Alternatif Akım

Merhabalar.Bu yazımda sizlere alternatif akımdan bahsetmek istiyorum.Alternatif akımı anlamak için önce doğru akımı anlamalayız.Doğru akım yönü ve şiddeti zamanla değişmeyen akımdır. DC ile gösterilir.Genel olarak haberleşme sistemlerinde, elektroliz sistemlerinde, HVDC adı altında bazı enerji iletim sistemlerinde ve daha bir çok yerde kullanılmaktadır.

Alternatif akım, yönü ve şiddeti belirli bir frekansta değişen akım türüdür. AC ile gösterilir.Genel olarak yüksek güç gerektiren uygulamalarda, yüksek güçle çalışan motorlu sistemlerde, buzdolabı çamaşır makinesi gibi motorlu ev aletlerinde ve enerji iletim sistemlerinin çoğunda kullanılmaktadır.Alternatif akımla doğru akımı karşılaştırırsak:

  • Alternatif akımın şiddeti ve yönü belirli bir frekansla değişirken doğru akım sabittir.
  • Alternatif akımın üretimi doğru akımdan daha kolaydır.Zorluklardan dolayı DC jeneratörlerde 1.500 Volt’a kadar üretim mümkünken, AC jeneratörlerde 20.000 Volt’a kadar üretim yapılabilmektedir.
  • Alternatif akım motorlarının bakımı doğru akım motorlarına göre daha kolaydır.
  • Alternatif akım jenaratörleriyle yüksek devirler ve güçler elde etmek mümkündür.
  • Alternatif akımda transformatörlerle kolayca gerilim ve akım değişikliği yapılabilirken doğru akımda invertör denilen daha maliyetli sistemlerle gerilim-akım değişikliği yapılır.
  • Doğru akım jeneratörlerinde sabit bir devir ayarı yapmak daha kolaydır, bu doğru akımın bir avantajıdır.
  • Cevher arıtma, elektroliz vb. işlemlerin yapılması için sabit yönlü bir akım gerekir, bu ancak doğru akımla sağlanır.Bu durumda doğru akımın bir diğer üstünlüğüdür.
ac-dc-devreleri
Resimde görüldüğü gibi DC devresinde akım tek yönlü iken AC devresinde akım iki yön arasında titreşerek hareket eder.

Alternatif akımla ilgili terimlere baktığımızda periyot, frekans, etkin değer, ortalama değer, ani değer, maksimum değer gibi kavramlar ortaya çıkmaktadır.Basitçe söylemek gerekirse:

  • Periyot(T), bir tam dalganın geçmesi için geçen süre
  • Frekans(f), bir saniyede oluşan dalga sayısı yani akımın yönü ve şiddeti ne sıklıkla değişiyor sorusunun cevabı.Mesela prizlerimizden 50 Hz frekansta AC akım gelir yani +- uçlar saniyede 50 kez yer değiştirir.
  • Maksimum değer, örneğin prizlerimizden gelen 220 volt sabit değildir.bir yere kadar yükselir sonra iner ve ters yönde yükselir.İşte bu uç noktalardaki değerlerdir.
  • Ortalama değer, adı üstünde orta.Prizden gelene elektrik +220 ile -220 arasında değiştiği için bu durumda ortalama değer sıfırdır.
  • Ani değer herhangi bir andaki değerdir.Bu değer alternatif akım denklemiyle bulunur.Ama bu denklemlere girmeyeceğim.
  • Etkin değer, en basit şekilde bir tek dirençten oluşan bir AC devresi düşünün.Bu devrede alternatif akımın direnç üzerinde yaptığı işi, doğru akım hangi değerde yapar sorusunun cevabıdır.
acde-gerilim-akım-guc-degisimi
AC’de gerilim(E),akım(I) ve güç(P) değerlerinin değişimi.Denklemler ise alternatif akımın denklemidir.İşte maksimum değer,ani değer gibi değerler burdaki t değişkeniyle bulunur.

