Alternatif Akım 11. Sınıf


Kategoriler: 11. Sınıf Fizik, Elektrik ve Manyetizma, Fizik

  • Yönü ve şiddeti zamanla değişen akımdır.
  • AC ile kısaltılmıştır.
  • Altenatif akım kaynakları ~ simgesi ile gösterilir.

  • Manyetik etkilerle iletken bir çerçevede indüksiyon akımının sürekli olarak üretilmesine alternatif akım denir.

Çerçeve OO’ ekseni etrafında w açısal hızı ile f frekansı ile dönerken akımın yönü yarım devirde değişecektir.



Alternatif akım günümüz teknolojisinin enerji kaynağıdır. Ev, ofis ve iş yerlerinde alternatif akım kullanılır.

Bilgi: Yönü ve şiddeti sabit akıma doğru akım denir. DC ile gösterilir. Doğru akım kaynakları – simgesi ile gösterilir.

Farklı ülkelerin elektrik şebekelerinde kullanılan gerilim değerleri farklı farklıdır.



Alternatif ve Doğru Akım Karşılaştırılması

  • AC akımının yönü ve şiddeti değişirken. DC akımın yönü ve şiddeti sabittir.
  • Doğru akım elde edilmesinde kullanılan dinamolar (DC jeneratörü) yüksek gerilimler üretemez. Alternatif akım jeneratörlerinden yüksek gerilimler elde edilebilir ve transformatör yardımı ile alternatif gerilim yükseltilebilir.
  • Doğru akımda akım ve gerilim değiştirilemediğinden enerji kayıpları olmadan uzağa iletilmesi mümkün değildir. Alternatif akım ise uzaklara iletilebilir.
  • AC akımın kimyasal etkisi yoktur. Bu nedenle elektrostatik boya teknolojisi, elektroliz, akü ve bataryaların şarjı sırasında, kaynak makinelerinin çalışmasında DC akım kullanılır.

Bu çalışmaların AC kaynağı ile yapılabilmesi için doğrultucular vasıtasıyla DC akıma dönüştürülmesi gerekir.

Edison’un akkor lamba icadının sonucu olarak elektrik alanındaki çalışmalar hızla ilerlemiş ve Edison’un Manhatton da kurduğu doğru akım santralinde üretilen elektriği taşıyan teller New York sokaklarında yerini almıştır.

Alternatif akımın mucidi Nicola Tesla ile Edison Amerika’da birlikte çalışmışlardır. Tesla Edison’a AC akımı ile ilgili buluşlarından bahseder. Aralarında fikir ayrılığı oluşur. DC jeneratöründen kullanıcıya kadar aynı gerilimle akım taşındığında enerji büyük kayba uğramaktadır. Edison bu sorunu her 2 km de yeni bir jeneratör kullanılarak giderileceğini düşünür. Oysa AC teknolojisi gerilimin kolayca değiştirebilmesi sayesinde enerji kayıplarını en aza indirir.

AC teknolojisinin uzun mesafelere elektrik taşınmasındaki avantajının yanında, düşük voltaj gerektiren sistemlerde, elektronik devrelerde, pillerde endüstriyel bazı uygulamalarda DC akım teknolojisi daha avantajlıdır. Güneş enerjisinden elektrik enerjisi yalnızca DC olarak üretilebilir.

Bilgi: 1856 yılında Sırbistan’da dünyaya gelen Nicole Tesla Grezdaki okulunu bırakarak Prag üniversitesinde mühendislik eğitimini almıştır. Anadili Sırpça ve ailece bildikleri Almanca yanında İngilizce. Fransızca ve İtalyancayı da öğrenmiştir. Amerika’ya giderek Edison ile birlikte çalışmış daha sonra fikir ayrılıkları nedeniyle yolları ayrılmıştır. Radyo, radar, elektriğin kablosuz taşınabilmesi gibi sayısız buluşa imza atmıştır. 1943’te Amerika’da hayatını kaybetmiştir.



Etkin Akım ve Etkin Gerilim

Alternatif Akım Devre Elemanları

Direnç

Bobin

Kondansatör

Empedans

Rezonans



Alternatif Akım Soruları ve Çözümleri

 

 

Pil, akü dinamo gibi doğru akım üreteçleri tek yönde akım üretirler. Yönü ve şiddeti zamana bağlı olarak değişen akımlara, alternatif akım denir.

Alternatif akım üreten araçlara jeneratör denir. Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren jeneratörler, elektromanyetik indüksiyon ilkesine göre çalışır. Manyetik alan içinde döndürülen iletken halkanın (bobinin) içinden geçen manyetik alan çizgi sayısı (akı) değişirse, bobin üzerinde indüksiyon akımı veya alternatif akım oluşur.

Bobinden geçen manyetik alan çizgi sayısı artarken bir yönde, manyetik alan çizgi sayısı azalırken diğer yönde akım oluşur. Bu nedenle alternatif akımın yönü ve büyüklüğü sürekli değişir.

B manyetik alanı içindeki, yüzey alanı A olan tel çerçevenin yüzeyinden geçen manyetik akının herhangi bir andaki değeri  Φ = B.A.cosα dır.

Çerçeve döndükçe, yüzey normali ile manyetik alan çizgileri arasındaki α açısı değişir. Çerçeve ω açısal hızı ve f frekansı döndürülürse α = ω.t veya α = 2π.f.t olur. Bu durumda yüzeyden geçen akı Φ =B.A.cosω.t olur.

Tek sarımlık tel halka yerine N sarımlı bir bobin kullanılsaydı, manyetik akı Φ =N.B.A.cosω.t olurdu. Akının zamanla değişmesi ile elde edilen indüksiyon elektromotor kuvveti,

Not: El feneri, duvar saati, radyo alıcısı, lambalar gibi araçlar doğru akımla çalışırlar.

Alternatif Akım ve Gerilimin Etkin Değerleri

Bazı ülkelerin ürettiği alternatif akımın frekans ve gerilim değerleri tab- Iodaki gibidir.

Alternatif gerilim sürekli değiştiği için gerilimin etkin değeri kullanılır.

R dirençli bir devreye, emk si ε olan bir alternatif akım kaynağı akım verirse, devreden geçen akım şiddeti ohm kanununa göre,

Aynı dirençten aynı zamanda, eşit miktarda ısı enerjisi açığa çıkaran doğru akım değeri, alternatif akımın etkin değerine eşittir.

Not: Alternatif akım devrelerindeki ölçü aletleri, etkin değerleri ölçerler. Alternatif akımın yönü ve şiddeti sürekli değiştiğinden, alternatif akımla elektroliz deneyi yapılamaz.

Temel Yeterlilik Sınavı (TYT)
13 Haziran 2020 Cumartesi