Alternatif Akım | AC Dalga Åžekilleri – Sinüzoid Dalga – Transformatör Örnek Åžeması – AC MatematiÄŸi – AC Güç Frekansları

Alternatif Akım

Alternatif akım (İngilizce: Alternating current), genliği ve yönü periyodik olarak değişen elektriksel akımdır. En bilinen AC dalga biçimi sinüs dalgasıdır. Yine de farklı uygulamalarda üçgen ve kare dalga gibi değişik dalga biçimleri de kullanılmaktadır. Bütün dalgalar birbirlerine elektronik devreler aracılığı ile çevrilebilirler. Devrede kondansatör, diyotlar, röleler ile bu çevrim yapılabilir.

AC dalga ÅŸekilleri

Sinüzoid dalga

AC güç genellikle sanayi ve konutlarda kullanılır. Santrallerde üretilen enerjinin sevkinde de AC kullanılmaktadır. Deniz altına yapılan enerji nakil hatlarında üretilen AC elektrik, dalga yapısında bozulmalara sebep verilmemesi için DC’ ye dönüştürülerek taşınmaktadır. HVDC ismi verilen uygulama ile okyanus ya da deniz altından nakil hatları iÅŸlenebilmektedir.

Günümüzde havadan ve kablo üzerinden taşınan, ses ve radyo dalgalarının karışmama sebebi de alternatif akımın farklı sinüzoidal yapılarda olmasından kaynaklanmaktadır.

Tarihi

Ä°lk AC sistem

Ä°zolasyonlu kablolar arasındaki alternatif akım etkisini pratikte ilk dizayn eden William Stanley’ dir. Ä°ndüksiyon bobini adını verdiÄŸi ve transformatör’ün atası olan sistemle alternatif akımla ilgili çalışmalarına baÅŸlamıştır. Bugün kullanılan haliyle alternatif akım ilk olarak Nikola Tesla tarafından 1886 yılında laboratuar ortamında üretilmeye baÅŸlanmıştır. Tesla daha sonra patentini George Westinghouse’ a satmıştır. O yıllarda Lucien Gaulard, John Dixon Gibbs, Carl Wilhelm Siemens ve diÄŸer bazı bilim adamlarıda, bu alanda çalışmalar yapmışlardır.
Endüstriyel amaçlı üç faz (Ä°ngilizce: Three-phase) AC elektrik akımı üreten ilk santral ise, 1893 yılında Almirian Decker tarafından Kaliforniya’ daki Mill Creek hidroelektrik santralinde kurulmuÅŸtur. Decker’ in tasarladığı sistem 10.000 volt ve 3 fazlı bir sistemdir. Bu gerilimi kullanan sistemler günümüzde hala motorlarda ve bazı nakil hatlarında bulunmaktadır.
Alternatif akım 19. yüzyılın sonları ile 20. yüzyılın başlarında geliştirilerek kullanılmaya başlanılmıştır.

Üretimi, İletimi ve Dağıtımı

BilindiÄŸi gibi içerisinden elektrik akımı geçen bir kablo etrafında manyetik alan meydana getirir. Tersinir olarak, manyetik alana maruz kalan bir kabloda da elektrik akımı oluÅŸur. Bu ilkeden yola çıkılarak sabit stator ve hareketli rotor dan oluÅŸan bir sistem dizayn edilmiÅŸtir. ÇeÅŸitli güçlerle (hidroelektrik santraldeki yüksekten düşen su, termik santraldeki buhar gücü, vb) döndürülen rotor statorda sarılı haldeki kablolar üzerinde elektrik akımı oluÅŸturur. Daire biçimindeki statorun 120° lik açı ile 3 tarafından üretilen elektrik enerjisi alınır. Üç faz oluÅŸmuÅŸ bulunmaktadır. AC’ deki sinüs dalgasının sebebi ise her faza düşen manyetik alanın, döner haldeki rotor sebebiyle sürekli deÄŸiÅŸmesinden kaynaklanmaktadır.

