Elektrik Enerjisi ve Transformatör
Merhabalar, Temel elektronik ile ilgili yazılarımızın ilk bölümüne başlıyoruz. Bu yazımızda Elektrik Enerjisi ve Transformatör konusunu işleyeceğiz. Elektrik Enerjisi Nasıl Elde Edilir? Transformatör Nedir? Transformatör Çalışma Prensibi konularında bilgi vereceğiz.
Elektrik enerjisi, elektrik yüklerinin (elektronların) hareket etmesiyle meydana gelen bir enerji çeşididir. Elektrik enerjisi birçok farklı kaynaktan üretilmektedir. Enerjinin ısı, kinetik, mekanik, elektrik, manyetik vb. birçok çeşidi vardır. Bunlardan elektrik santrallerinde üretilen elektrik enerjisini inceleyeceğiz. Temel Elektrik ve Elektronik Makale: 1
Elektrik, teknik anlamda, iletken bir telin manyetik bir alan içinde hareket ettirilmesi ile üretilir. Büyük miktarda elektrik enerjisini elde etmek için elektrik jeneratörleri (alternatörler) kullanılır. Bu alternatörleri çalıştırabilmek için ise santrallerden faydalanırız. Santrallerde elektrik enerjisinin üretilmesinde, bir kuvvetle (su, buhar, rüzgâr vb.) döndürülen türbinler ve onların döndürdüğü alternatörler kullanılır.
Alternatörler, temel olarak stator(duran) ve rotor(dönen) denilen parçalardan oluşur. Alternatörün rotorundaki sargılardan elektrik akımı geçirilerek bir manyetik alan (bir elektromıknatısta olduğu gibi) elde edilir. Rotor, bir türbin vasıtası ile döndürüldüğünde, rotorun manyetik etkisi altındaki stator sargılarından elektrik enerjisi elde edilir.
Yukarıdaki animasyonda bir buhar santralinin çalışma animasyonu görülmektedir. Buhar gücü sayesinde alternatöre bağlı türbin döndürülmekte, alternatör gerilim üretmekte ve üretilen gerilim dağıtım hatları ile taşınmaktadır. Aşağıdaki resimde ise bir alternatörün stator ve rotoru görülmektedir.
Bir alternatörün çalışmasını anlamak için, manyetizma ile elektrik enerjisi elde etmeyi anlamak faydalı olacaktır. Elektrik enerjisi, çoğunlukla bir manyetik alanın etkisindeki iletken hareket ettirilerek elde edilir. Aynı şekilde manyetik alanın hareketi ile de elektrik enerjisi (gerilimi) elde edilmektedir.
Aşağıdaki şekillerde birinci devrede hem mıknatıs (manyetik alan) hem de iletken sabittir. Bu durumda telden akım geçmez. İkinci devredeki gibi mıknatıs hareket ettirildiğinde iletkenden çok küçük de olsa bir akımın geçtiği ve bir gerilim oluştuğu gözlenir.
Manyetizma ile elektrik enerjisi elde etme
Bir alternatörün çalışma prensibi aslında oldukça basittir. Bir iletken, mıknatıs kutupları arasında hareket ettirildiğinde iletkende bir elektrik enerjisi oluşur. Bu hareket alternatörlerde dairesel (dönme şeklinde) bir harekettir.
Alternatör modeli
Şekilde kol çevrildiğinde bobin yerine kullanılan iletken (bobin) dönecektir. Mıknatısın manyetik etkisi ile iletkende gerilim oluşacaktır. Bu gerilim devreden bir akım dolaştıracak ve lamba yanacaktır. Akım, alan etkisindeki iletkenin bir ucundan bileziğe geçecek ve oradan, bileziğe sürtünen fırçaya geçecektir. Fırçadan çıkan akım alıcıyı dolaştıktan sonra diğer fırçaya gelecek, oradan diğer bileziğe ve bilezikten de iletkenin diğer ucuna dönerek devreyi tamamlayacaktır.
Devredeki lambanın ışık şiddeti, mıknatısın gücüne, telin (mıknatısın etkisindeki) uzunluğuna ve telin dönüş hızına göre az ya da çok olacaktır. Kol bırakıldığında ise telin dönüşü de duracak ve telden akım geçmeyeceği için lamba sönecektir.
Küçük güçlü alternatörlerde stator elektromıknatıs olarak çalışır ve elektrik gerilimi rotor sargılarından elde edilir. Büyük güçlü alternatörlerde elektromıknatıs, dönen kısım yani rotordur. Elektrik enerjisi duran kısımdaki (stator) sargılardan elde edilir.
Manyetizma etkisine örnek olarak basit bir elektrik motoru yapımı:
https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/kendimiz-yapalim-basit-elektrik-motoru
ENERJİ KAYNAKLARI:
Hidroelektrik Kaynaklar (Barajlar)
Termik Kaynaklar (Doğalgaz, Kömür, Motorin)
Nükleer Kaynaklar (Uranyum)
Yenilebilir Kaynaklar (Rüzgar, Güneş, Jeotermal)
Santrallerde üretilen elektrik gerilimi, enerji kayıplarını azaltmak için transformatörler yardımıyla yükseltilir, enerji iletim hatları ile şehir merkezlerindeki dağıtım merkezlerine getirilir, dağıtım merkezlerinde de uygun değerlere düşürülerek (ev için 220 Volt, sanayi için 380 Volt) ev ve iş yerlerine dağıtımı yapılır.
Bir santralin elektrik dağıtım şeması
TRANSFORMATÖRLER:
Transformatör diğer adıyla trafo, birbirinden bağımsız iki bobinin uygun bir demir nüve üzerine sarılmasıyla oluşan bir sistemdir. Bobinlerden birine gerilim (alternatif akım – değişken akım – AC) uygulandığında, bobin etrafından bir manyetik alan oluşur. Oluşan bu manyetik alan, diğer bobin üzerinde bir gerilim oluşturur. Her iki bobinin birbirleri arasında bir bağlantısı yoktur.
Bobinlerin sarımları aynı olursa, verilen gerilim değerine yakın bir gerilim diğer bobinde elde edilir. İkinci bobinin sarım sayısı daha az olursa, daha düşük bir gerilim elde edilir, daha çok sarım olursa da daha büyük bir gerilim elde edilir. Bundan faydalanılarak elektrik gerilimi azaltılır ya da çoğaltılır.
Elektrik Enerjisi ve Transformatör
Transformatörler sadece AC akımda gerilim yükseltme ve düşürme işlemi yaparlar. DC akımda birincil bobinde (primer) sabit bir manyetik alan oluşur. Bu alan ikincil bobini (seconder) etkiler fakat seconder bobin bu manyetik alanın değişimi sabit (0) olmasından dolayı elektrik üretemez. Trafolar, doğru akımda bazı elektronik kartlarda frekans ve ses devrelerinde kullanılır.
Devre hakkında yorumlarınızı aşağıdaki yorum kısmına yazabilirsiniz. Youtube kanalımızda da Temel Elektrik- Elektronik, Arduino ve mBlock ile ilgili ders videoları bulabileceksiniz. Youtube kanalıma abone olmayı da unutmayınız.
https://www.youtube.com/@candemirahmet
Yorum Yap