Temel elektronik serisinde bu sefer indüktör (bobin) elemanının ne işe yaradığını öğreneceğiz.

İndüktör (bobin) nedir?

İndüktör, iletken bir telin sarılarak bobin halini alması ile oluşturulan bir devre elemanıdır. Üzerinden akım geçen her iletken tel manyetik alan oluşturur. Bobinin temel işlevi, elektrik akımının değişimine karşı direnç göstermektir. Bu direnç, bobinin indüktans olarak bilinen özelliğiyle ilişkilidir.

Bobin, genellikle bir çekirdek etrafına sarılmış bir telden oluşur. Bobinin çekirdeği ferromanyetik malzemeden yapılmış olabilir veya sadece hava boşluğu içerebilir. Bobinin çekirdeği, bobinin manyetik özelliklerini etkileyebilir ve indüktansını artırabilir.

Bobinlerin elektriksel özellikleri, bobinin sarım sayısı, telin kalınlığı ve çekirdek malzemesi gibi faktörlere bağlıdır. Bobinler, alternatif akım (AC) devrelerinde reaktans olarak bilinen bir direnç sağlar. Bu reaktans, bobinin frekansa bağlı olarak değişir ve AC sinyallerinin işlenmesinde önemli bir rol oynar.

Bu özellik, bobinin elektrik enerjisini manyetik alan olarak depolayabilmesini sağlar. Çoğunlukla indüktörlerde manyetik alanın gücünü arttırmak için tel ferromanyetik bir malzemeden (örneğin demir) yapılma bir çekirdeğin etrafına sarılır.

İndüktörün Özellikleri:

İndüktör ile ilgili bilmemiz gereken en önemli özellik, indüktörün üzerinden geçen akım ani olarak değişemez. Üzerinden geçen akımın oluşturduğu manyetik alan; indüktör akımının aniden değişmesi yerine, seviyeli olarak artması ya da azalmasına sebep olur.

Yukarıdaki osiloskop görüntüsünde üstteki dalga, indüktör üzerine uygulanan gerilimi, alttaki dalga ise indüktörün akımını göstermektedir. Görüldüğü gibi kare dalganın pozitif kısmı indüktör üzerinde zamanla artan bir akım oluşturuyor; gerilim ortadan kalktığında ise indüktördeki oluşan akım aniden kaybolmak yerine azalarak yok oluyor.

İndüktör, elektrik devreleri ve denklemlerde L harfi ile gösterilir. Birimi Henry (H)‘dir.

İndüktörün Manyetik Alan Formülü:

Bir indüktörün üzerinden elektrik akımı geçtiğinde manyetik alan oluşturduğunu söylemiştik. Bu oluşan manyetik alanı aşağıdaki formül ile hesaplayabiliriz:

Burada;

• B -> Manyetik alanı
• µ -> Havanın manyetik geçirgenliğini
• n -> İndüktörün birim uzunluğundaki sarım sayısını
• l -> İndüktörün uzunluğunu

ifade etmektedir.

Bobin Ne İşe Yarar?

İndüktörler üzerinden akan elektrik akımının değişimi yavaş olduğundan, güç kaynaklarında ve sinyal işleme devrelerinde filtre görevinde kullanılır. Farklı sarım sayılarına sahip iki adet bobinden oluşan trafolar ise, AC gerilimin yükseltilmesinde veya alçaltılmasında kullanılırlar. Ayrıca manyetik alan depolama özellikleri sayesinde indüktörler, anahtarlamalı güç kaynaklarında da kullanılır.
Sıralarsak;
Bobin, elektrik ve elektronik sistemlerde çeşitli işlevlere sahip önemli bir bileşendir. Bobin, bir telin belirli bir düzenle sarılmasıyla oluşturulan bir yapıdır ve birçok farklı uygulamada kullanılır. İşte bobinin ne işe yaradığını açıklayan bazı temel işlevleri:

⦁ İndüktans Sağlama: Bobin, indüktans adı verilen bir özelliğe sahiptir. İndüktans, bobinin elektrik akımının değişimlerine karşı gösterdiği dirençtir. Bu özellik, bobinin elektrik akımlarını filtrelemesine ve düzenlemesine olanak tanır.
⦁
⦁ Frekans Seçimi ve Filtreleme: Bobinler, alternatif akım (AC) devrelerinde frekans seçimi ve filtreleme işlevi görür. Bobin, belirli frekansta çalışan sinyalleri geçirirken, diğer frekansta sinyalleri engelleyebilir. Bu, radyo ve televizyon alıcılarında istenmeyen frekansların ayrılmasında önemli bir rol oynar.

