Elektriksel Tanımlar Doğru akım Alternatif akım.. vb.

Elektriksel Tanımlar
ELEKKTRİKSEL TANIMLAR

DOĞRU AKIM: Yönü ve şiddeti zamana göre değişmeyen akıma doğru akım denir.

ALTERNATİF AKIM :yönü ve şiddeti zamana göre değişen akıma alternatif akımdenir. Günümüzde endüstrinindi gelişmesi ile birlikte enerji kaynaklarına olan ihtiyaçartmış ve günden güne de artmaktadır. Enerji türleri, içerisinde en çokkullanılan enerji çeşidi elektrik enerjisidir.

Bunun sebepleri şu şekildesıralanabilir. 1. Elektrik enerjisinin elde edilmesi, taşınması ve dağıtımı kolay veverimli bir şekilde yapılabilir. 2. Elektrik enerjisi öteki enerji çeşitlerine kolayca dönüşebilir (ısı,ışık, hareket…. Vb.) 3. Elektrik enerjisi çok küçük parçalara ayrılarak kullanılabilir. 4. Elektrik enerjisi külsüz dumansız ve atık bırakmayan bir enerjidir. Elektrik enerjisi birçok alanda kullanılmaktadır. Önceleri aydınlatma içinkullanılan bu enerji elektrik makinelerinin bulunması ile geniş bir kullanımalanına yayılmıştır. Bugün aydınlatmada, ısıtmada, havlandırmada ,soğutmadaulaşım elektro kimya , haberleşme ev aygıtlarının çalıştırılması ve çeşitli işmakinelerinin çalıştırılmasında elektrik enerjisinden faydalanılmaktadır. Bu kadar yaygın kullanım alanı bulan elektrik enerjisinin üretildiğisantraller çoğu zaman tüketim bölgelerinden uzakta kurulur. Bu bakımdanelektrik enerjisinin üretildiği yerlerden tüketim noktalarına taşınmasıgerekmektedir. 19. asrın sonlarında doğu Avrupa ve Amerika’da elektrikenerjisinin taşınmasına başlanmış ancak gerilimin yüksek olmaması nedeni ileiletim kısa mesafelere yapılabilmiştir. Elektrik enerjisinin taşınmasınaihtiyaç duyulduğu bu yıllarda elektrik enerjisi doğru akım olaraküretilmekteydi. Enerji üretimi , iletimi ve dağıtımı generatörlerden eldeedilen alçak gerilimle yapılıyordu, bu bakımdan üretim merkezlerinin tüketimnoktalarına yakın olması gerekiyordu. Alçak gerilimde gerilim düşümü ve güçkaybı ,enerjinin uzaklara iletimini ekonomik olmaktan çıkarıyor idi. Daha sonraalternatif akım tekniği gelişti ve daha büyük gerilimler elde edildi. Elektrik enerjisinin iletimi ve dağıtımında en önemli gelişmetransformatörün bulunması olmuştur.transformatör yardımı ile elektrikenerjisinin iletimi ve dağıtımı kolaylaşmış bu enerji daha kullanılır halegelmiştir. Transformatör kullanarak ilk enerji taşınması 19. asrın sonlarındaAmerika’da yapılmıştır. Üretilen enerji 500 volt gerilimle 1600 metreyetaşınmıştır. Aynı tarihlerde italyada 150 HP ‘lik bir güç 2000 volt ile 27 kmye taşınmıştır. Üç fazlı alternatif akımla ile yapılan ilk enerji taşınması ise1891 yıllarında Almanya’da gerçekleştirilmiş 150 kw lık güç 15 kv ile 170 km yetaşınmıştır. Sonuç olarak görülüyor ki elektrik enerjisinin en çok kullanım alanıbulmasına neden olan üstünlüklerinden biride uzak mesafelere çok büyük güçlerinkolayca iletilebilmesidir, bunun için dünyanın her yerinde üretilen enerjitransformatörler yardımı ile yükseltilerek uzak mesafelere iletilebilmektedir.