Peki haberleşme sistemlerinde,televizyon gibi motorsuz ev aletlerinde,bunlar gibi birçok yerde DC kullanılıyorsa neden elektrik santrellerinde AC elektrik üretimi yapılır ve bu şekilde evimize kadar gelir? Bu durumun birçok sebebi vardır.Alternatif akım motorlarının üretim kolaylığı, daha yüksek güçte elektrik üretme kolaylığı, nakil esnasında kayıpların az olması gibi durumlar AC üretim ve naklinin sebepleri arasında gösterilebilir.Elektriksel güç nakil esnasında her iletkeninde bir direnci olduğu için bir miktar kaybolur.Ama gerilimin artması güç kaybolmasını azaltır.Bu durumu Gerilim mi Çarpar Akım mı başlıklı yazımda açıklamıştım.Gerilim yükseldikçe direncin etkisi azalacaktır.Alternatif akım üretilirken zaten yüksek gerilimlerle üretilebilmektedir.Aynı zamanda transformatör aracılığıyla yüzbinlerce volt seviyesine yükseltilebilmektedir.Dolayısıyla nakil esnasında kayıplar en aza indirilir.Daha az kayıp daha az maliyet demektir.Bir çok trafo ile bu yüksek gerilim 220 Volt seviyesine getirilip prizlerimize ulaşır.Bizde doğru akıma çevirmek istiyorsak adaptör dediğimiz içinde doğrultmaç devreleri bulunan cihazlar kullanılırız.Bunlar AC’yi DC’ye çevirir.Nakil sistemlerinde alternatif akım yerine HVDC sistemler de kullanılmaya başlansa da bu sistemler yaygın değildir ve çok uzun mesafelerde kullanılmaktadır.HVDC High Voltage Direct Current yani Yüksek Voltajlı Doğru Akım demektir.

Alternatif akım üretimi Dönen Manyetik Alan kavramıyla ilgilidir.Yani bir iletken üzerindeki manyetik akı değiştiği zaman iletkende birim zamanda oluşan bu değişimin bir elektromotor kuvvet(gerilim olarak düşünebilirsiniz) oluşur.Manyetik akının arttığı yönün tersine azaltıcı bir alternatif akım, azaldığı yönün tersine arttırıcı bir alternatif akım oluşur.Bu durum fizikte Lenz Kanunu olarak geçer.Teknik bilgiye çok girmek istemediğimden daha fazla ayrıntıya girmek istemiyorum.

alternatif-akim-uretimi
Alternatif Akım Üretimi

Alternatif akımın avantajlarından bahsederken transformatörler ile gerilim-akım miktarlarının kolayca değiştirilebileceğinden bahsetmiştim.Alternatif akım sinüs, kare, üçgen, testere dişli gibi çeşitli dalga formlarında olabilirken genel olarak sinüs dalga tercih edilir.Çünkü, sinüs dalga formundaki alternatif akım üzerinde trafo ile kolayca değişiklik yapılabilir.

dalga-tipleri
Çeşitli Dalga Tipleri

Alternatif akımın insan üstündeki etkileri de farklıdır.Bunun temel sebebi frekans kavramıdır.Genelde AC elektrik insan için daha tehlikelidir derler.Çünkü üzerinden belirli bir frekansta titreşen bir akıma maruz kalan insanın kaslarının ritmi değişecektir ve kontrolden çıkacaktır.Elektrik çarpan insanların hareket edememelerinin sebebi budur.Bu elektrikten kalpte etkilenirse kalbin kendi doğal ritmi bozulacağından ölümcül sonuçlar doğabilir.Ama alternatif akımın ilgi çekici özelliklerinden biri de akımın frekansı 500 kHz veya daha üstü olursa akım kapasitif olarak vücudun akar.Bu denli yüksek frekanstaki akım ise kalbin ritmini bozmaz.Sadece vücut direncinden kaynaklanan ısı etkisi gözlemlenir.

nikola-tesla
AC’den bahsedip Nicola Tesla’dan bahsetmemek ayıp olurdu.Tesla burda kablosuz elektrik çalışmalarının sonucu olarak elindeki ampülü kablosuz olarak yakıyor.Vücudundan milyonlarca volt AC elektrik geçmesine rağmen yüksek frekanslı akım kullandığı için elektrikten zarar görmüyor.

Bu yazımda sizlere alternatif akımın üretimi, nakli, genel özellikleri, doğru akımla farkları, insan üstündeki etkisi vb. durumlardan bahsettim.Yazımın bazı yerlerinden bilgisinden ve notlarından yararlandığım Zakir Yeşilyurt hocama teşekkür ederim.Umarım faydalı olabilmişimdir.Sağlıcakla kalın, Takipte kalın 🙂

Yazıda Yararlandığım Kaynaklar:

Görsel Kaynaklarım:

Yazar: enesaricioglu

Ben Enes ARICIOĞLU.2000 yılında Erzurum’da doğdum.İlk okulu Özel Güneş Koleji’nde Liseyi Özel Final Koleji’nde okudum.Şuan da üniversite sınavı(YKS) sonuçlarını beklemekteyim.Bilgisayarlar,elektrik ve elektronik,makineler,teknoloji vb. konulara çocukluktan beri ilgi duyuyorum.Kendimi bu alanlarda geliştirmeye çalışıyorum.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir