alternatif akım

ALTERNATİF AKIM
ALTERNATİF AKIMIN TANIMI
Belirli üreteçler sürekli kutup değiştiren elektrik enerjisi üretirler. (Örnek:
Döner elektromekanik jeneratörler)
Voltajın zamana bağlı olarak sürekli yön değiştirmesi akımın da bir ileri bir
geri yönde akmasına sebep olur
Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişen bu gerilim veya akım kısaca AC
(Alternative Current) yada AA (Alternatif Akım) şeklinde isimlendirilir.
ALTERNATİF AKIMIN TANIMI
Alternatif akımın doğru akıma göre daha kullanışlı olduğu uygulamalar
mevcuttur.
Yüksek miktarlarda elektrik enerjisi üreten santraller AC olarak üretim
yapmakta ve bu enerji yine AC olarak ev ve iş yerlerine ulaştırılmaktadır.
AC ile çalışan elektrik motorları endüstride çeşitli avantajlar sundukları için
yaygın olarak kullanılmaktadır
Alternatif Akımın Elde Edilmesi
Alternatif akımın elde edilmesinde kullanılan en temel yöntem, bir bobin
çevresinde hareketli bir manyetik alan oluşturarak bobinin gerilim indüklemesini
sağlamaktır.
Mıknatıs hareketi için değişik enerji kaynaklarından istifade edilir.
ALTERNATİF AKIM DALGA ŞEKLİ
Alternatif akımın üretilmesi mekanik jeneratörleri ile elektronik olarak
ise sinyal jeneratörleri ile edilebilir.
ALTERNANS
Alternatif akım yukarıda görüldüğü gibi sıfırdan pozitif maksimum değere daha sonra
sıfıra gelme durumuna pozitif alternans sıfırdan eksi maksimum değere daha sonra tekrar
sıfıra gelmesine negatif alternans denir. İki alternansın birleşmesi ile bir saykıl (cycle) oluşur.
PERİYOT
Bir saykılın oluşması için geçen süreye periyot denir.
Periyot ”T“ harfi ile ifade edilir. Birimi ise saniyedir.
Bir periyot 360° dir.
PERİYOT
Örnek: Aşağıda görülen dalganın periyodu kaç saniyedir?
PERİYOT
Periyot, sıfırdan sıfıra veya (pozitif, negatif) tepe değerinden tepe
değerine olan zaman aralığına bakılarak bulunur.
ALTERNATİF AKIM DALGA ŞEKLİ
Alternatif akımın üretilmesi mekanik jeneratörleri ile elektronik olarak
ise sinyal jeneratörleri ile edilebilir.
FREKANS
Alternatif akım veya gerilimin bir saniyede oluşan saykıl sayısına
frekans denir. Frekans f harfi ila ifade edilir. Birimi saykıl/saniye veya
Hertz’dir. Periyot ile frekans arasındaki ilişki şu şekildedir.
Frekansın birimi olan hertz’in as katları kullanılmaz. Üst katları ise
kilohertz, megahertz ve gigahertz olarak sıralanabilir. Bu dönüşümler ise;
1Hz = 10 -9 GHz
1Hz = 10 -6 MHz
1Hz = 10 -3 kHz
Türkiye de kullanılan şebeke geriliminin frekansı 50 Hz’dir.
Örnek: Aşağıda grafikleri görülen AC sinyallerin frekanslarını söyleyiniz.
Örnek: Periyodu 10 ms olan alternatif gerilimin frekansı nedir?
ANİ DEĞER
Alternatif gerilimin herhangi bir andaki değerine “ani değer” denir.
Ani değer küçük harflerle ifade edilir. Gerilim u, akım i, güç p gibi.
Alternatif gerilimin herhangi bir andaki değerini aşağıdaki formülle hesaplarız;
v = Vm sin(2πft)
veya
Vm : Maksimum değer [V]
f : Frekans [Hz]
T : Periyot[s]
t : Zaman [s]
v = Vm sinωt
MAKSİMUM DEĞER
Anlık değerlerin en büyüğüdür. Dikkat edilirse 900 ve 2700’lik açılarda
elde edilen akım, en yüksek değerine ulaşmaktadır.
ORTALAMA DEĞER
Alternatif gerilimin veya akımın yarım periyot içinde aldığı bütün ani değerlerin
ortalamasına “ortalama değer” denir. Büyük harflerle ifade edilir. Ortalamayı ifade eden “or”
kısaltması konulur. Uor(avg), Ior, Por gibi
Pozitif ve negatif alternanslar birbirlerine eşit olduğu için bir periyodun ortalama değeri sıfırdır.
Maksimum değer belli ise ortalama değer, akım ve gerilim için;
Iort = 0.636.Im
Vort = 0.636.Vm
formülleriyle kolaylıkla hesaplanabilir.
ORTALAMA DEĞER
Örnek : Maksimum değeri 24V olan alternatif gerilimin ortalama değerini
bulunuz.
Vort = Vm. 0,636
= 24. 0,636
= 15,26 V
ETKİN DEĞER
Alternatif akımda en çok kullanılan değer, etkin değerdir.
Bir dirençten geçen alternatif akımın, belirli bir zamanda meydana getirdiği ısı enerjisine
eşit bir enerjiyi, aynı dirençten geçen doğru akım aynı zamanda meydana getiriyorsa, doğru
akımın değerine alternatif akımın etkin değeri denir.
Büyük harflerle ifade edilir (U,I gibi). Bazı yerlerde Ueff ,Urms gibi alt etiketlerle de ifade edilir.
Alternatif akımın veya gerilimin ölçü aleti ile ölçülen değeridir.
Maksimum değer belli ise ortalama değer, akım ve gerilim için;
I = 0.707.Im
V = 0.707.Vm
formülleriyle kolaylıkla hesaplanabilir.
ETKİN DEĞER
Örnek : Maksimum değeri 311 V olarak ölçülen alternatif gerilimin etkin değerini
bulunuz.
V = 0,707 . Vm
= 0,707 . 311
= 220 V
Örnek : Şehir şebeke gerilimi 220V olduğuna göre maksimum ve ortalama değerini
hesaplayınız.
V = 0,707 . Vm
Vm = V/0,707
=220/0,707
=311,17 V
Vort = Vm. 0,636
= 311,17. 0,636
= 197,9 V
ETKİN DEĞER
Örnek : Maksimum değeri 4,5 V olan aşağıda grafiği verilen AA’ın etkin ve ortalama
değerlerini bulunuz.
V = 0,707 . Vm
= 0,707 . 4,5
= 3,1815 V
Vort = 4,5. 0,636
= 2,862 V
Ödev:
Alternatif Akım Devreleri modülü, sayfa 20-21
1-9 arası Ölçme ve Değerlendirme Soruları
çözülecek………
ALTERNATİF AKIMIN VEKTÖRLER İLE GÖSTERİLMESİ
ALTERNATİF AKIMIN VEKTÖRLER İLE GÖSTERİLMESİ
ALTERNATİF AKIMIN VEKTÖRLER İLE GÖSTERİLMESİ
SIFIR FAZ
Alternatif akımın sıfırdan başlayıp pozitif değerler almaya başladığı
noktanın başlangıç noktasına göre olan açı ve zamana faz denir. Faz A.A
da başladığı noktayı gösterir.
Eğer bir sinüzoidal eğri t=0 anında sıfır başlangıç noktasından başlayıp
maksimum değerine gidiyorsa “sıfır fazlı” dır.
İLERİ FAZ
Eğer bir sinüzoidal eğri t=0 anında sıfır başlangıç noktasından bir q açısı kadar
önce başlayıp pozitif maksimum değere doğru artıyorsa eğri ileri fazlıdır
GERİ FAZ
Eğer bir sinüssel eğri t=0 anında sıfır başlangıç noktasından
başlamayıp bir q açısı kadar sonra başlıyorsa bu eğri geri fazlıdır
FAZ FARKI
İki sinüsoidal eğrinin arasında bulunan açı veya zaman farkına faz
farkı denir. Genellikle aradaki açı ile değerlendirilir. Yukarıda I1 akımı I2
akımından q açısı kadar geri fazlıdır.
FAZ FARKI
Örnek : Aşağıda kırmızı ve mavi dalga arasındaki faz farkını hesaplayınız. Hangisi ileridedir?
Örnek : Aşağıda aynı frekanslı iki dalga arasındaki faz fakını belirleyiniz. Mavi ve yeşil dalganın hangisi
ileri fazlıdır?
VEKTÖREL GÖSTERİM
Vektör; temel çizgiden üstte çizildiği zaman dalga ileri fazlıdır.
Şayet temel çizgi ile aynı durumda ise faz açısı sıfırdır.
Temel çizginin altında olduğu zaman ise dalga geri fazldır
3-FAZ AKIM VE GERİLİM
Elektrik enerjisinin üretilmesi, taşınması ve büyük güçlerde
sarfedilmesi genellikle çok fazlı sistemlerde yapılır.
Gerilim değerleri birbirine eşit; fakat faz açıları farklı olan
kaynaklar kullanılmaktadır.
Uygulama ve ekonomik avantajları olması sebebi ile yaygın olarak
kullanılır.
Üç fazlı kaynaklar arasında 120º faz farkı olan üç eşit gerilime sahiptir.
ALTERNATİF AKIMININ ETKİLERİ
kısaca AC (Alternative Current) yada AA (Alternatif Akım) şeklinde
isimlendirilir.