Transformatörün çalışmasına kısa değinilecek olunursa primer sargısınauygulanan alternatif gerilim değişken bir manyetik alan oluşturur. Bu değişkenmanyetik alan nüve üzerinden devresini tamamlayarak transformatörün sekondersargısını keser (Faraday kanunlarına göre bir sargı, değişken bir manyetik alantarafından kesilirse üzerinde bir gerilim indüklenir.) ve manyetik alantarafından kesilen bu sargıda sipir sayısına bağlı olarak bir gerilimindüklenir. Görülüyor ki transformatörün çalışması için değişken bir manyetikalan oluşturulması gerekir. Değişken manyetik alanın oluşması için isetransformatör sargılarına alternatif akım uygulanması gerekir. Transformatörlerdoğru akımda çalışmaz bunun içinde günümüzde tüm elektrik santrallerindealternatif akım üretilir. Eğer doğru akım üretilse idi uzak mesafelere elektrikenerjisi iletilemez ve elektrik enerjisi kullanışlı ve ucuz bir enerji kaynağıolmaktan uzaklaşırdı. Günümüzde büyük güçlü elektrik santralleri elektrik enerjisi üretilen doğalkaynakların yoğun oldukları bölgelere kurulduklarından tüketim merkezleri ileyan yana olma şansı azdır. Bu durum uzak mesafelere elektrik enerjisinin iletimini,iletim için gerilimin yükseltilmesini, gerilimin yükseltilebilmesi içintransformatörlerin kullanılmasını, transformatörlerin kullanılabilmesi içindeelektrik enerjisinin alternatif akım olarak üretilmesini zorunlu hale getirir. Doğru ve Alternatif akımla ilgili Temel Kavramlar ve hesaplamaları

AKIM TANIMI: İletkenden (yada alıcıdan) birim zamanda geçen elektrikli yükü(elektron)miktarına akım denir. Bir iletkenden belirli bir zaman içinde ne kadar çok elektron geçerse,akımdao oranda şiddeti olur.Akım şiddetini elektronların sayısıyla göstermek için çokbüyük rakamları kullanmak gerekir.Yani 6,25×1018 adet elektron 1 ampereeşittir.Bunun gibi büyük rakamları kullanmamak için Fransız bilgin AMPERE(amper)’in elektrik akımının kimyasal etkisine dayanarak yaptığı tanımlamakullanılır.Bu yaklaşıma göre: 1 amper, gümüş nitrat eriyiğinden 1 saniyede 1,118 miligram gümüş ayıranakım şiddetidir. Akım elektronların hareketiyle ortaya çıkar.Ancak, eskiden akımın artı(+)yüklü oyuklar tarafından taşındığı sanıldığından,Bu günde eski teorem kabuledilmektedir.Başka bir deyişle,Bir pilde akım (+) uçtan (-) uca doğru giderderiz.Ancak gerçekte akım (-) uçtan (+) uca doğru artmaktadır. Akım, amperle ölçülür ve “I” ile gösterilir.Akımın birimi amper (A),denklemiI =U/R [A] şeklindedir.

 Akımın ast ve Üst katları :

 Akımın ast katları : Pikoamper,nanoamper,miliamper,mikroamper

 Akımın üst katları : Kiloamper,megaamper,gigaamper Not 1:Megaamper ve gigaamper uygulamada pek kullanılmamaktadır. Not 2:Akımın ast ve üst katları biner biner büyür ve küçülür. Çeşitli akım değerlerinin bir birine dönüştürülmesine ilişkin örnekler: -100 miliamper kaç amperdir? : 0,1 A -220 nanoamper kaç mikroamperdir? :0,22μA -1 kiloamper kaç amperdir? :1000 A

Akım ölçme: Elektrik akım şiddeti devreye seri bağlanan ampermetreyle ölçülür.Ampermetreanalog yada dijital yapılı olabilir. Analog tip ampermetrelerde kalın testili az sarımlı bobin vardır.Devredeseri bağlantı olan ampermetrenin bobinden geçen akım bir manyatik alan oluşturarakibrenin saplanmasını sağlar. Ampermetre devreye kesinlikle paralelbağlanmaz.Yanlışlıkla devreye paralel bağlandığında ya cihaz bozulur yadasigorta atar.

