Şu an Genel kategorisindeki Elektriksel Tanımlar Nelerdir ? isimli konuyu okuyorsunuz.
-
Elektriksel Tanımlar Nelerdir ?
DOĞRU AKIM: Yönü ve şiddeti vakte göre değişikliğe uğramayan akıma doğru akım denir.
ALTERNATİF AKIM :yönü ve şiddeti vakte göre değişen akıma seçenek akımdenir.
Günümüzde endüstrinindi gelişmesi ile birlikte enerji kaynaklarına olan ihtiyaçartmış ve gitgide de artmaktadır. Enerji çeşitleri, içerisinde en çokkullanılan enerji çeşidi elektrik enerjisidir. Bunun nedenleri bu şekildesıralanabilir.
1. Elektrik enerjisinin elde edilmesi, taşınması ve dağıtımı basit veverimli bir şekilde yapılabilir.
2. Elektrik enerjisi diğeri enerji türlerine kolaylıkla dönüşebilir (ısı,ışık, hareket…. Vb.)
3. Elektrik enerjisi çok ufak parçalara ayrılarak kullanılabilir.
4. Elektrik enerjisi külsüz dumansız ve atılmış bırakmayan bir enerjidir.
Elektrik enerjisi pekçok alanda kullanılmaktadır. Önceleri ışıklandırma içinkullanılan bu enerji elektrik makinelerinin bulunması ile geniş bir kullanımalanına yayılmıştır. Bugün aydınlatmada, ısıtmada, havlandırmada ,soğutmadaulaşım elektro kimya , muhabere ev aygıtlarının çalıştırılması ve türlü işmakinelerinin çalıştırılmasında elektrik enerjisinden faydalanılmaktadır.
Bu kadar süregelen kullanım kısmı bulan elektrik enerjisinin üretildiğisantraller fazlası vakit tüketim bölgelerinden uzakta kurulur. Bu bakımdanelektrik enerjisinin üretildiği yerlerden tüketim noktalarına taşınmasıgerekmektedir. 19. asrın sonlarında şark Avrupa ve Amerika’da elektrikenerjisinin taşınmasına başlanmış fakat stresin yüksek olmaması sebebi ileiletim kısa mesafelere yapılabilmiştir. Elektrik enerjisinin taşınmasınaihtiyaç duyulduğu bu senelerde 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 stres düşümü ve güçkaybı ,enerjinin uzaklara iletimini ekonomik olmaktan çıkarıyor idi. Daha sonraalternatif akım yöntemi gelişti ve daha büyük gerilimler elde edildi.
Elektrik enerjisinin iletimi ve dağıtımında en mühim gelişmetransformatörün bulunması olmuştur.transformatör yardımı ile elektrikenerjisinin iletimi ve dağıtımı basitleşmiş bu enerji daha tüketilir 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 seçenek akımla ile yapılan ilk enerji taşınması ise1891 senelerinde Almanya’da gerçekleştirilmiş 150 kw lık güç 15 kv ile 170 km yetaşınmıştır.
Sonuç olarak görülüyor ki elektrik enerjisinin en çok kullanım alanıbulmasına niçin olan üstünlüklerinden biride ırak mesafelere çok büyük güçlerinkolayca iletilebilmesidir, bunun için dünyanın her yerinde imal edilen enerjitransformatörler yardımı ile yükseltilerek ırak mesafelere iletilebilmektedir.
