Elektrik santrallerinde elde edilen elektrik enerjisi kullanılacağı yerlere enerji nakil hatları sayesinde iletilir. Elektrik enerjisinin nakli sırasında direnç nedeniyle ısı enerjisi açığa çıkacağı için elektrik enerjisinin ısı enerjisine dönüşmesini yani enerji kaybının önlemek amacıyla elektrik akımının şiddeti azaltılır, voltajı (gerilimi) arttırılır. Elektrik akımının şiddetini değiştirme için de transformatörler kullanılır. (Elektrik akımının şiddeti büyük olmuş olsaydı daha kalın teller kullanılması gerekirdi. Bu da maliyeti arttırırdı).
Elektrik santrallerinde üretilen elektrik enerjisinin gerilimi 20.000 – 25.000 volt kadardır. Bu gerilim, santrallerdeki transformatörler ile 200.000 – 400.000 volta kadar yükseltilir ve enerji nakil hatları ile yerleşim birimlerine kadar taşınır. Yerleşim birimlerine gelen elektrik enerjisinin gerilimi, kullanılacağı yerlere göre transformatörlerle yani trafolarla düşürülür.
Evlerde kullanılan elektriksel voltaj 220 volttur.
Elektrik Enerjisinin Ölçülmesi |
Elektrik bir enerji türüdür. Elektrik enerjisi ile çalışan araçların birim zamanda harcadığı enerjiye (yaptığı işe) elektriksel güç denir. Güç, P ile gösterilir ve skaler bir büyüklüktür. Günlük hayatta kullanılan elektrik enerjisi kwatt.sa birimi cinsinden ölçülür.
Nükleer Santraller Nasıl Çalışır? |
Uranyum, toryum ve plütonyum gibi radyoaktif elementlerin (yüksek enerji yani radyasyon yayan elementler) parçalanması sonucu açığa çıkan ısı enerjisinden elektrik enerjisi üreten santrallere radyoaktif santraller denir.
Nükleer santrallerde atomların parçalanmasını sağlayan üniteye reaktör denir. Atomlar reaktörlerde parçalandığında açığa çıkan (nükleer) enerji ile kazanlardaki su ısıtılır ve elde edilen su buharı buhar kazanlarında toplanarak basıncı arttırılır. Yüksek basınçlı su buharı türbinlere püskürtülür ve türbinleri dönderir. Türbinler dönünce türbinlere bağlı olan jeneratörler döner ve elektrik enerjisi (alternatif akım) üretilir.
Nükleer santrallerde oluşabilecek radyoaktif (nükleer) sızıntı, çevre kirliliğine yol açar.
Termik Santraller Nasıl Çalışır? |
Fosil yakıtların (petrol, kömür, doğal gaz) yakılmasıyla elde edilen ısı enerjisi sayesinde elektrik enerjisi üreten santrallere termik santraller denir.
Termik santrallerde fosil yakıtla yandığında açığa çıkan ısı enerjisi ile kazanlardaki su ısıtılır ve elde edilen su buharı buhar kazanlarında toplanarak basıncı arttırılır. Yüksek basınçlı su buharı türbinlere püskürtülür ve türbinleri dönderir. Türbinler dönünce türbinlere bağlı olan jeneratörler döner ve elektrik enerjisi (alternatif akım) üretilir.
Termik santrallerde, fosil yakıtların yanması sonucu açığa çıkan kül ve duman çevre kirliliğine yol açar.
| Transformatörler | Alternatif akımın gerilimini (potansiyel farkını = voltajını) değiştirmek yani yükseltip alçaltmak için kullanılan araçlara transformatör denir.
Transformatörler, demir çerçeve üzerine sarılan ve birbirine dokunmayan iki bobinden oluşur. Transformatörlerdeki bobinlerin sarım sayıları birbirinden farklıdır.
Transformatörlerde;
• Değiştirilmek istenen voltajın uygulandığı bobine (sarıma) primer (birincil) bobin (sarım) denir.
• Primer bobine uygulanan (değiştirilmek istenen) voltaja (gerilime) primer (birincil) voltaj (gerilim) denir.
• Primer bobinden geçen (değiştirilmek istenen) akıma primer (birincil) akım denir.
• Değiştirilmiş voltajın alındığı bobine (sarıma) sekonder (ikincil) bobin (sarım) denir.
• Sekonder bobinden (değiştirilmiş olarak) alınan voltaja (gerilime) sekonder (ikincil) voltaj (gerilim) denir.
• Sekonder bobinde oluşan (sekonder bobinden geçen) (değiştirilmiş olarak alınan) akıma sekonder (ikincil) akım denir.