Ä°letimi

Manyetik alan

Alternatif akımın gücü bilindiği gibi transformatörlerle arttırılabilir veya azaltılabilir. İletim sırasında nakil hatlarında oluşan gerilim düşümünü indirgemek için yüksek gerilimler kullanılır. Türkiye için iletim hatlarında 154 ve 380 kV (kilovolt) kullanılır. Burada iletim hattından kasdedilen santral ile şehir şebeke girişleri arasıdır.

Bir iletim hattındaki kayıp güç iletkendeki akımın karesi ve direncinin çarpımı ile bulunur.

olarak formülüze edilir. Bunun anlamı; ‘eÄŸer iletkendeki akım 2 katına çıkarsa güç kaybı 4 kat artacaktır’ demektir.

Ancak yüksek gerilimlerinde dezavantajları vardır.

Bunlar;

* Taşıma tehlikeleri
* Hatta oluşan yüksek manyetik alandan dolayı etkileşim
* Hatta oluşan yüksek manyetik alandan dolayı kablolarda ters gerilimler oluşması ve gerilim saflığının bozulması (Günümüzde hat başından hat sonuna 3 kere çaprazlama yapılarak giderilmektedir.)

Günümüzde HVDC sistemler, yani yüksek gerilimli doğru akım iletim sistemleri bu etkileri ortadan kaldırmıştır, ancak uygulanması ve işletme maliyetleri çok yüksektir. Bu sistemde santralde üretilen AC güç, doğrultucu devreler yardımıyla DC güce çevrilir ve DC olarak taşınır. Hat sonunda tekrar AC güce çevrilir.

Hatta 3 faz taşımak esastır. Çünkü dünyadaki elektrik santrallerinin tamamına yakını 3 faz elektrik üretir. Bunun sebebi jeneratörün statorundaki 120°’lik açıyla dizilmiÅŸ hat çıkışlarıdır.

Dağıtımı

Transformatör örnek şeması

Şehirlerarası nakil hatları sonlar ile şehir şebekesi başlangıçları arasında indirici merkezler bulunur. Bu merkezlerin görevi gelen yüksek gerilimi dağıtım planlarına göre orta gerilim veya düşük gerilime çevirmektir. Bu merkezlerdeki transformatörler bu görevi yüklenirler. Temel olarak bir indirici merkezde, transformatör, kesici, ayırıcı, gerilim trafosu, kumando panoları bulunur.

AC MatematiÄŸi

Sinüs dalgası

Alternatif akım, alternatif gerilimle beraber incelenir. Alternatif akım genellikle sinüzoidaldir. Sinüs değeri

* 0° için 0, 90° için +1,
* 180° için 0,
* 270° için -1′ dir.

AC gerilim (V) matematiksel olarak aşağıdaki formül ile ele alınabilir:

AC güç Frekansları

Elektriğin frekansı ülkelere göre değişiklik gösterebilir. En çok kullanılan frekanslar 50 ve 60 hertzdir. Askeri alanlarda, denizaltılarda, tekstil endüstrisinde, bazı merkez bilgisayarlarda, uçaklarda ve uzay araçlarında 400 hertz kullanılmaktadır. Aşağıdaki tabloda ülkelere göre frekans ve gerilim değerleri bulunmaktadır.

Kaynak: Kadim Dostlar ™ Forum

Bu içerik 24.04.2009 tarihinde Hale tarafından, Bilimsel GeliÅŸmeler - Sosyal ve Fen Bilimleri bölümünde paylaşılmıştır ve 877 kez okunmuştur. Bu içeriğin devamında incelemek isteyebileceğiniz 1 adet mesaj daha bulunmaktadır.

Alternatif Akım | AC Dalga Şekilleri - Sinüzoid Dalga - Transformatör Örnek Şeması - AC Matematiği - AC Güç Frekansları orjinal içeriğine ulaşmak için tıklayın ...