⦁ Enerji Depolama: Bobinler, enerji depolama kapasitesine sahiptir. Elektrik akımı bobinden geçtiğinde, bobin bir manyetik alan oluşturur ve bu alan enerji depolar. Bu depolanan enerji, bobinin akım değişimlerine karşı direnç göstermesini sağlar ve çeşitli devrelerde kullanılabilir.

⦁ Rezonans Devreleri: Bobinler, rezonans devrelerinde kritik bir rol oynar. Rezonans devrelerinde bobinler, kapasitanlarla birlikte çalışarak belirli frekansta titreşimler oluşturur. Bu, radyo vericilerinde ve alıcılarında istenen sinyallerin seçilmesine yardımcı olur.

⦁ Güç Dönüşüm ve Dengeleme: Bobinler, güç dönüşüm ve dengeleme uygulamalarında kullanılır. Özellikle güç dönüştürücülerde, bobinler enerjiyi verimli bir şekilde yönetir ve sistemdeki voltaj dengesini sağlar.

⦁ Transformator ve Trafo Uygulamaları: Bobinler, transformatörlerin ve trafo sistemlerinin önemli bileşenleridir. Transformatörlerde, bobinler elektrik enerjisini yüksek voltajdan düşük voltaja veya tersi şekilde dönüştürmek için kullanılır.

Bobinlerin bu çeşitli işlevleri, onları elektronik ve elektrik sistemlerinin vazgeçilmez bir parçası yapar. Bobinler, enerji yönetiminden sinyal işleme ve frekans seçimine kadar birçok farklı uygulamada kullanılır. Bobinin tasarımı ve özellikleri, onun işlevselliğini doğrudan etkiler ve bobinler, modern elektronik cihazların ve sistemlerin temel bileşenlerindendir.

Bobinin DC’de Davranışı

Bobin temelde sarmal haline getirilmiş bir tel parçasından ibaret olduğu için DC gerilimde devremizin herhangi bir yerinde bulunan tel veya kablodan farksız şekilde davranır.

İndüktör Çeşitleri:

Diğer ismi olan bobinden de anlaşılacağı üzere indüktörler, iletken bir telin sarmal hale getirilmesi ile meydana gelir. Üzeri yalıtkan kaplı bir iletken teli (tercihen tek damarlı) herhangi bir silindirik cisim etrafında sararak kendi indüktörümüzü oluşturmamız mümkündür. Bu bahsetmiş olduğum tel cinsini piyasada bobin teli ismiyle bulabilirsiniz.

Bunun yanı sıra devrelerimizde aşağıda yer alan çeşitlerde farklı indüktörler kullanabiliriz:

İndüktörün Kullanım Alanları:

Kullandığımız motorlar, röleler, solenoidler, hoparlörler, trafolar, elektromıknatıslar, indüktif metal sensörleri aslında birer indüktördür.

Ferromanyetik bir malzemeden oluşmuş bir çubuğun üzerine sarılı bobine DC gerilim uygulayarak elektromıktanıs elde edilebilir.

Bu sayede sabit bir mıknatısa karşı oluşturacakları itme gücü ile motorlarda kullanılırlar.

Röle içerisinde metal kontağın iletime geçmesi için bir bobine enerji verilerek mıknatısa dönüşmesi prensibi kullanılır.

Otomatik kapı sistemlerindeki itme-çekme hareketi için kullanılan solenoidler de aynı şekilde çalışır.

Hoparlör, sabit mıknatıs içerisinde yer alan bir bobinin elektrik etkisi ile hareket etmesi ile çalışır. Bu bobine bağlı olan kağıt ya da farklı malzemeden üretilmiş diyafram, havayı hareket ettirerek ses dalgaları oluşmasını sağlar.

Trafolarda iki adet bobin bulunur. Birincil ve ikincil sarım olarak bulunan bobinler genellikle ferromanyetik bir çekirdek üzerinde sarılı olarak bulunur. Sarımlardan herhangi birisine AC gerilim uygulanması durumunda yakın olarak konumlandırılmış diğer sarımda bir indüksiyon akımı oluşur. Sarım sayılarının farklı şekilde ayarlanması ile yükseltici, düşürücü veya izolasyon trafoları oluşturmak mümkündür.