Transformatörlerde, primer bobine alternatif akım uygulandığında, primer bobinin sarıldığı demir elektromıknatıslık özelliği kazanır ve etrafında magnetik alan yani magnetik alan kuvvet çizgileri oluşturur. Alternatif akımın yönü sürekli değiştiği için oluşan elektromıknatısın kutupları da değişir.
Primer bobinin oluşturduğu magnetik alan kuvvet çizgileri sekonder bobinden geçer ve sekonder bobinde indüksiyon akımı oluşur. Sekonder bobinde indüksiyon akımı oluşmasının nedeni, primer bobinin oluşturduğu kuvvet çizgilerinin sayısının ve yönünün alternatif akım nedeniyle sürekli değişmesidir.
Sekonder bobinin sarım sayısı farklı olduğu için sekonder bobinde oluşan indüksiyon akımı da farklı olur. Sekonder bobindeki indüksiyon akımı farklı olduğu için sekonder bobinde, primer bobine göre farklı voltaj (potansiyel fark = gerilim) oluşur.
• Transformatörler, sadece alternatif akımın gerilimini değiştirirler. Doğru akımla çalışmazlar. (Bunun nedeni alternatif akımın primer bobinde oluşturduğu elektromıknatısın kuvvet çizgilerinin sayısının ve yönünün değişmesi, doğru akımın oluşturduğu elektromıknatısın kuvvet çizgilerinin sayısının ve yönünün değişmemesidir).
• Transformatörlerde her iki bobindeki elektriksel güçler birbirine eşittir.
• Transformatörlerde, bobindeki sarım sayısı potansiyel fark ile doğru orantılı, akım şiddeti ile ters orantılıdır.
• Bir transformatörde;
– Primer bobindeki sarım sayısı, sekonder bobindeki sarım sayısından fazla ise veya,
– Primer voltaj, sekonder voltajdan fazla ise veya,
– Primer akım, sekonder akımdan küçük ise böyle transformatörlere alçaltıcı (düşürücü) transformatörler denir.
• Bir transformatörde;
– Primer bobindeki sarım sayısı, sekonder bobindeki sarım sayısından az ise veya,
– Primer voltaj, sekonder voltajdan az ise veya,
– Primer akım, sekonder akımdan büyük ise böyle transformatörlere yükseltici transformatörler denir.
• Bir transformatörde sekonder voltajın, primer voltaja oranına değiştirme oranı denir.
İndüksiyon (İndükleme) Akımı Nedir? | Üreteç kullanılmadan mıknatıs veya magnetik alan kullanılarak elde edilen akıma indüksiyon akımı veya indükleme akımı denir.
Bir iletken telden elektrik akımı geçirildiğinde, iletken tel etrafında magnetik alan oluşturuyorsa, magnetik alan sayesinde de iletken telde elektrik akımı oluşturulabilir. Elektrik akımının oluşabilmesi için, elektrik yüklerinin yani elektronların iletken telde hareket etmesi gerekir. İletken telde elektronların hareket etmesini mıknatısın magnetik alanı sağlar.
İçi boş demir borunun (çubuğun veya silindirin) üzerine iletken telin sarılmasıyla elde edilen düzeneğe bobin veya akım makarası veya selenoid denir.
Bobinin içerisine bir çubuk mıknatıs hızlı bir şekilde girdirilip çıkartılırsa, bobinin uçlarına bağlı olan mili ampermetrenin ibresinin saptığı gözlenir. Mili ampermetrenin ibresinin sapması bobinden yani devreden yani iletken telden elektrik akımı geçtiğini gösterir. İletken telde, üreteç kullanılmadan mıknatıs ile elde edilen bu akım indüksiyon akımıdır.
İndüksiyon akımının oluşmasının nedeni, kapalı devre halinde bulunan bobinin üzerindeki iletken telden (iletken telin içinden) geçen magnetik alan kuvvet çizgilerinin sayısının sürekli değişmesi ve kuvvet çizgileri (magnetik alan) sayesinde iletken teldeki elektrik yüklerinin yani elektronların hareket etmesidir.
a) İndüksiyon Akımının Bağlı Olduğu Faktörler :
İndüksiyon akımının büyüklüğü iletken teldeki kuvvet çizgilerinin sayısına ve değişme hızına bağlıdır. Bu nedenle indüksiyon akımının büyüklüğü;
1- Bobindeki sarım sayısına bağlıdır ve doğru orantılıdır.
2- Mıknatısın magnetik alan şiddetine yani çekim gücüne yani magnetik alan kuvvet çizgilerinin sayısına bağlıdır ve doğru orantılıdır.
3- Mıknatısın bobine (veya bobinin mıknatısa) girdirilip çıkartılma hızına bağlıdır ve doğru orantılıdır.
