Alternatif Akım

Yıldız etkin değilYıldız etkin değilYıldız etkin değilYıldız etkin değilYıldız etkin değil
 

Bildiğimiz gibi elektrik santrallerinde döner elektrik makinaları alternatif akım, yani sinüsoidal akım üretirler. Bu akımın üretilmesi Faraday Yasası’na dayanmaktadır. Faraday Yasası’na göre bir manyetik alan içerisinde hareket eden bir iletkende bir gerilim endüklenir. Buna göre manyetik alan ve iletkenlerden oluşan bir sistemde bu büyüklükten birinin sabit, diğerinin hareketli olması gerekir.

Elektrik'te tek fazlı elektrik enerjisinin anlamı şudur: alternatif akımlı enerji dağılırken, tüm voltajların ahenk içinde değişim gösterdiği bir elektrik enerjisi sistemi kullanır. Tek fazlı dağıtımlar genelde, ışıklandırma, ısıtma ve birkaç küçük elektrikli motorun kullanımda olduğu durumlarda kullanılır. Tek fazlı elektrik, evinizde kullandığınız enerjidir. Genelde, evler tek fazlı, 220-230 Volt AC enerji ile beslenir. Eğer bir osiloskop alır ve evinizdeki normal bir prize takarsanız, voltajı ortalama etkin değerli (RMS), 230 Voltlu ve saniyede 50 salınım yapan bir sinüs dalgası olarak görürsünüz.

Bu şekilde salınım yapan enerjiye genelde alternatif akım veya AC denir. AC’nin alternatifi ise DC’dir. Yani, doğru akım. Bu tip akım, pil ve akülerin verdiği enerjidir. Elektrik dağıtım şebekesinde AC’nin, DC’ye göre en az üç avantajı vardır:

1. Büyük elektrik jeneratörleri doğal olarak AC üretirler. Dolayısı ile DC’ye dönüşüm için fazladan bir çaba gerekir.
2. Elektrik dağıtım şebekeleri için gerekli olan elektrik transformatörleri alternatif akımla çalışırlar.
3. AC’yi DC’ye dönüştürmek basittir. Halbuki DC’yi AC’ye dönüştürmek pahalı bir iştir. Bu nedenlerle AC daha iyi bir seçimdir.

Gördüğümüz üzere manyetik alan hareketli, iletken (bobin) ise sabittir. Döndürülen çift kutuplu mıknatıs, bobin üzerindeki toplam akıyı değiştirerek bir gerilim endüklenmesine neden olur.

Sinüsoidal Fonksiyon ve Dalga Şekli:



Alternatördeki iletkenin bir tam dönüşünü tamamlaması, yani 3600 lik bir dönüş yapması sonucunda elektromotor kuvvetin bir periyodu oluşmaktadır. Gerilim değerinin sıfırdan başlayarak pozitif maksimum değere çıkması, buradan tekrar düşerek sıfıra inmesi, ardından negatif maksimum değere ulaşması ve artarak tekrar sıfıra çıkması sonunda geçen zamana periyot denir. Periyot, T harfi ile gösterilir. Birimi saniye’dir. Bir saniyede oluşan periyot sayısına frekans denir. Frekans, f ile gösterilir. Frekans ile periyot arasındaki ilişki, aşağıdaki gibi ifade edilebilir:



Frekansın birimi Hertz (Hz)’dir. Şebekelerimizde kullandığımızı alternatif akımın frekansı 50 Hz’dir. Yani alternatif gerilim 1 saniyede 50 periyot tamamlamaktadır. Alternatördeki iletken ne kadar hızlı dönerse, yani birim zamanda devir sayısı ne kadar yüksekse elde edilen gerilimin frekansı da o kadar yüksek olur. Frekansa etki eden diğer bir etken de alternatördeki manyetik kutupların sayısıdır. Buna göre elde edilen gerilimin frekansı için aşağıdaki bağıntı geçerlidir: Burada;


 
f: Üretilen alternatif gerilimin frekansı (Hertz)

p: Alternatörün kutup çifti sayısı

n: Alternatörün devir sayısı (devir/dakika)
 
Alternatif Akımın Ani ve Maksimum Değerleri

Maksimum değer:
Alternatif gerilim, bir periyot içerisinde bir defa pozitif maksimum değeri, bir defa da negatif maksimum değeri alır. Alternatif akımın veya gerilimin bu maksimum değerine tepe değer veya maksimum değer denir. Gerilim için UM, akım için IM şeklinde gösterilir.