Kirchhoff (Kirşof)’un Akım Kanunu: Tanım : Paralel olarak bağlanmış dirençlerin üzerinden ge&cced
il;en akımlarıntoplamı,Devreden geçen akım toplamına eşittir.(I gelen = I giden) IT= I1 + I2 +….+ In [A] ve I=U/R Olduğundan IT=U/R1+U/R2…+U/Rn şeklinde yazılabilir. Not:Dirençler paralel bağlıyken hepsinin üzerinde de aynı değerde gerilimdüşer.

Gerilim(Elektromotor kuvvet,EMK,Potansiyel fark) Elektrik akımı elektron akışından ibarettir.Elektronları faydalı olacakşekilde hareket ettirmek için ittirmek gerekir.Bilindiği gibi elektronlarmaddelerin içinde bulunan atomların etrafında dönerek hareket etmektir.Ancak budönüş bir fayda sağlamaz.Faydalı hareket için metal içinde belli bir yönde akışgereklidir.İşte elektronları kendi normal hareketleri dışında,Bir yöndesürüklemek için gerekli olan kuvvete gerilim (elektrormotor) kuvvet, EMK)denir.

 Gerilimin diğer tanımları Tanım 1: Bir üreticinin iki ucu arasındaki potansiyel farka gerilim denir. Tanım 2: Bir elektrik devresinde akımın geçmesini sağlayan kuvvetleregerilim denir.Gerilim voltmetreyle ölçülür ve U,E,V yada e ilegösterilir.Birimi volt(V),denklemi U=I:R[V] şeklinde yazılır.

Gerilimin ast ve Üst katları :

Gerilimin ast katları : Pikovolt,Nanovolt,mikrovolt,milivolt

Gerilimin üst katları: Kilovolt,Megavolt,Gigavolt Gerilimin üst ve ast katları biner biner büyür ve küçülür. Not: Pikovolt,nanovolt,megavolt, ve gigavolt uygulamada kullanılmamaktadır. Gerilim ölçme Gerilim, voltmetreye alıcıya paralel bağlanarak ölçülür.Uygulamada analog vedijital olmak üzere iki tip voltmetre kullanılmaktadır. İbreli voltmetrelerin içinde ince kesitli çok sarımlı yüksek dirençli birbobin bulunur.Devreye paralel bağlanan voltmetre gerilimi belirler. Dijital voltmetrelerin yapısında ise eletronik devreler bulunur. Paralel bağlanarak kullanılması gereken voltmetre yanlışlıkla seribağlanırsa aygıt yanlış bir değer gösterir ve alıcı çalışmaz.

 Elektromotor Kuvvet (EMK) ve gerilim kavramı : Elektromotor kuvvet,elektrik üretecinin (pil,akü.dinamo,alternatör)boştaçalışırken ürettiği gerilim değeridir.Elektro motor kuvveti E harfiylegösterilir.Birimi volt denklemi E=I.R [V] tur.Elektromotor kuvvet ve gerilimkavramları pil devresi örneğiyle açıklayalım. Pilin uçlarına alıcı bağlamadan voltmetreyle gerilim ölçtüğümüzde 1,5 voltdeğerini görürüz.Bu değer pilin elektromotor kuvveti olarak tanımlanabilir.Dahasonra pilin uçlarına bir alıcı bağlayıp pil gerilimini tekrar ölçecek olursakEMK nın bir miktar düştüğünü görürüz.Yük bağlanınca pilden alınan gerilimindüşmesinin nedeni pilin iç direncinde bir miktar gerilim düşümü olmasıdır. Pilin iç direncinde düşen gerilimin değeri alıcının çektiği gerilim değerinegöre değişir.

Kirchhoff ’un gerilim Kanunu: Seri olarak bağlanmış dirençlerin üzerine düşen gerilimlerin değerlerinintoplamı,Devreye uygulanan gerilime eşittir.Yani, UT = U1+U2+….+Un [V] U=I.R UT=I.R1 + I.R2 +…+ I.Rn Şeklinde yazılabilir.

DOĞRU AKIM Tanım: Dinamo,akümülatör.pil güneş gibi düzenekler tarafından üretilir.Doğruakım zamana göre yön ve şiddeti değişmeden akar.Yani DC akımın frekansı yoktur. Başka bir deyişle,doğru akım sürekli olarak aynı değerde ve aynı yönde akar. Doğru akımın elde edilmesi DC üretilen kaynaklar şu şekilde sıralanabilir: • Pil, • Akümülatör, • Dinamo • Doğrultmaç devresi • Güneş pili PİL Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren araçlara pil adı verilir. Elektroliti kuru tipte olan pillerde elektrotlar çinko ve karbondanyapılır.Çinko kılıf (elektrot) aynı zamanda pilin kalıbıdır.Kuru pilinelektroliti amonyumklorür maddesidir. Piller DC gerilimde üretilir.Büyük gerilimlere gereksinim duyulduğundabirden çok pil seri bağlanır.Pilin verdiği akım yetmemesi durumunda ise paralelbağlama yapılır. Akümülatör: Kimyasal yolla doğru akım üreten araçtır.Akü boşaldığında doğru akım iletekrar doldurulabilir.Her akü bataryası 2 volt gerilim üretir.6 voltluk bir akü3 adet akünün birleşiminden oluşur. Kurşunlu Akümülatörlerin yapısı Kurşunlu akülerde elektrolit olarak %10 sülfürik asitli saf su ve elektrotolarak ise kurşun plaka kullanılır. Akünün dikdörtgen prizması şeklinde kabının içine konulan su ve sülfürikasit karışımı elektrolit,Çalışma için çok önemlidir.Akü ile ilk anda DC enerjivermez. O nedenle önce doldurulması gerekir.Akünün kutupları bir DC üretecinebağlarsak bu durumda elektrolit, suya pozitif yüklü Hidrojen ve negatif yüklüSO4 iyonları Katoda elektrik yüklerini bırakıp nötr hale geçerler. Bu kimyasal tepkimeyi şu şekilde yazabiliriz: Pb0+H2  Pb + H2O Öte yandan anotta toplanan negatif elektrik yüklü SO4 iyonları ise anoduetkilerler ve bunun kurşun dioksit şekline dönüşmesini sağlar. Bu kimyasaltepkimeyi de şöyle yazabiliriz: Pb0 + H2O  PbO2 + H2SO4 Kutupların kenarlarından hidrojen ve oksijen gazlarının kabarcıklar şeklindeyükselmesi akümülatörün dolduğunu belirtir. Pb02 + H2  Pb O + H2O Diğer elektrotta oluşan kimyasal tepkimede ise,Oksijen rol oynar Elektroduetkileyerek aşagıda verilen denklemdeki sonucu yaratır. Pb+O  PbO Uygulamada 6-12-24 volt gerilim verebilen kurşunlu aküler taşıtlarda yaygınolarak kullanılmaktadır.Akülerde gerilimin yanında önemli olan bir diğer husunise akım kapasitesidir.Akünün akım kapasitesi ampersaat (ah)birimiyle ifadeedilir. Etiketinde 60ah yazan bir aküden 1 amper çekilirse akü bunu 60 saat boyuncaverebilir.Şayet aküden 10 A çekilirse 6 saat içinde akü tam olarak boşalır. Taşıtlarda kullanılan aküler araç hareket halindeyken şarj dinamosundangelen akımla şarj olur. Tamamen boş olan akü şarj makinesiyle doldurulur.şarj işlemi yapılırkenakünün akım kapasitesinin 10’da 1’lik değerinde bir akım kullanılır.Örneğin 120Ah lik kapasiteye sahip bir akü 12 Amper akım ile şarj edilir.Aküyü yüksek akımile hızlıca doldurmak doğru değildir.Bu yapılırsa akü plakalarının ömrükısalır.

