Yükleme Etkisi (1)

Bir ölçüm cihazının bağlandığı elektrik devresinin sahip olduğu elektriksel özellikleri etkileme derecesine yükleme etkisi denir. Bu yazı voltmetrenin yükleme etkisi konusunu içerir. 

Voltmetrenin Yükleme Etkisi:

Voltmetrenin yükleme etkisinden bahsetmeden önce voltmetre nedir ve özellikleri nedir kısaca açıklayalım.

Voltmetre voltaj, yani gerilim, ölçümü için kullanılan ölçüm aletidir. Ölçüm yapılırken devreye paralel olarak bağlanır. Voltmetrenin iç direnci çok yüksektir. İdeal voltmetrelerde iç direnç sonsuz olarak kabul edilir. Bu nedenle devreye seri olarak bağlanamaz. Voltmetrenin devreye seri bağlandığı durumlarda üzerinden çok küçük akım geçer (ideal voltmetrelerde üzerinden akım geçmez olarak kabul edilir) ve ölçüm yapamaz. Seri bağlandığında yalnızca ölçüm yapamaz. Ancak ölçü aleti zarar görmez.

Voltmetrenin yükleme etkisi şu şekilde açıklanabilir. Devrenin voltmetre bağlantısı kurulmadan önce sahip olduğu gerilim değeri ve voltmetre bağlantısı kurulduktan sonra sahip oluğu gerilim değeri arasında fark olarak tanımlanabilir.

Voltmetrenin yükleme etkisini daha iyi kavrayabilmek için bir devre üzerinden örnek verelim.

Örnek:

• İlk olarak bir devre kuralım ve ardından devrede R₂ direnci üzerine düşen V₂ gerilimini hesaplayalım. Devre aşağıda gösterilmiştir.

V₂ değerini hesaplamak için voltaj bölücü kuralını uygulanır.

Voltaj Bölücü Kuralı:

V_in = V_out. (R₂/R₁ + R₂)

Bu devrede V_in devreye güç sağlayan V₁ kaynağıdır. V_out ise ölçmek istediğimiz değer olan V₂’dir.

V₂ = V₁. (R₂/R₁+R₂)

V₂= 10V . (5MΩ + 10 MΩ)

V₂ = 6.6 V

• İkinci adımda R₂ direncinin üzerine bir voltmetre bağlayalım. Bağladığımız voltmetrenin iç direncini 10 MΩ olarak kabul edelim. Şekilde gösterilmiştir. 

Benzer şekilde V₂ gerilimi hesaplamak için voltaj bölücü kuralı uygulanır. Bu devrede dikkat edilmesi gerekilen nokta R₂ direnciyle voltmetrenin iç direncinin paralel olduğudur.

Voltaj Bölücü Kuralı:

V₂ = V₁. [(R₂ || 10 MΩ) / R₁ + (R₂ ||10MΩ)]

V₂ = 6V .[(10 || 10)/ 5 + (10 || 10)]

V₂ = 5V

Görüldüğü üzere voltmetre bağlanmadan önce devre gerilimi 6.6 V olarak hesaplandı. Ancak voltmetre bağlantısı kurulduktan sonra devre gerilimi 5 V olarak hesaplandı. İki hesaplama arasında meydana gelen bu fark voltmetrenin yükleme etkisi olarak adlandırılır.

>>> Bir sonraki yazıda ampermetrenin yükleme etkisi açıklanacaktır.