Ani değer:
Alternatif akımın, zamanın herhangi ir anındaki değerini ani değer denir. Ani değer, küçük harflerle gösterilir. Gerilim için u(t), akım için i(t) harfi ile gösterilir. Maksimum değer, ani değerlerin en büyüğüdür ve bir periyotta sonsuz sayıda ani değer vardır. Akım veya gerilimin, bir periyottaki ani değeri, aşağıdaki gibi ifade edilir: Burada;



ω: açısal hız (radyan/saniye veya derece/saniye)

t: zaman (saniye)

Alternatif Akımın Ortalama ve Etkin Değeri

Ortalama Değer:
Ortalama değer, herhangi bir u(t) fonksiyonun bir periyottaki ani değerlerinin ortalamasıdır. Alternatif akımın bir periyottaki pozitif ani değerlerin sayısı, negatif ani değerlerin sayısına eşit ve aynı büyüklükte olduğundan alternatif akımda ortalama değer sıfırdır. Bu nedenden dolayı ortalama değer hesaplanırken alternanslardan birinde hesaplama yapılır. T periyodu için alternatif akımın ortalama değerini hesaplarsak:


Bu sonuca göre pozitif ve negatif alternansı kapsayan tam bir periyot için alternatif akımın ortalama değeri sıfırdır.

Etkin (Efektif) Değer:
Alternatif gerilimin en büyük değeri veya genliği, sinüs sinyalinin yukarıda tanımlanmış periyot süresi içerisinde aldığı en büyük değeri belirtir. Bu değer, 220 V’luk şebeke gerilimi için yaklaşık 311 Volt’dur. Fakat bu genlik değeri, anma değeri olarak kullanılmaz. Bunun yerine alternatif akımın sinüs fonksiyonunun etkin değeri (rms) kullanılır. Alternatif gerilim uygulanan bir devre elemanında harcanan gücü bulmak isterken hangi akım veya gerilim değerini alacağımızı öncelikli olarak belirlemeliyiz.

Çünkü maksimum (tepe) değeri (Um veya Im) kullanacak olsaydık, tepe değer bir periyotta aynı değeri hem pozitif hem de negatif alternansta iki kez alacaktı ve bu durumda sistemin gücünü hesapladığımızda büyük bir hata payı oluşacaktı. Ortalama değer ise alternatif akımda sıfır olduğu onu da kullanamıyoruz. Bu durumda gücü belirlemenin en iyi yolu etkin değeri kullanmak olacaktır. Etkin değer ısı etkisi ile alakalıdır. Yani bir direnç üzerinden akan akımın DC’de yaptığı işe eşit iş yapan AC değeridir.

DC ve AC gerilim ve akım uygulanan iki temel devre vardır. DC devrede akım sabit olduğundan (Im= 5 A), ısı şekline dönüşen güçte P=(Im)2.R ve sabittir. Ancak, AC devrede ise akım zamana bağlı olarak değiştiğinden güçte zamana bağlı olarak değişecektir. Şekilde DC ile aynı tepe değere sahip olan AC direnç üzerinde oluşturduğu ısı etkisi doğru akımın oluşturduğu ısı etkisinden daha azdır. Devrelerde her iki kaynağın da aynı R direnci üzerinde aynı zaman diliminde aynı etkiyi göstermesi için, doğru gerilim kaynağının değeri AC gerilim kaynağının tepe değerinden daha küçük olması gerekir. DC gerilimin bu değerine, AC gerilimin etkin değeri denir.