Transformatörün işlevini gerçekleştirmesine kısa değinilecek olunursa primer sargısınauygulanan seçenek stres parametre bir manyetik alan oluşturur. Bu değişkenmanyetik alan nüve üzerinden devresini tamamlayarak transformatörün sekondersargısını keser (Faraday kanunlarına göre bir bandaj, parametre bir manyetik alantarafından kesilirse üstünde bir stres indüklenir.) ve manyetik alantarafından kesilen bu sargıda sipir sayısına tabi olarak bir gerilimindüklenir. Görülüyor ki transformatörün çalışması için parametre bir manyetikalan oluşturulması lazım olur. Değişken manyetik alanın oluşması için isetransformatör sargılarına seçenek akım uygulanması lazım olur. Transformatörlerdoğru akımda çalışmaz bunun içerisinde günümüzde bütün elektrik santrallerindealternatif akım üretilir. Eğer doğru akım üretilse idi ırak mesafelere elektrikenerjisi iletilemez ve elektrik enerjisi kullanımı kolay ve ucuz bir enerji kaynağıolmaktan uzaklaşırdı.
Günümüzde büyük kuvvetli elektrik santralleri elektrik enerjisi imal edilen doğalkaynakların yoğun oldukları bölgelere kurulduklarından tüketim merkezleri ileyan yana olma talihi azdır. Bu vaziyet ırak mesafelere elektrik enerjisinin iletimini,iletim için stresin yükseltilmesini, stresin yükseltilebilmesi içintransformatörlerin kullanılmasını, transformatörlerin kullanılabilmesi içindeelektrik enerjisinin seçenek akım olarak üretilmesini mecburi duruma getirir.
Doğru ve Alternatif akımla alakalı Temel Kavramlar ve hesaplamaları
AKIM TANIMI: İletkenden (veya alıcıdan) ünite vakitte geçen elektrikli yükü(elektron)miktarına akım denir.
Bir iletkenden belli bir zaman içinde ne kadar çok elektron geçerse,akımdao oranda şiddeti olur.Akım şiddetini elektronların sayısıyla göstermek için çokbüyük rakamları kullanmak lazım olur.Yani 6,25x1018 adet elektron 1 ampereeşittir.Bunun gibi büyük rakamları kullanmamak için Fransız bilgin AMPERE(amper)’in elektrik akımının kimyevi etkisine istinaden yaptığı tanımlamakullanılır.Bu yaklaşıma göre:
1 amper, gümüş nitrat eriyiğinden 1 saniyede 1,118 miligram gümüş ayıranakım şiddetidir.
Akım elektronların hareketiyle meydana çıkar.Ancak, geçmişte akımın artı(+)yüklü oyuklar yönünden taşındığı sanıldığından,Bu günde eski teorem kabuledilmektedir.Başka bir deyişle,Bir pilde akım (+) uçtan (-) uca doğru giderderiz.Ancak aslında 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 pratikte pek kullanılmamaktadır.
Not 2:Akımın ast ve üst katları biner biner büyür ve küçülür.
Çeşitli akım değerlerinin bir birine dönüştürülmesine dair örnekler:
-100 miliamper kaç amperdir? : 0,1 A
-220 nanoamper kaç mikroamperdir? :0,22***956;A
-1 kiloamper kaç amperdir? :1000 A
Akım ölçme:
Elektrik akım şiddeti döneme seri bağlanan ampermetreyle ölçülür.Ampermetreanalog veya dijital yapılı olabilir.
Analog tip ampermetrelerde kalın testili az sarımlı bobin vardır.Devredeseri ilişki olan ampermetrenin bobinden geçen akım bir manyatik alan oluşturarakibrenin saplanmasını sağlar. Ampermetre döneme mutlaka paralelbağlanmaz.Yanlışlıkla döneme paralel bağlandığında ya cihaz bozulur yadasigorta atar.
Kirchhoff (Kirşof)’un Akım Kanunu:
Tanım : Paralel olarak bağlanmış dirençlerin üzerinden geçen 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 biçiminde yazılabilir.
Notirençler paralel bağlıyken hepsinin üstünde de tıpkı değerde gerilimdüşer.
Gerilim(Elektromotor güç,EMK,Potansiyel fark)
Elektrik akımı elektron akışından ibarettir.Elektronları yararlı olacakşekilde hareket ettirmek için ittirmek lazım olur.Bilindiği gibi elektronlarmaddelerin içerisinde bulunan atomların çevresinde dönerek hareket etmektir.Ancak budönüş bir yarar sağlamaz.Faydalı hareket için metal içerisinde belli bir yönde akışgereklidir.İşte elektronları kendi normal hareketleri dışında,Bir yöndesürüklemek için lüzumlu olan kuvvete stres (elektrormotor) güç, EMK)denir.
Gerilimin başka tanımları
Tanım 1: Bir yapımcının iki ucu arasındaki potansiyel farka stres denir.
Tanım 2: Bir elektrik devresinde akımın geçip gitmesini gerçekleştiren kuvvetleregerilim denir.Gerilim voltmetreyle ölçülür ve U,E,V veya e ilegösterilir.Birimi volt(V),denklemi
U=I:R[V] biçiminde 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 pratikte kullanılmamaktadır.
Gerilim ölçme
Gerilim, voltmetreye alıcıya paralel bağlantı kurarak ölçülür.Uygulamada analog vedijital olmak suretiyle iki tip voltmetre kullanılmaktadır.
İbreli voltmetrelerin içerisinde ince kesitli çok sarımlı yüksek mukavim birbobin bulunur.Devreye paralel bağlanan voltmetre gerilimi belirler.
Dijital voltmetrelerin bünyesinde şayet eletronik devreler bulunur.
Paralel bağlantı kurarak kullanılması gereken voltmetre ezkaza seribağlanırsa cihaz hatalı bir kıymet gösterir ve alıcı çalışmaz.
Elektromotor Kuvvet (EMK) ve stres kavramı :
Elektromotor güç,elektrik üretecinin (pil,akümülatör.dinamo,alternatör)boştaçalışırken ürettiği stres değeridir.Elektro motor kuvveti E harfiylegösterilir.Birimi volt denklemi E=I.R [V] tur.Elektromotor güç ve gerilimkavramları pil dönemi örneğiyle açıklayalım.
Pilin uçlarına alıcı bağlamadan voltmetreyle stres ölçtüğümüzde 1,5 voltdeğerini görürüz.Bu kıymet pilin elektromotor kuvveti olarak tanımlanabilir.Dahasonra pilin uçlarına bir alıcı bağlayıp pil gerilimini yineleme ölçecek olursakEMK nın bir oran düştüğünü görürüz.Yük bağlanınca pilden alınan gerilimindüşmesinin sebebi pilin iç direncinde bir oran stres düşümü olmasıdır.
Pilin iç direncinde düşen stresin kıymeti alıcının çektiği stres değerinegöre değişir.
Kirchhoff ’un stres Kanunu:
Seri olarak bağlanmış dirençlerin üstüne düşen gerilimlerin değerlerinintoplamı,Devreye yapılan 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 yönünden üretilir.Doğruakım vakte göre taraf ve şiddeti değişmeden akar.Yani DC akımın frekansı yoktur.
Başka bir deyişle,doğru akım çoğu kere kere tıpkı değerde ve tıpkı yönde akar.
Doğru akımın elde edilmesi
DC imal edilen kaynaklar şu şekilde sıralanabilir:
• Pil,
• Akümülatör,
• Dinamo
• Doğrultmaç dönemi
• Güneş pili
PİL
Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren araçlara pil adı verilir.
Elektroliti kuru tipte olan pillerde elektrotlar çinko ve karbondanyapılır.Çinko kılıf (elektrot) bunun yanı sıra pilin kalıbıdır.Kuru pilinelektroliti amonyumklorür maddesidir.
Piller DC gerilimde üretilir.Büyük gerilimlere ihtiyaç duyulduğundabirden çok pil seri bağlanır.Pilin verdiği akım yetmemesi halinde şayet paralelbağlama yapılır.
Akümülatör:
Kimyasal yolla doğru akım yapan araçtır.Akü boşaldığında doğru akım iletekrar doldurulabilir.Her akümülatör bataryası 2 volt stres üretir.6 voltluk bir akü3 adet akünün birleşiminden oluşur.