Doğru akımın dinamosu (jeneratör,DC üreten makine) Dinamonun endüvisi döndürüldüğünde N-S kutuplarının manyatik alanıtarafından kesilen endüvi iletkenlerde bir gerilim indüklenir.Bu alternatif birgerilimdir. Ancak, kolektör ve fırçalarından oluşan düzenek yardımıyladoğrulur. Dinomonun bobini dönerken oluşan akım sürekli tek yönlü akmasını sağlamakiçin kullanılan kolektör dilimleri AC’ ye benzeyen akımını DC ye çevirir. DC Dinamoların parçaları

Endüvi: DC dinamolar,DC motorlar ve AC seri motorların dönen kısmıdır.Bu eleman 0,3– 0,7 mm kalınlığında çelik saçlardan yapılmış silindirik gövde üzerindeaçılmış olukl
ara yerleştirilmiş sargılardan oluşmuştur. Endüvi sargıların uçları bakır dilimlerden yapılmış olan ve üzerindefırçaların temas ettiği kısma bağlanmıştır. Kolektör: DC yada AC ile çalışan makinelerde endüvi sargıların bağlandığı silindirikyapılı bakır kuşaktır. Kolektör, haddeden geçirilmiş sert bakırdan pres edilerek ve dilimlerarasında 0,5 – 1,5 mm Mika, mikanit konularak üretilmektedir. Kolektör,DC ve AC makinelerin en çok arıza yapan kısmıdır.Endüvi sargılarınuçları kolektörün yarıklarına yada bayrakçık adı verilen çıkıntılarınabağlıdır.Gerçekte kolektör dilimleri arasında konulan mika, Mikanit yüksekgerilimlere dayanabilse de, zamanla dilimlerin arası toz çapak yağ vb. iledolarak arızaya neden olabilir.Dilimler arası boşluklar arıza durumunda kontroledilmesi, boşluğu doldurmuş olan yabancı maddeler temizlenir. DC dinamolarda kolektörün görevi ,endüvide oluşan gerilimin dışarıyagönderilmesini sağlamaktadır. Fırça: DC ve AC ile çalışan kolektöre basan parçalarına fırçadenir.Fırçalar,makinenin akım ve gerilim değerine göre farklı özelliklerdeüretilir Fırçaların kolektöre düzgünce basmasını sağlamak için ise baskı yaylarıkullanılır.Fırçalar aşınıcı olduğundan zamanla biter.Bu durum makinenin sesinden,kolektöre aşırı kıvılcım oluşmasından anlaşılabilir.

İndüktör (kutup): DC yada AC ile çalışan makinelerde N-S kutuplarının oluşturulması içinyapılmış olan sargıların yerleştirildiği kısımdır. Küçük makinelerin indüktörleri doğal mıknatıstan yapılırken,Büyük güçlümakine indüktörleri bobinlerle oluşturulur. İndüktörlerin nüvesi (göbek) AC ile çalışan makinelerde 0,60 – 1,40 mmkalınlığında silisyum katkılı sacları preste sıkıştırılmasıyla elde edilir.DCile çalışan makinelerinin indüktörlerinin nüveleri ise tek parça demirdenyapılır.

ALTERNATİF AKIMDA DOĞRU AKIMIN ELDE EDİLİŞİ: Doğrultmaç diyotlarla alternatif akımdan doğru akım elde edilebilmektedir.AC‘yi DC ‘ye çevirmede kullanılan doğrultmaç diyotlarının yapısı kısaca şöyledir: Silisyum yada germanyum adlı yarı iletkenler çeşitli katkılama maddelerikullanılarak pozitif ve negatif madde haline getirilir.daha sonra P ve N tipiiki parça birleştirildiğinde doğrultmaç diyodu elde edilir.

AC’ nin DC ’ye çevrilmesinde kullanılan yarım dalga doğrultmaç devresi: Doğrultmaç devreleri AC akımı doru akıma çevirir.Devrede trafonunçıkışındaki AC nin yalnızca pozitif alternansı alıcıya ulaşabilir. Negatifalternans ise diyot tarafında kırpılır. Güneş pili: Güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren elemanlara ışık pilidenir.Her biri 0,5 volt edebilen güneş pilleriyle 3 volt gerilim elde etmekistiyorsanız 6 tanesi birbirine seri olarak bağlanır.Sistemden alınan akımyükseltilmek istendiğinde ise elemanlar paralel olarak bağlanır.Yüksek gerilim veakım elde etmek için yapılmış güneş enerjisi panellerinde ise yüzlerce güneşpili seri ve paralel bağlı durumdadır. Bu elemanlar güneş enerjisiyle çalışan,saat, rodyo,hesap makinesi,otomobilsokak lambası uydu vericisi vb. gibi aygıtlarda kullanılır. Doğru Akımın kullanıldığı alanlara ilişkin örnekler • Haberleşme cihazlarında • Radyo teyp televizyon gibi elektronik cihazlarda, • Redresörlü kaynak makinelerinde • Maden arıtma ve maden kaplamacılığında • Elektrikli taşıt araçlarında • Tıbbi aygıtlarda • Motorların balatalı ve dinamik frenleme ile durdurulmasında

