Alternatif Akımın Elde Edilmesi

Alternatif akım, AC

Alternatif akımın elde edilmesi

Alternatif Akım:

Zamana bağlı olarak periyodik bir şekilde yön ve şiddet değiştiren akıma alternatif akım (AA) denir. Bir iletkenin içinden geçen akımın şiddeti ve yönü değişmezse böyle akıma doğru akım denir. Alternatif akım ve alternatif gerilimin temel yapısı sinüs dalgası şeklindedir. Aynı zamanda sinüzoidal dalga olarak da tanımlanır. Elektrik santrallerinde alternatörler tarafından üretilen enerjinin akım ve gerilimi sinüzoidal yapıdadır.

Alternatif Akımın Elde Edilmesi

Alternatif akım elektrik enerjisi alternatör (jeneratör) adı verilen makinelerde üretilir. Bu makinelerin çalışma prensibi, manyetik alan içerisinde bulunan ve hareket eden iletkenlerde indüksiyon yolu ile gerilim meydana getirme prensibine dayanır. Makinelerin ürettiği bu gerilim alternatif akım motorları çalıştıran alternatif gerilimdir.

İndüksiyon

Alternatif Akımın Elde Edilmesi İndükleme Prensibi: Manyetik alan içerisine içinden akım geçen bir iletken konulduğunda, manyetik alan ile iletken arasında bir kuvvet oluşur. Oluşan bu kuvvete “elektromotor kuvvet” denir. İçinden akım geçmeyen bir iletken, manyetik alan içinde hareket ettirilirse, bu iletkenin iki ucu arasında bir potansiyel fark oluşur. Oluşan bu potansiyel farka “indüksiyon elektromotor kuvveti” denir. Bu iletkenin iki ucu bir alıcı üzerinden birleştirildiği zaman, iletkenden bir akım geçer. O halde manyetik alan içinden akım geçen iletkene etki ederek iletkende bir mekanik kuvvet, hareket halindeki bir iletkene etki ederek, iletkende de bir indüksiyon elektromotor kuvveti oluşturur.

Bir iletkende gerilim indüklenebilmesi için;

• Bir manyetik alan olmalıdır. (Sabit mıknatıs veya elektromıknatıs ile elde edilir.)
• İletken manyetik alan içerisinde olmalıdır.

Bu durumlarda gerilim indüklenebilir.

• Manyetik alan sabit, iletken hareketli olmalı (Doğru akım generatörleri)
• Manyetik alan değişken iletken sabit olmalı (Transformatörler ve Senkron Generatörler)
• Hız farkı olmak koşuluyla hem manyetik alan hem de iletken hareketli olabilir. (Asenkron Motor)

İndüksiyon kanunu: Faraday Kanunu (Faraday Yasası) olarak da adlandırılır.

Alternatif Akımın Elde Edilmesi

Manyetik Alanlar

Mıknatısın manyetik alan çizgileri ve alan içindeki pusula iğnelerinin doğrultuları

İletkenden Geçen Akımın Oluşturduğu Manyetik Alan

Mıknatısın manyetik alan çizgileri ve alan içindeki pusula iğnelerinin doğrultuları

Akım Taşıyan İletken Etrafında Oluşan Manyetik Alan ve Sağ El Kuralı İletken etrafında meydana gelen manyetik alanın yönü

Bobin etrafında oluşan manyetik alanın yönü

Bobin etrafında meydana gelen manyetik alanın yönü

Mıknatıs, Bobin, Manyetik Nüve, İletken düz tel ve İletken tel sarım da meydana gelen manyetik alanlar

Alternatif Akım Çalışma Prensibi

Alternatif akım üretmek için iletken, dikdörtgen tel bir çerçeve kullandığımızda;Çerçeveyi şeklimizde görüldüğü gibi manyetik alanın içine yerleştirip, sabit bir hızla döndürmeye çalışalım. Çerçevenin uçlarına da, bileziklere bağlanmıştır. Bilezikler çerçeveyle beraber dönerler. Bileziklerin üzerine fırça denilen iletken yerleştirilir. Bu fırça bileziklere sabit değildir. Bileziklere sürtünerek meydana gelen akımı alır. Bize gereken akımı fırçalar yardımı ile alırız. Fırçalar, bileziklere yapışık olsaydı, bileziklerle birlikte dönecekti ve akımı almak için kullandığımız kablolar birbirlerine sarılacaktı. Fırçalar bunun meydana gelmemesi için kullanılmıştır.

Alternatif akım büyük elektrik devrelerinde ve yüksek güçlü elektrik motorlarında kullanılır. Evlerimizde kullandığımız elektrik alternatif akım sınıfına girer. Çamaşır makinesi, buzdolabı, bulaşık makinesi, vantilatör ve aspiratörler doğrudan alternatif akım ile çalışırlar. Televizyon, müzik seti ve video gibi cihazlar ise bu alternatif akımı doğru akıma çevirerek kullanırlar.

Alternatif Akımda Saykıl, Periyot, Frekans Kavramları

Saykıl: Emk’nın sıfırdan başlayarak pozitif maksimum değere ulaşmasına, maksimum değerden tekrar sıfıra düşmesine, sıfırdan negatif değere düşmesine, negatif değerden tekrar sıfıra çıkmasına saykıl denir. Bir saykıl pozitif ve negatif alternanslardan oluşur.

Periyot: Bir saykılın tamamlanması için geçen süreye Periyot denir. Periyot, T harfi ile gösterilir ve birimi saniye (s)’ dir.

Sinüsoidal gerilim dalga şekli incelendiğinde pozitif maksimum değerin 𝑻/𝟒, negatif maksimum değerin 𝟑𝑻/𝟒 süresinde meydana g görülür.

Frekans:

Bir saniyede meydana gelen saykıl sayısına Frekans denir ve f ile gösterilir. Frekans birimi saykıl/saniye, periyot/saniye veya Hertz’dir. Periyot, frekansın tersi olarak da tanımlanabilir.

Alternatif Akım Elde Etmek İçin Diğer Üretim Yöntemleri

• Hidroelektrik santrali (HES hidroelektrik baraj)
• Termik Santrali
• Rüzgar Enerjisi Santrali (RES)
• Jeotermal Enerji Santrali
• Termal Güneş Enerjisi Santrali
• PV (Fotovoltaik Panel) Güneş Enerjisi Santrali
• Biyomas (Biyokütle) Enerjisi Santrali
• Dönen Makineler İle Elektrik Üretimi
• Buhar Türbini