4- Mıknatıs ve bobinin arasındaki uzaklığa bağlıdır ve ters orantılıdır.
b) İndüksiyon Akımının Özellikleri (Sonuçlar) :
1- İndüksiyon akımının oluşması için gerekli şart, bobindeki iletken telden geçen magnetik alan kuvvet çizgilerinin sayısının sürekli değişmesidir.
2- İndüksiyon akımı, mıknatısın (magnetik alanın) veya bobinin hareketi sayesinde oluşur.
3- Mıknatıs ve bobin hareketsiz durumda iken, bobindeki iletken telden geçen magnetik alan kuvvet çizgilerinin sayısı değişmediği için indüksiyon akımı oluşmaz. (Elektron akışının sürekli olabilmesi için magnetik alan kuvvet çizgilerinin sayısının değişmesi gerekir).
4- İndüksiyon akımı iki yönlüdür. Mıknatıs bobine girerken akım bir yönde oluşurken, mıknatıs bobinden çıkarken akım ters yönde oluşur.
5- Mıknatısın bobine giren kutbu değişirse, indüksiyon akımı yön değiştirir.
6- Elde edilen indüksiyon akımının şiddeti sürekli değişir yani artar veya azalır. İndüksiyon akımının şiddetinin sürekli değişmesinin nedeni, bobindeki iletken telden geçen magnetik alan kuvvet çizgilerinin sayısının sürekli değişmesidir. (İndüksiyon akımının şiddetinin sürekli değişmesinin nedeni magnetik alan kuvvet çizgileri sayesinde iletken telden geçen elektron sayısının değişmesidir).
7- İndüksiyon akımı, mıknatıs ve bobin yardımıyla hareket enerjisinden elektrik enerjisi elde edilmesi sonucu oluşur.
8- İndüksiyon akımı, elektro magnetik kuvvet sayesinde oluşur.
NOT : 1- İndüksiyon akımının yönü, kendini doğuran neden karşı kayacak şekilde oluşur.
(Lenz Kanunu)
2- Mıknatısın hareket yönü, oluşan indüksiyon akımının yönüne terstir.
3- İndüksiyon akımı 1831’de Henry Faraday tarafından bulunmuştur.
4- İndüksiyon akımı oluşurken, bobindeki iletken telde bulunan elektrik yüklerine yani elektronlara, mıknatısın magnetik alanı elektro magnetik kuvvet uygular ve bobindeki iletken telde bulunan elektronlar bu kuvvet etkisiyle hareket ederek kutuplanır ve potansiyel fark oluşturur.
F = q . V . B . sin?
Jeneratör Nasıl Çalışır? Transformatör Ne İşe Yarar? |
| Hareketsiz duran bir bobinin içinde hareket ettirilen bir mıknatıs, bobin üzerinden elektrik akımı oluşmasına neden olur. Bir çubuk mıknatısın hareketi elektrik akımı oluşturmuştur. Jeneratör; hareket enerjisinden elektrik enerjisi üreten araçlara verilen isimdir. Jeneratörleri, elektrik motorlarını tersine çalışan bir araç olarak düşünebiliriz. Günlük hayatımızda kullandığımız elektrik enerjisi, güç santrallerindeki (elektrik santrallerindeki) jeneratörler yardımı ile üretilir.
• Elektrik santrallerinde jeneratörlerin elektrik enerjisi üretmesi için gerekli olan hareket enerjisi değişik yollardan sağlanır.
• Termik santrallerde kömür, fuel-oil gibi fosil yakıtlar yakılarak kazandaki su buhar haline getirilir. Oluşan yüksek basınçlı su buharı türbinin türbinin hareket etmesini sağlar ve elektrik enerjisi üretilir.
• Nükleer santrallerde ise kazandaki suyun buharlaştırılması nükleer enerji ilse sağlanır.
• Hidroelektrik santrallerde barajda biriken su yüksekten hızla akarak türbinin kanatları üzerine düşer. Böylece türbine bağlı jeneratörden elektrik enerjisi elde edilir.
(Transformatör: Elektrik enerjisi güç santrallerinde üretildikten sonra şehirlerimize 250000–500000 V arasındaki yüksek gerilimle taşınır. Elektrik enerjisini taşıyan tellere yüksek gerilim hattı denilmesinin sebebi de budur. Şehirlere gelen elektrik enerjisinin gerilimi düşürülür. Böylece gerilim evlerde kullanılan cihazların çalışmasına uygun hale getirilir. Ülkemizde evlerde kullanılan gerilim 220 V’tur. Şehir gerilimini yükseltmek veya düşürmek için kullanılan araçlara transformatör denir.) |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 yorum:
Yorum Gönder