Akım Yoğunluğu Nedir?

Akım yoğunluğu

Akım yoğunluğu nedir?

Akım suya benzetilirse, iletken teller de su borularına benzetilebilir. Bir su borusunun yapıldığı maddeye göre, borunun taşıyabileceği bir su miktarı vardır. Örnek olarak kalın bir metal borunun taşıdığı suyu ince bir metal boru taşıyamayıp patlayabilir. İletkenlerin yapıldıkları maddeye ve kablo kesitlerine göre kablo akım taşıma kapasitesi azami akım değerleri vardır. 

Elektrik Akım Yoğunluğu

İletkenin 1 mm² lik kesitinden geçen elektrik akımına elektrik akım yoğunluğu denir. Akım yoğunluk birimi amper/milimetrekaredir (A/ mm² ). Akım yoğunluğu genellikle J harfi ile gösterilir. Bir iletkenin kesiti, iletkenin yarıçapının karesi ve pi sayısının çarpımıyla bulunur ve S = p.r² şeklinde ifade edilir.

Akım yoğunluğundan, bir iletkenin taşıyabileceği azami akımı bulmada yararlanılır.

Yoğunluk formülü eşitliğindeki sembollerin anlam ve yoğunluk birimleri:

• J : Akım yoğunluğu (A/mm² )
• I : İletkenden geçen akım (A)
• S: İletkenin kesiti (mm² )

Soru: Kesiti 1.5 mm² olan bir iletkenden 6 A geçiyorsa bu iletkenin akım yoğunluğu nedir?

Cevap: J = I / S = 6 / 1.5 = 4 A / mm

Kesit ve Akım Yoğunluğuna Göre İletkenden Geçen Akım Miktarının Hesaplanması

Bir iletkenin kesiti, o iletkenin 90º lik bir açı ile kesildiği zaman kesilen yüzeyinin alanına denir. Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi.

Soru: Akım yoğunluğu 6.75 A/mm² olan 4 mm² kesitindeki bir iletkenin taşıyabileceği akım miktarını bulunuz.

Cevap: J = I / S eşitliğinden I = J . S eşitliği elde edilir. I = 6.75 . 4 = 27 A bulunur.

Akım yoğunluğu iletken kesiti hesaplamasında kullanılmaktadır. Bir iletkenin kesitini belirlerken birçok durumda sadece akım yoğunluğunu bilmek yeterli değildir. Örneğin iletken direnci sıcaklıkla birlikte artmaktadır ve kesit hesabında bunun da dikkate alınması gerekir.

Bir iletkenin kesitinde dikkate alınacak faktörler, Elektrik İç Tesisleri yönetmeliği‘ nde belirtilmiştir. Kullanılacak iletkenlerin kesitleri, bu yönetmelikteki bazı tablolardan alınan değerlere göre yapılmaktadır. Kabloların akım taşıma kapasitesi, iletkenin cinsi, kullanılacağı fiziksel ortam, yalıtkanın cinsi, ortam sıcaklığı, çalışma akımı, vb. gibi farklı faktörlere göre belirlenmiştir.

Soru: Bir duvarın içinde plastik boru içerisindeki bir iletkenin taşıyabileceği azami akım miktarı 16 A’dır. Bu iletkenin kesiti kaç mm² olmalıdır?

Cevap: Tablo 1’e göre, kablomuz boru içinde çekildiği için 1. gruba girmektedir. Tablonun 2. sütunundan 16 değeri bulunur ve aynı satırda, 1. sütundaki değer okunur. Kullanılan kablonun kesiti 1.5 mm²  olmalıdır.

Soru: Evinizdeki 3000 W’ lık bir ısıtıcı için kullanılan telin kesiti en az kaç mm² olmalıdır.

Cevap: Tablo 2’ de kablo akım taşıma cetveline bakılarak güç değerinin 1. sütunda, hangi satırdaki değerlerin arasında olduğu belirlenir. Buna göre 1. sütun ve 2. satır belirlenerek 3. sütundan aynı satırdaki değer okunur. Isıtıcı için kullanılabilecek en ince telin kesiti 2.5 mm² dir.