alternatif akım nedir

Alternatif akım 19. yüzyılın sonları ile 20. yüzyılın başlarında geliştirilerek kullanılmaya başlanılmıştır.

IT earthing system

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.

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.

Günümüzde HVDC sistemler, yani yüksek gerilimli doğru akım iletim sistemleri(1) bu etkileri ortadan kaldırmıştır, ancak uygulanması ve işletme maliyetleri çok yüksektir. Bu sistemde santralde üretilen AC güç, doğrultucu devreler yardımıyla DA güce çevrilir ve DA olarak taşınır. Hat sonunda tekrar AA güce çevrilir.

Pik-pik(tepeden tepeye) değeri AC gerilim için pozitif tepe değeri ve negatif tepe değeri arasındaki değerdir. için en büyük değer olan +1 ile ve en düşük değer -1 arasında, AC gerilim pik değerleri and arasında değişir. Pik-Pik değeri genellikle, or şekillerinde yazılır, , ile formülize edilir.

Alternatif akım (AA ve AC 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, röle ler ile bu çevrim yapılabilir.

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.

Ancak yüksek gerilimlerinde dezavantajları vardır. Bunlar;

Burada;

Bir iletim hattındaki kayıp güç iletkendeki akımın karesi ve direncinin çarpımı ile bulunur. olarak formülüze edilir. Bunun anlamı; eğer iletkendeki akım 2 katına çıkarsa güç kaybı 4 kat artacaktır demektir.

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.

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

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.

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.

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.

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

Alternatif akım, alternatif gerilimle beraber incelenir. Alternatif akım genellikle sinüzoidaldir. Sinüs deÄŸeri 0° için 0, 90° için +1, 180° için 0, 270° için -1′ dir. AC gerilim (V) matematiksel olarak aÅŸağıdaki formül ile ele alınabilir;

Kaynak: http://tr.wikipedia.org/wiki/Alternatif_ak%C4%B1m