Kurşunlu Akümülatörlerin yapısı
Kurşunlu akülerde elektrolit olarak %10 sülfürik asitli arı su ve elektrotolarak şayet kurşun plaka tüketilir.
Akünün dikdörtgen prizması biçiminde kabının içine konulan su ve sülfürikasit karışımı elektrolit,Çalışma için çok önemlidir.Akü ile ilk anda DC enerjivermez. O sebeple evvela doldurulması lazım olur.Akünün kutupları bir DC üretecinebağlarsak bu halde elektrolit, suya pozitif yüklü Hidrojen ve negatif yüklüSO4 iyonları Katoda elektrik yüklerini bırakıp nötr duruma geçerler.
Bu kimyevi tepkimeyi şu şekilde yazabiliriz:
Pb0+H2 à Pb + H2O
Öte yandan anotta toplanan negatif elektrik yüklü SO4 iyonları şayet anoduetkilerler ve bunun kurşun dioksit şekline dönüşmesini sağlar. Bu kimyasaltepkimeyi de şu şekilde yazabiliriz:
Pb0 + H2O à PbO2 + H2SO4
Kutupların kenarlarından hidrojen ve oksijen gazlarının kabarcıklar şeklindeyükselmesi akümülatörün dolduğunu belirtir.
Pb02 + H2 à Pb O + H2O
Diğer elektrotta meydana gelen kimyevi tepkimede şayet,Oksijen rol alır Elektroduetkileyerek aşagıda verilen denklemdeki neticesi yaratır.
Pb+O à PbO
Uygulamada 6-12-24 volt stres verebilen kurşunlu aküler taşıtlarda yaygınolarak kullanılmaktadır.Akülerde stresin beraberinde mühim olan bir başka husunise akım kapasitesidir.Akünün akım kapasitesi ampersaat (ah)birimiyle ifadeedilir.
Etiketinde 60ah yazan bir aküden 1 amper çekilirse akümülatör bunu 60 saat boyuncaverebilir.Şayet aküden 10 A çekilirse 6 saat içerisinde akümülatör tam manasıyla boşalır.
Taşıtlarda sarfedilen aküler vasıta hareket halindeyken şarj dinamosundangelen akımla şarj olur.
Tamamen boş olan akümülatör şarj makinesiyle doldurulur.şarj prosedürü yapılırkenakünün akım kapasitesinin 10’da 1’lik değerinde bir akım tüketilir.Örneğin 120Ah lik kapasiteye sahip bir akümülatör 12 Amper akım ile şarj edilir.Aküyü yüksek akımile kısa sürede doldurmak doğru değildir.Bu yapılırsa akümülatör plakalarının ömrükısalır.
Doğru akımın dinamosu (jeneratör,DC yapan makine)
Dinamonun endüvisi döndürüldüğünde N-S kutuplarının manyatik alanıtarafından kesilen endüvi iletkenlerde bir stres indüklenir.Bu seçenek birgerilimdir. Ancak, kolektör ve fırçalarından meydana gelen mekanizma yardımıyladoğrulur.
Dinomonun bobini dönerken meydana gelen akım devamlı tek yönlü akmasını sağlamakiçin sarfedilen kolektör dilimleri AC’ ye benzeyen akımını DC ye çevirir.
DC Dinamoların parçaları
Endüvi:
DC dinamolar,DC motorlar ve AC seri motorların dönen kısmıdır.Bu personel 0,3– 0,7 mm kalınlığında çelik saçlardan yapılmış silindirsel beden üzerindeaçılmış oluklara yerleştirilmiş sargılardan oluşmuştur.
Endüvi sargıların uçları bakır dilimlerden yapılmış olan ve üzerindefırçaların ilişki ettiği kısma bağlanmıştır.
Kolektör:
DC veya AC ile çalışan makinelerde endüvi sargıların bağlandığı silindirikyapılı bakır kuşaktır.
Kolektör, haddeden geçirilmiş sert bakırdan baskı edilerek ve dilimlerarasında 0,5 – 1,5 mm Mika, mikanit yerleştirilerek üretilmektedir.
Kolektör,DC ve AC makinelerin en çok hasar yapan kısmıdır.Endüvi sargılarınuçları kolektörün yarıklarına veya bayrakçık adı verilen çıkıntılarınabağlıdır.Gerçekte kolektör dilimleri arasında konulan mika, Mikanit yüksekgerilimlere dayanabilse de, zaman içinde dilimlerin arası toz çapak yağ ve benzeri. iledolarak arızaya niçin olabilir.Dilimler arası boşluklar hasar halinde kontroledilmesi, boşluğu doldurmuş olan ecnebi maddeler temizlenir.
DC dinamolarda kolektörün vazifiyeti ,endüvide meydana gelen stresin dışarıyagönderilmesini sağlamaktadır.
Fırça:
DC ve AC ile çalışan kolektöre basan parçalarına fırçadenir.Fırçalar,makinenin akım ve stres değerine göre değişik özelliklerdeüretilir
Fırçaların kolektöre düzgünce basmasını sağlamak için şayet baskı yaylarıkullanılır.Fırçalar aşınıcı olmasından zaman içinde biter.Bu vaziyet makinenin sesinden,kolektöre ekstrem kıvılcım oluşmasından anlaşılabilir.
İndüktör (kutup):
DC veya AC ile çalışan makinelerde N-S kutuplarının oluşturulması içinyapılmış olan sargıların yerleştirildiği kısımdır.
Küçük makinelerin indüktörleri naturel 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 şayet tek parça demirdenyapılır.
ALTERNATİF AKIMDA DOĞRU AKIMIN ELDE EDİLİŞİ:
Doğrultmaç diyotlarla seçenek akımdan doğru akım elde edilebilmektedir.AC‘yi DC ‘ye çevirmede sarfedilen doğrultmaç diyotlarının yapısı kısaca şöyledir:
Silisyum veya germanyum isimli yarı iletkenler türlü katkılama maddelerikullanılarak pozitif ve negatif madde durumuna getirilir.daha sonra P ve N tipiiki parça birleştirildiğinde doğrultmaç diyodu elde edilir.
AC’ nin DC ’ye çevrilmesinde sarfedilen yarım dalga doğrultmaç dönemi:
Doğrultmaç devreleri AC akımı doru akıma çevirir.Devrede trafonunçıkışındaki AC nin sadece pozitif alternansı alıcıya erişebilir. Negatifalternans şayet diyot tarafında kırpılır.
Güneş pili:
Güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren elemanlara ışık pilidenir.Her biri 0,5 volt edebilen güneş pilleriyle 3 volt stres elde etmekistiyorsanız 6 tanesi birbirine seri olarak bağlanır.Sistemden alınan akımyükseltilmek istendiğinde şayet elemanlar paralel olarak bağlanır.Yüksek stres veakım elde etmek için yapılmış güneş enerjisi panellerinde şayet yüzlerce güneşpili seri ve paralel tabi durumdadır.
Bu elemanlar güneş enerjisiyle çalışan,saat, rodyo,hesap makinesi,otomobilsokak lambası uydu vericisi ve benzeri. gibi aygıtlarda tüketilir.
Doğru Akımın kullanıldığı alanlara dair örnekler
• Haberleşme cihazlarında
• Radyo teyp televizyon gibi elektronik cihazlarda,
• Redresörlü kaynak makinelerinde
• Maden arıtma ve maden kaplamacılığında
• Elektrikli vasıta araçlarında
• Tıbbi aygıtlarda
• Motorların balatalı ve hareketli frenleme ile durdurulmasında
ALTERNATİF AKIM
Tanımı: Alternatör adı verilen makineler yönünden imal edilen elektrik akımıçeşididir.Akım vakte göre çoğu kere kere taraf ve şiddeti değişir.Yanialternatörden gelen akım devamlı azalıp çoğalır ve akış yönü değişir.
Alternatörün ürettiği akım vakte göre ve taraf ve şiddet değiştirme sayısınafrekans adı verilmektedir. Türkiye’de imal edilen seçenek akım frekansı 50 hzdir.Bazı kaynaklar sıklık birimi olarak c/s de tüketilir.
Günümüzde elektrik enerjisinin %90 ‘a yakın bölümü seçenek olaraküretilmektedir. Çünkü AC nin taşınması , yükseltilmesi ve düşürülmesi kolaydır.
Alternatif akım elde edilmesi
Bobin 360 derecelik bir dönüş yapması neticesinde stres bir saykılı oluşmaktadır.
Bir saykıl ,alternans, periyod ve sıklık gibi kavramlarlaaçıklanmıştır.Şimdi bunları inceleyelim
Saykıl
N-S manyetik alan içerisinde bir çağ yapan bobinde meydana gelen stres biçiminde birsaykıl denir.
Başka bir deyişle,stresin sıfırdan başlayarak pozitif max. Değere, tekrardüşerek sıfıra, sonrasında negatif maximum değere ve buradanda tekrar sıfıraulaşmasına saykıl denir.
Alternans:
Bir saykılın pozitif veya negatif dalgasına alternans denir.
Periyot:
Bir saykılın oluşması için geçen vakte periyot denir.Periyot T ilegösterilir. Denklemi, T=1/f = 1/ sıklık, birimi saniyedir.
Frekans:
Bir saniyede meydana gelen saykıl sayısına sıklık denir.Frekans “f” ilegösterilir.Denklemi f=1/T , birimi hazreti dir.
Alternatif akımın ölçülmesi :
Alternatif akımla çalışan devrelerde akım , stres,güç,iş tartmak içinçeşitli ölçü aletleri kullanılmaktadır.
Ampermetre ile AC akım ölçme
Alternatif akım, analog veya dijital yapılı akımölçer ileölçülür.Ampermetre alıcıya seri olarak bağlanır.
Pensampermetre ile AC akım ölçme :
Motorların çektiği akımı normal akımölçer ile kısa sürede tartmak mümkündeğildir.Çünkü ampermetrenin ölçme edebilmesi için akım yolunun açılıp aletinaraya bağlanması lazım olur.Pensampermetre kullanılarak motorların çektiği akımdevre kabloları sökülmeden ölçülebilir.
Pensampermetre kullanılırken akımı ölçülecek iletken pens ampermetreninazmın içine alır.Akım taşıyan iletken tek sarımlı primer bandaj vazifiyeti yaparakbasit bir transformatör oluşturur.Hattan geçen akımın miktarına tabi olarakaletin içindeki sargıda stres indüklenir ve cihaz hattan geçen akımı gösterir.
Voltmetre ile AC stres ölçme
Bu teknikte voltmetre, gerilimi ölçülecek yere paralel bağlanır.
Wattmetre ile aktif güç ölçme :
Alıcıların şebekeden çektiği aktif kuvveti ölçmeye yarayan aygıta wattmetredenir. Analog tip wattmetrelerde akım bobini ve stres bobini ve ibre düzeneğibulunur. Ölçme yapılırken akım bobini alıcıya seri,stres bobini şayet paralelbağlanır
Konu Bilgileri
Users Browsing this Thread
Şu an 1 kullanıcı var. (0 üye ve 1 konuk)
Yetkileriniz
- Konu Acma Yetkiniz Yok
- Cevap Yazma Yetkiniz Yok
- Eklenti Yükleme Yetkiniz Yok
- Mesajınızı Değiştirme Yetkiniz Yok
-
Forum Kuralları