ALTERNATİF AKIM Tanımı: Alternatör adı verilen makineler tarafından üretilen elektrik akımıçeşididir.Akım zamana göre sürekli olarak yön ve şiddeti değişir.Yanialternatörden gelen akım sürekli azalıp çoğalır ve akış yönü değişir. Alternatörün ürettiği akım zamana göre ve yön ve şiddet değiştirme sayısınafrekans adı verilmektedir. Türkiye’de üretilen alternatif akım frekansı 50 hzdir.Bazı kaynaklar frekans birimi olarak c/s de kullanılır. Günümüzde elektrik enerjisinin %90 ‘a yakın bölümü alternatif olaraküretilmektedir. Çünkü AC nin taşınması , yükseltilmesi ve düşürülmesi kolaydır. Alternatif akım elde edilmesi Bobin 360 derecelik bir dönüş yapması sonucunda gerilim bir saykılı oluşmaktadır. Bir saykıl ,alternans, periyod ve frekans gibi kavramlarlaaçıklanmıştır.Şimdi bunları inceleyelim

Saykıl N-S manyetik alan içinde bir devir yapan bobinde oluşan gerilim şeklinde birsaykıl denir. Başka bir deyişle,gerilimin sıfırdan başlayarak pozitif max. Değere, tekrardüşerek sıfıra, ardından negatif maximum değere ve buradanda yeniden sıfıraulaşmasına saykıl denir.

Alternans: Bir saykılın pozitif yada negatif dalgasına alternans denir.

Periyot: Bir saykılın oluşması için geçen zamana periyot denir.Periyot T ilegösterilir. Denklemi, T=1/f = 1/ frekans, birimi saniyedir.

Frekans: Bir saniyede oluşan saykıl sayısına frekans denir.Frekans “f” ilegösterilir.Denklemi f=1/T , birimi hz dir.

Alternatif akımın ölçülmesi : Alternatif akımla çalışan devrelerde akım , gerilim,güç,iş ölçmek içinçeşitli ölçü aletleri kullanılmaktadır. Ampermetre ile AC akım ölçme Alternatif akım, analog yada dijital yapılı ampermetre ileölçülür.Ampermetre alıcıya seri olarak bağlanır.

Pensampermetre ile AC akım ölçme : Motorların çektiği akımı normal ampermetre ile kısa sürede ölçmek mümkündeğildir.Çünkü ampermetrenin ölçme yapabilmesi için akım yolunun açılıp aletinaraya bağlanması gerekir.Pensampermetre kullanılarak motorların çektiği akımdevre kabloları sökülmeden ölçülebilir. Pensampermetre kullanılırken akımı ölçülecek iletken pens ampermetreninazmın içine alır.Akım taşıyan iletken tek sarımlı primer sargı görevi yaparakbasit bir transformatör oluşturur.Hattan geçen akımın miktarına bağlı olarakaletin içindeki sargıda gerilim indüklenir ve alet hattan geçen akımı gösterir.

Voltmetre ile AC gerilim ölçme Bu yöntemde voltmetre, gerilimi ölçülecek yere paralel bağlanır. Wattmetre ile aktif güç ölçme : Alıcıların şebekeden çektiği aktif gücü ölçmeye yarayan aygıta wattmetredenir. Analog tip wattmetrelerde akım bobini ve gerilim bobini ve ibre düzeneğibulunur. Ölçme yapılırken akım bobini alıcıya seri,gerilim bobini ise paralelbağlanır

Bu yazı Uncategorized kategorisine gönderilmiş. Kalıcı bağlantıyı yer imlerinize ekleyin.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir