca bir gerilim bölücü olmakla kalmaz, aynı zamanda frekans bazlı çalışan bir filtre görevi de görür. Özellikle bu tür devreler belirli frekansların geçmesine izin verirken, daha yüksek frekanslı bileşenleri zayıflatır. Bu özelliği nedeniyle "alçak geçiren filtre" olarak adlandırılır.


Gerilim bölücüler, elektrik ve elektronik sistemlerde oldukça temel ve yaygın kullanılan yapılardır. Hesaplamaları kolaydır, genellikle düşük maliyetlidirler ve birçok uygulama için verimli çözümler sunarlar. Ancak, yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalarda bu yapılar dikkatle tasarlanmalı; yük etkileri göz önünde bulundurulmalı ve gerekirse aktif devre elemanlarıyla desteklenmelidir. Direnç temelli gerilim bölücüler, geniş bir uygulama alanına sahiptir ve bu yapıların anlaşılması; eğitim, araştırma ve prototipleme süreçlerinde temel bir araç olarak değerlendirilmektedir.

Sen de Değerlendir!

0 Değerlendirme

Yazar Bilgileri

Avatar
YazarElvan Kuzucu Hıdır2 Ağustos 2025 13:03

Etiketler

Tartışmalar

Henüz Tartışma Girilmemiştir

"Gerilim (Voltaj) Bölücü" maddesi için tartışma başlatın

Tartışmaları Görüntüle

İçindekiler

  • Genel Durumlar

  • Farklı Gerilim Bölücü Yapıları

  • Uygulama Alanları

  • Uygulama Örnekleri

    • RC Alçak Geçiren Filtre (Low-Pass Filter)

Bu madde yapay zeka desteği ile üretilmiştir.

KÜRE'ye Sor