İndüktif yükleri sürerken dikkat etmemiz gereken önemli bir nokta gerilim sıçramalarıdır.

Arduino ve bir MOSFET kullanarak DC motor sürdüğümüzü düşünelim. En basit haliyle devremiz bu şekilde olacaktır:

Motorun hızını kontrol edebilmemiz için MOSFET’in gate bacağına Arduino’dan alacağımız PWM sinyalini uyguladığımızı varsayalım. Bu durumda MOSFET’in drain bacağındaki gerilim aşağıdaki gibi olacaktır:

İndüktör akımı anlık olarak değişemediğinden MOSFET kesime girdiğinde depolanan enerji, transistörün drain bacağında 40-50V gibi yüksek bir gerilim sıçramasına sebep oluyor. Eğer kullandığımız MOSFET bu seviyelerdeki gerilime dayanamayacak özellikte ise yanabilir. Yükün üzerine aşağıdaki gibi bir diyot bağlayarak bu durumun oluşmasına engel olabiliriz.

Tesla Bobini

Tesla bobini, Nikola Tesla tarafından 1891’de icat edilen bir tür yüksek frekanslı, yüksek voltajlı bobindir. Tesla bobini, elektrik enerjisini yüksek frekansta ve yüksek voltajda üretmek için kullanılan bir devredir. Bu bobinler, elektromanyetik dalgaların üretilmesinde ve radyo dalgalarının yayılmasında önemli bir rol oynamıştır. İşte Tesla bobininin temel özellikleri ve işlevleri:

⦁ Yüksek Voltaj ve Frekans: Tesla bobinleri, yüksek voltaj ve yüksek frekansta elektrik enerjisi üretir. Bu özellik, Tesla bobinlerinin özellikle yüksek voltajlı elektrik arkları ve etkileyici ışık gösterileri için kullanılmasına olanak tanır.

⦁ Çift Bobin Yapısı: Tesla bobini, genellikle iki ana bobinden oluşur: birincil bobin ve ikincil bobin. Birincil bobin, düşük voltajlı bir elektrik kaynağına bağlıdır ve yüksek frekansta enerji üretir. İkincil bobin, bu enerjiyi yüksek voltajda alır ve daha yüksek frekansta yayar.

⦁ Elektromanyetik Dalga Üretimi: Tesla bobinleri, elektromanyetik dalgaların üretiminde kullanılır. Bu dalgalar, radyo ve televizyon sinyallerinin yayılmasında temel bir rol oynar. Tesla’nın bu teknolojiyi, kablosuz enerji iletimi ve iletişimdeki potansiyel uygulamaları araştırmak için geliştirdiği düşünülmektedir.

⦁ Işık ve Elektrik Arkları: Tesla bobinleri, yüksek voltajlı elektrik arkları ve etkileyici ışık efektleri üretme yeteneğine sahiptir. Bu, Tesla bobinlerinin bilimsel gösterilerde ve eğitimde kullanılmasını sağlamıştır.

⦁ Kablosuz Enerji İletimi: Tesla’nın Tesla bobinini icat etmesindeki bir diğer amacı, kablosuz enerji iletimi yapmaktı. Tesla, bu bobinlerle enerjiyi kablosuz olarak iletme fikrini geliştirmiştir, ancak bu teknolojinin pratik uygulamaları zamanla sınırlı kalmıştır.

⦁ Eğitim ve Araştırma: Tesla bobinleri, bugün eğitim ve araştırma amaçlı kullanılmaktadır. Elektrik mühendisliği ve fizik derslerinde, elektrik akımının ve manyetik alanların davranışlarını göstermek için kullanılır.

Tesla bobinleri, Nikola Tesla’nın elektrik ve elektromanyetizma alanındaki katkılarını temsil eden önemli bir cihazdır. Tesla’nın vizyonu, elektrik enerjisinin kablosuz olarak iletilmesi ve elektromanyetik dalgaların geniş bir şekilde kullanılmasını sağlamaktı. Tesla bobinleri, bu hedeflerin bazılarını gerçekleştirmeye yönelik bir adım olarak görülmektedir.

Bobin Fiyatları

Bobinler çok maliyetli olmayan, uygun fiyatlı komponentlerdir. Piyasada 9₺ – 1000₺ arasında her tipten bobin bulmanız mümkündür.

Robotistan’ın Bobin kategorisinden dilediğiniz türde bobini saniyeler içinde satın alabilirsiniz.

Temel Elektronik Devre Elemanlarını Öğrenmeye Devam Et

Temel elektronik devreleri ve elemanları hayatımızın birçok noktasında varlar, bu aygıtlar sayesinde günlük işlerimiz ve yaşantımız daha kolaylaşıyor. Elektroniğin temellerine girmek isteyen herkesin bu elemanları tanıması ve mantıklarını anlaması gereklidir, önemlidir. 

Devre elemanları sadece bobinlerle sınırlı değil. Yazımızın devamında, muhakkak bilginizin olması gerektiğini düşündüğümüz en popüler devre elemanlarını sizler için sıraladık ;

Kondansatörün görevi nedir?

Kondansatörler doğru akımı (DC) iletmeyip, alternatif akımı (AC) iletme özelliğine sahiptir. Bu özellikleri sayesinde çoğu devrede farklı amaçlar ile kullanılırlar. Güç kaynağı devrelerinde filtrelemede, rezonans devrelerinde istenilen frekansı üretmede ve güç aktarım hatlarında gerilim düzenlenmesi ve güç akışının kontrolünde kullanılırlar.

Kondansatör ne işe yarar?, nedir?, kondansatör görevi nedir?, nerelerde kullanılır?, çeşitleri nelerdir? gibi detaylı bilgiler almak için yazımızı okuyabilirsiniz.

Direncin görevi nedir? 

Direnç, elektrikli devrelerde akımı sınırlayarak belli bir değerde tutmaya yarar. Mekanik sistemlerdeki sürtünmeye benzer özellikler gösterir. Direnç birimi Ohm (Ω)’dur. Denklemlerde R harfi ile gösterilir. Hassas devre elemanlarının üzerlerinden yüksek akım geçmesini önlerler, besleme gerilimini ve akımı bölmek için de kullanılırlar. 

Direnç nedir?, ne işe yarar?, direncin görevi nedir?, nerelerde kullanılır?, direnç okuma nasıl yapılır?, eşdeğer direnç nasıl hesaplanır?, ohm nedir?, çeşitleri nelerdir? gibi detaylı bilgiler almak için yazımızı okuyabilirsiniz.

Rölenin görevi nedir?

Röle, düşük akımlar kullanarak yüksek akım çeken cihazları anahtarlama görevinde kullanılan devre elemanıdır. Kısaca çalışma prensipleri: rölenin bobinine enerji verildiğinde mıknatıslanan bobin bir armatürü hareket ettirerek kontakların birbirine temasını sağlar ve devrede iletim sağlanmış olur.

Röle ne işe yarar?, nedir?, rölenin görevi nedir?, nerelerde kullanılır?, çeşitleri nelerdir? gibi detaylı bilgiler almak için yazımızı okuyabilirsiniz.

Transformatörün görevi nedir?

Transformatör, iki veya daha fazla devre arasındaki elektrik enerjisi aktarımını elektromanyetik indüksiyonla sağlayan bir sistemdir. Trafolar DC (Doğru Akım) devrelerinde değil, AC (Alternatif Akım) devrelerinde kullanılırlar.

Transformatörler frekans değeri değiştirilmeden, gerilim ve akım değerlerinde istenilen değişimi gerçekleştirirler. Genellikle bir elektrik devresindeki akım ve gerilimi yükseltme ve düşürme, elektrik enerjisinin aktarımı ve dağıtımı gibi amaçlar için kullanılırlar.

Transformatör ne işe yarar?, nedir?, transformatörün görevi nedir?, nerelerde kullanılır?, çeşitleri nelerdir? gibi detaylı bilgiler almak için yazımızı okuyabilirsiniz.

Tristörün görevi nedir?

Tristör, bir diğer adıyla SCR (Silicon-Controlled Rectifier/Silisyum Kontrollü Doğrultucu), güç elektroniği devrelerinde hızlı anahtarlama işine yarayan devre elemanıdır. Yüksek akım ve gerilimlerde hızlı anahtarlama işlemi yapabilmeleri sayesinde bu tip devrelerde sıklıkla kullanılırlar. 

Tristör ne işe yarar?, nedir?, tristörün görevi nedir?, nerelerde kullanılır?, çeşitleri nelerdir? gibi detaylı bilgiler almak için yazımızı okuyabilirsiniz.