                                  
Periyodu T olan genel bir f(t) fonksiyonunun etkin değeri aşağıdaki gibi tanımlanır Alternatif akımın etkin değerini hesaplarsak aşağıdaki sonucu elde ederiz. Bu sonuca göre alternatif akımın etkin değeri, maksimum değerin 0,707 ile çağrılması ile elde edilen değerdir. Şebekelerimizde kullandığımız gerilimin maksimum değeri yaklaşık 311 V’tur. Yani şebeke geriliminin etkin değeri 220 V’tur. Ölçü aletleri her zaman gerilimin etkin değerini ölçer. Bu nedenle şebekede ölçüm yaptığımızda gerilimin etkin değeri olan 220 V değerini görürüz.

Uydu Sistemi

Fırlatma Evresi yaklaşık 25 dakika süren bu evre, en kısa fakat tüm evreler içinde en önemli olanıdır ve Fransız Arianespace firması tarafından gerçeklestirilmistir. Ateslemeler Fransız Guyanası’ndan, KOUROU dakı fırlatma rampasından...

ISDN Teknolojisi

ISDN (Integrated Services Digital Network), günümüzde kullanılan ses, veri, video, resimler vb. gibi farklı servisleri, hizmetleri, uygulamaları iletmek ve birleştirmek amacıyla oluşturulmuştur. ISDN, kullanışlı ve esnek bir altyapı sistemine sahip...

Türksat 4B

Ku, Ka ve C frekans bantlarında aktarıcılara sahip olan Türksat 4B uydusu, 12 adet Ka bant spot kapsama alanında daha ucuz internet hizmeti verecek. Uydu, televizyonların canlı yayın geçişlerinde de...

Direk Tipi Trafo

İletim hatlarında gelen orta gerilimi tüketicilerin kullanabileceği alçak gerilime düşüren ve direklerin üzerine monte edilen trafolara direk tipi trafolar denir.  Özelliği Bu tip trafo merkezleri genellikle küçük yerleşim birimleri ile ana dağıtım trafosuna uzak aboneleri beslemek için kullanılır. Trafo ve donanım direk üzerine monte edilmiştir. Bir kısım elemanlar ise direğin yanında bulunan alçak gerilim panosuna monte edilmiştir.

Güneş panelleri Tasarımı

 Güneş enerjisi kullanarak elektrik üretimi, bugünlerde sıkça konuşulan yenilenebilir enerji kaynağı uygulamalarının oldukça popüler olan bir çeşididir. Bol olması, bedava olması, işletme maliyetinin düşük olması ve çevre kirliliğine yol açmaması gibi birçok iyi nedenden dolayı yatırımcıların dikkatini çekmektedir. Bu çalışmada fotovoltaik hücreler ile elektrik enerjisi üreten sistemlerin maliyeti üzerinde durulmuştur.

Kirşofun Gerilimler kanununu

Kirşofun gerilimler kanununa göre kapalı bir elektrik devresinde (çevrede) devre elemanları üzerinde düşen gerilimlerin toplamıgerilim kaynağının gerilimine eşittir. Veya kapalı bir çevredeki gerilimlerin toplamı sıfırdır. Aşağıdaki şekle bakıldığında kirşofun gerilimler kanunu daha iyi anlaşılır. Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi Vk gerilimli güç kaynağından beslenen R1, R2 ve R3 dirençleri üzerinde düşen gerilimler VR1, VR2 ve VR3 gerilimleri vardır. Şekilde okla çizilen çevre devredeki bütün gerilimleri çevrelemektedir. Kirşofun gerilimler kanununa göre VR1, VR2, VR3 gerilimlerinin toplamı Vk kaynak gerilimine eşittir. Yani;

Parafudur

Bir yüksek gerilim tesisini veya bunun bir kısmını müsaade edilmeyen aşırı gerilimlere  karşı koruyan aygıtlara aşırı gerilimlere  karşı koruma aygıtları denir. Bu koruma aygıtlarından  biri  de  parafudurdur.  Parafudur,  büyük  akım  darbelerini  toprağa  iletir  ve işletmeyi  kesintiye  uğratmadan  aşırı  gerilimleri  şebeke  izolasyonu  için  zararsız  bir  düzeye indirir.

'W' Otomat Sigortalar

Evlerimizde, işyerlerimizde, endüstriyel tesislerde veya özel işletmelerde can ve mal kaybına karşı elektriksel olarak koruma yapmamız gerekmektedir. Bu koruma elektriğin üretildiği yerden başlayarak son kullanıcıya kadar devam eder. Elektrik sigortası, elektrik tesisatı üzerinde beslenilen hat üzerindeki anlık yüksek gerilim, aşırı akım, kısa devre, nominal akımın üzerinde akım geçişi gibi elektriksel olumsuzlukların önüne geçebilmek için termik ve manyetik özelliklerle elektrik enerjisini kesen bir güvenlik önlemidir.

50 HZ frekans

Frekans bir olayın birim zaman (genel olarak 1 saniye) içinde hangi sıklıkla, kaç defa tekrarlandığının ölçümüdür. Bir saniye içerisinde oluşan saykıl sayısına frekans denir. Ülkemiz elektrik şebekesinde frekans değeri 50 Hz’de sabit tutulmaya çalışılır. Bunun sebebi özel frekanslı sistemler haricinde tüm elektrikli cihazların 50 Hz frekansına uyumlu olmasıdır.

Akım Trafoları


 Akım Trafoları  "primer" dediğimiz esas devreden geçen akımı, manyetik bir  kuplaj  ile,  küçülterek  "sekonder"  dediğimiz  ikincil  devreye  ve  bu devreye bağlı cihazlara aktarırlar. Bunun sonucunda;  a) Cihazların büyük akımlar ile zorlanması, b) OG ve YG devrelerinde, cihazların büyük gerilimler ile zorlanması önlenmiş olur.

Alternatif Akım

Bildiğimiz gibi elektrik santrallerinde döner elektrik makinaları alternatif akım, yani sinüsoidal akım üretirler. Bu akımın üretilmesi Faraday Yasası’na dayanmaktadır. Faraday Yasası’na göre bir manyetik alan içerisinde hareket eden bir iletkende bir gerilim endüklenir. Buna göre manyetik alan ve iletkenlerden oluşan bir sistemde bu büyüklükten birinin sabit, diğerinin hareketli olması gerekir.

Alternatör

Generatörlerin çalışma esaslarında anlatılan akım her yarım turda yön değiştirir. Büyük güçlü generatörlerde kutuplar elektromıknatıslardan oluşur. Kutupları oluşturan bu elektromıknatıslara uyartım sargısı ismi verilir. Dinamonun Çalışması Yönü değişken olan bu akımı tek yönlü olarak dışarı alabilmek için kolektör (komütatör) ve fırçalardan oluşan bir düzenek kullanılır.

Ampul

Günlük hayatta kullandığımız çoğu teknolojinin kim tarafından, ne zaman icat edildiğini pek düşünmeyiz. Bizim için önemli olan işimize yaramasıdır. Bu teknolojilerden biri de tek bir düğmeyle çalışan akkor lambalar yani ampuller. Ampulün icadı deyince hemen Thomas Edison’un ismi akla gelir. Peki gerçekten öyle mi? Ampulü Edison mu icat etti? Gelin şimdi hep birlikte geçmişin karanlığında biraz gezintiye çıkalım ve “Ampulü kim icat etti?” sorusunu aydınlatmaya çalışalım.

    Yusuf Gökçe

    'Yusuf GÖKÇE Blog' Teknoloji'nin her dalından hayatımızı kolaylaştıran buluşların kısa ve öz teknik bilgileri bu portalda olacak...

    Bizden Makaleler

    © 2025 Yusuf Gökçe. Elektrik, Elektronik, Bilgisayar, Otomasyon, Telekominikasyon...

    Arama