Akım Nedir?Alternatif Akım Ve Doğru Akım Nedir ?

Akım, Alternatif Akım ve Doğru Akım


AKIM : İletkenden (yada alıcıdan) birim zamanda geçen elektrikli yükü (elektron)miktarına akım denir

Bir iletkenden belirli bir zaman içinde ne kadar çok elektron geçerse,akımda o oranda şiddeti olurAkım şiddetini elektronların sayısıyla göstermek için çok büyük rakamları kullanmak gerekirYani 6,25x1018 adet elektron 1 ampere eşittirBunun gibi büyük rakamları kullanmamak için Fransız bilgin AMPERE (amper)’in elektrik akımının kimyasal etkisine dayanarak yaptığı tanımlama kullanılırBu yaklaşıma göre:

1 amper, gümüş nitrat eriyiğinden 1 saniyede 1,118 miligram gümüş ayıran akım şiddetidir

Akım elektronların hareketiyle ortaya çıkarAncak, eskiden akımın artı (+)yüklü oyuklar tarafından taşındığı sanıldığından,Bu günde eski teorem kabul edilmektedirBaşka bir deyişle,Bir pilde akım (+) uçtan (-) uca doğru gider derizAncak gerçekte akım (-) uçtan (+) uca doğru artmaktadır

Akım, amperle ölçülür ve “I” ile gösterilirAkımın birimi amper (A),denklemi I =U/R [A] şeklindedir

Akımın ast ve Üst katları :

Akımın ast katları :

Pikoamper,nanoamper,miliamper,mikroamper

Akımın üst katları :

Kiloamper,megaamper,gigaamper

Not 1:Megaamper ve gigaamper uygulamada pek kullanılmamaktadır

Not 2:Akımın ast ve üst katları biner biner büyür ve küçülür

Akım ölçme:

Elektrik akım şiddeti devreye seri bağlanan ampermetreyle ölçülürAmpermetre analog yada dijital yapılı olabilir

Analog tip ampermetrelerde kalın testili az sarımlı bobin vardırDevrede seri bağlantı olan ampermetrenin bobinden geçen akım bir manyatik alan oluşturarak ibrenin saplanmasını sağlar Ampermetre devreye kesinlikle paralel bağlanmazYanlışlıkla devreye paralel bağlandığında ya cihaz bozulur yada sigorta atar

Kirchhoff (Kirşof)’un Akım Kanunu:

Paralel olarak bağlanmış dirençlerin üzerinden geçen akımların toplamı,Devreden geçen akım toplamına eşittir(I gelen = I giden)

DOĞRU AKIM-Dinamo,akümülatörpil güneş gibi düzenekler tarafından üretilirDoğru akım zamana göre yön ve şiddeti değişmeden akarYani DC akımın frekansı yokturBaşka bir deyişle,doğru akım sürekli olarak aynı değerde ve aynı yönde akar

Doğru akımın elde edilmesi

DC üretilen kaynaklar şu şekilde sıralanabilir:

Pil,

Akümülatör,

Dinamo

Doğrultmaç devresi

Güneş pili

Pil:Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren araçlara pil adı verilir

Elektroliti kuru tipte olan pillerde elektrotlar çinko ve karbondan yapılırÇinko kılıf (elektrot) aynı zamanda pilin kalıbıdırKuru pilin elektroliti amonyumklorür maddesidir

Piller DC gerilimde üretilirBüyük gerilimlere gereksinim duyulduğunda birden çok pil seri bağlanırPilin verdiği akım yetmemesi durumunda ise paralel bağlama yapılır

Akümülatör: Kimyasal yolla doğru akım üreten araçtırAkü boşaldığında doğru akım ile tekrar doldurulabilirHer akü bataryası 2 volt gerilim üretir6 voltluk bir akü 3 adet akünün birleşiminden oluşur

Kurşunlu Akümülatörlerin yapısı

Kurşunlu akülerde elektrolit olarak %10 sülfürik asitli saf su ve elektrot olarak ise kurşun plaka kullanılır

Akünün dikdörtgen prizması şeklinde kabının içine konulan su ve sülfürik asit karışımı elektrolit,Çalışma için çok önemlidirAkü ile ilk anda DC enerji vermez O nedenle önce doldurulması gerekirAkünün kutupları bir DC üretecine bağlarsak bu durumda elektrolit, suya pozitif yüklü Hidrojen ve negatif yüklü SO4 iyonları Katoda elektrik yüklerini bırakıp nötr hale geçerler

Doğru akımın dinamosu (jeneratör,DC üreten makine)

Dinamonun endüvisi döndürüldüğünde N-S kutuplarının manyatik alanı tarafından kesilen endüvi iletkenlerde bir gerilim indüklenirBu alternatif bir gerilimdir Ancak, kolektör ve fırçalarından oluşan düzenek yardımıyla doğrulur

Dinomonun bobini dönerken oluşan akım sürekli tek yönlü akmasını sağlamak için kullanılan kolektör dilimleri AC’ ye benzeyen akımını DC ye çevirir

DC Dinamoların parçaları

Endüvi:DC dinamolar,DC motorlar ve AC seri motorların dönen kısmıdırBu eleman 0,3 – 0,7 mm kalınlığında çelik saçlardan yapılmış silindirik gövde üzerinde açılmış oluklara yerleştirilmiş sargılardan oluşmuştur

Endüvi sargıların uçları bakır dilimlerden yapılmış olan ve üzerinde fırçaların temas ettiği kısma bağlanmıştır

KolektörC yada AC ile çalışan makinelerde endüvi sargıların bağlandığı silindirik yapılı bakır kuşaktırKolektör, haddeden geçirilmiş sert bakırdan pres edilerek ve dilimler arasında 0,5 – 1,5 mm Mika, mikanit konularak üretilmektedir

Kolektör,DC ve AC makinelerin en çok arıza yapan kısmıdırEndüvi sargıların uçları kolektörün yarıklarına yada bayrakçık adı verilen çıkıntılarına bağlıdırGerçekte kolektör dilimleri arasında konulan mika, Mikanit yüksek gerilimlere dayanabilse de, zamanla dilimlerin arası toz çapak yağ vb ile dolarak arızaya neden olabilirDilimler arası boşluklar arıza durumunda kontrol edilmesi, boşluğu doldurmuş olan yabancı maddeler temizlenir DC dinamolarda kolektörün görevi ,endüvide oluşan gerilimin dışarıya gönderilmesini sağlamaktadır

Fırça: DC ve AC ile çalışan kolektöre basan parçalarına fırça denirFırçalar,makinenin akım ve gerilim değerine göre farklı özelliklerde üretilir

Fırçaların kolektöre düzgünce basmasını sağlamak için ise baskı yayları kullanılırFırçalar aşınıcı olduğundan zamanla biterBu durum makinenin sesinden, kolektöre aşırı kıvılcım oluşmasından anlaşılabilir

İndüktör (kutup): DC yada AC ile çalışan makinelerde N-S kutuplarının oluşturulması için yapılmış olan sargıların yerleştirildiği kısımdır Küçük makinelerin indüktörleri doğal mıknatıstan yapılırken,Büyük güçlü makine indüktörleri bobinlerle oluşturulur İndüktörlerin nüvesi (göbek) AC ile çalışan makinelerde 0,60 – 1,40 mm kalınlığında silisyum katkılı sacları preste sıkıştırılmasıyla elde edilirDC ile çalışan makinelerinin indüktörlerinin nüveleri ise tek parça demirden yapılır

ALTERNATİF AKIMDA DOĞRU AKIMIN ELDE EDİLİŞİ:

Doğrultmaç diyotlarla alternatif akımdan doğru akım elde edilebilmektedirAC ‘yi DC ‘ye çevirmede kullanılan doğrultmaç diyotlarının yapısı kısaca şöyledir:

Silisyum yada germanyum adlı yarı iletkenler çeşitli katkılama maddeleri kullanılarak pozitif ve negatif madde haline getirilirdaha sonra P ve N tipi iki parça birleştirildiğinde doğrultmaç diyodu elde edilir

AC’ nin DC ’ye çevrilmesinde kullanılan yarım dalga doğrultmaç devresi:

Doğrultmaç devreleri AC akımı doru akıma çevirirDevrede trafonun çıkışındaki AC nin yalnızca pozitif alternansı alıcıya ulaşabilir Negatif alternans ise diyot tarafında kırpılır

Güneş pili:

Güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren elemanlara ışık pili denirHer biri 0,5 volt edebilen güneş pilleriyle 3 volt gerilim elde etmek istiyorsanız 6 tanesi birbirine seri olarak bağlanırSistemden alınan akım yükseltilmek istendiğinde ise elemanlar paralel olarak bağlanırYüksek gerilim ve akım elde etmek için yapılmış güneş enerjisi panellerinde ise yüzlerce güneş pili seri ve paralel bağlı durumdadır Bu elemanlar güneş enerjisiyle çalışan,saat, rodyo,hesap makinesi,otomobil sokak lambası uydu vericisi vb gibi aygıtlarda kullanılır

Alternatif Akım Ve Gerilim

Pil gibi bie elektrik kaynağından sağlanan akıma, dogru akım (DC) denir Böyle bir akım bir tel içinden hep aynı yönde ve aynı gerilim değerinde akar Buna karşılık, hemen tüm ülkelerde kullanılan alternatif akım (AC) belli bir frekansla, yani genellikle saniyede 50-60 kez(50-60 Hz yazılır) önce bir yöne, hemen ardından da ters yöne akar

Örneğin 50 Hz’lik bir frekansta akım, saniyenin ilk yüzde birlik bölümünde en üst değerine çıkar ve ardından sıfıra düşer; ikinci yüzde birlik zamanda ise, ters yönde en üst değerine çıkar ve gene sıfıra düşer Böylece, saniyenin ellide biri kadar bir süre içinde bir çevrimi tamamlar

Elektrikli ısıtıcılar ya da ampuller, akımın yönü ne olursa olsun çalışır Günlük yaşamda, akımın titreşimli olmasının pek bir önemi yoktur

Alternatif akımın doğru akıma bir üstünlüğü vardır Alternatif akımının gerilimi hiç bir hareketli parçacığı olmayan transformatörlerle yükseltilip düşürülebilir Alternatif akım motorlarının ve alternatörlerin, akımı toplayan kesikli bileziklerden oluşan komütatörleri yoktur

Bu nedenle AC motorları , komütatörleri bulunan DC motorlarından daha güvenilir aygıtlardır Frekans, akım taşıyan tellerin, transformatörlerin, ışıklandırma aygıtlarının, dönen makinaların ve öteki elektrik araçlarının farklı gereksinimlerini karşılayacak biçimde seçilmiştir

Frekans, Türkiye’de ve Avrupa’da 50 Hz (saniyedeki çevrim sayısı) ; ABD ve Kanada’da 60Hz’dir

Alternatif akım elde edilmesi

Bobin 360 derecelik bir dönüş yapması sonucunda gerilim bir saykılı oluşmaktadır

Bir saykıl ,alternans, periyod ve frekans gibi kavramlarla açıklanmıştırŞimdi bunları inceleyelim

Sayıl:

N-S manyetik alan içinde bir devir yapan bobinde oluşan gerilim şeklinde bir saykıl denirBaşka bir deyişle,gerilimin sıfırdan başlayarak pozitif max Değere, tekrar düşerek sıfıra, ardından negatif maximum değere ve buradanda yeniden sıfıra ulaşmasına saykıl denir

Alternans:

Bir saykılın pozitif yada negatif dalgasına alternans denir

Periyot:

Bir saykılın oluşması için geçen zamana periyot denirPeriyot T ile gösterilir Denklemi, T=1/f = 1/ frekans, birimi saniyedir

Frekans:

Bir saniyede oluşan saykıl sayısına frekans denirFrekans “f” ile gösterilirDenklemi f=1/T , birimi hz dir

Alternatif akımın ölçülmesi :

Alternatif akımla çalışan devrelerde akım , gerilim,güç,iş ölçmek için çeşitli ölçü aletleri kullanılmaktadır

Ampermetre ile AC akım ölçme

Alternatif akım, analog yada dijital yapılı ampermetre ile ölçülürAmpermetre alıcıya seri olarak bağlanır

Pensampermetre ile AC akım ölçme :

Motorların çektiği akımı normal ampermetre ile kısa sürede ölçmek mümkün değildirÇünkü ampermetrenin ölçme yapabilmesi için akım yolunun açılıp aletin araya bağlanması gerekirPensampermetre kullanılarak motorların çektiği akım devre kabloları sökülmeden ölçülebilir

Pensampermetre kullanılırken akımı ölçülecek iletken pens ampermetrenin azmın içine alırAkım taşıyan iletken tek sarımlı primer sargı görevi yaparak basit bir transformatör oluştururHattan geçen akımın miktarına bağlı olarak aletin içindeki sargıda gerilim indüklenir ve alet hattan geçen akımı gösterir

Voltmetre ile AC gerilim ölçme

Bu yöntemde voltmetre, gerilimi ölçülecek yere paralel bağlanır

Wattmetre ile aktif güç ölçme :

Alıcıların şebekeden çektiği aktif gücü ölçmeye yarayan aygıta wattmetre denir Analog tip wattmetrelerde akım bobini ve gerilim bobini ve ibre düzeneği bulunur Ölçme yapılırken akım bobini alıcıya seri,gerilim bobini ise paralel bağlanır

Alternatif akımın gerilimi:

Dünyanın aşağı yukarı bütün ülkelerinde 240 voltluk bir elektrik gerilimi kullanılır Türkiye’de genellikle 220 volt, bazı yerlerde ise 110 volt kullanılır Ancak bu gerilim, doğru akım gerilimi kadar kolay ölçülmez

Gerçekte, 220 voltluk bir AC kaynağı, titreşiminin en üst noktasında 311 volta kadar yükselir Gerilim karşıt yönlerde +311 V ve – 311 V’a dek yükseldiğinden, ortalama değer sıfır volt olur

Bir alternatör tarafından üretilen etkin gerilim, aynı büyüklükteki bir DC üretecinin, aynı tahrik gücüyle döndürüldüğünde üreteci gerilime eşittir Bu değer, gerilimin en üst değerinin karesi alınarak da bulunabilir Eksi sayıların kareleri artı olacağından, sonuçta tümüyle artı değerler elde edilir Çıkan sonucun ortalamasını bulmak için, gerilim değeri ikiye bölünür ve bir volt için + 0,5 elde edilir Bunun da karekökü alınırsa + 0,707 volt bulunur Bu değeri, kullanılan gerilime uygularsak, 311 voltluk en üst değerin 0,707’si 220 volt eder

Bu işleme, gerilimin ortalama karekökünü alma (RMS) denir Kaynağa bağlanan bir AC ampermetrede okunan değer, bu RMS değeridir

Üç fazlı akım:

AC akımı tek fazlı olup, evlerde kullanılan olağan akımdır Oysa santrallerdeki alternatörler üç fazlı (trifaze) akım üretirler Akımın üç fazlı olması, telin kalınlığını arttırmadan, iki elle taşınabilecek elektriğin üç katını üç telle taşıma olanağı verir Üç fazlı akım , endüstride kullanılan motorları işletmede ve buna göre düzenlenmiş öteki aygıtları çalıştırmada kullanılır Bu aygıtlarda belirli bir yük için sarım sayısında tasarruf sağlanmıştır

Santrallerdeki alternatörlerde, makina çevresine eşit aralıklarla oturtulmuş üç bobin vardır Bunlardan her biri ayrı teli besleyen 50 Hz’lik alternatif akım verir Tellerden birindeki gerilim tepe noktasına vardığında, öteki iki teldeki gerilim karşıt yönde ve tepe noktalarının yarı değerindedir Böylece elektrik, bir tepe noktasına vardığında, elektrik çıkışı öteki iki telden eşit olarak döner ve devre tamamlanır

Eğer alternatörlerde her telde eşit nitelikte elektrik geçebilseydi, üç telden başka bağlantıya gerek olmayacaktı Oysa uygulamada üç fazlı akımın gerilimi transformatörlerele düşürülüp, tellerden her biri tek fazlı akım olarak evlere dağıtıldığından, her telden çekilen akım değişik olur Bu durumun getireceği olumsuzluklar, alternatörlerde ve devredeki tüm transformatörlerde, topraklama kullanılarak önlenir

Kullandığımız alternatif akım, evlere bir faz teliyle taşınır ve bir nötr telle çevredeki dağıtım merkezine geri döner Bazı ülkelerde, nötr telden başka, bir de güvenlik için sıfırlama (toprak) teli kullanılır

Alternatör

Alternatör, tıpkı dinamo gibi mekanik enerjiyi elekrtik enerjisine çevirir Ancak, bunların çıktı (output) biçimleri birbirinden farklıdır

Dinamonun verdiği akım hep aynı yöndedir; ama alternatörünm verdiği akım, değişmez bir hızla sinüs dalgası biçiminde yön değiştir Bu tür alternatif akım bir tepe değere kadar yükselir, azalıp sıfıra düşer, ters yönde yeniden tepe değere kadar yükselir ve gene sıfıra düşer Bir santraldeki alternatörde, bu olay 50 ya da 60 kez tekrarlanır Yani frekans 50 ya da 60 Hertz’dir

Yalın bir alternatör, yalın bir dinamoya benzer Bir mıknatısın kutupları arasında telden bobinler döner ve akım, dönen iki bilezikten, yayla bastırılan kömür blokları biçimindeki fırçalarla alınır Akımın yönü, bobin magnetik alanı hangi yönde kestiğine bağlıdır Akım, bobinin yarısı mınatısın kuzey kutbunun karşısında aşağı doğru hareket ederken bir yönde, aynı bobinler mıknatısın güney kutbu boyunca yukarıya doğru hareket ederken de ters yönde geçer

Bobin 360 derecelik dönüşünü bitirince, bir çevrim tamamlanmış olur Bu yüzden frekansı 50 Hz olan alternatif akımı oluşturmak için bobinin saniyede 50 kez ya da dakikada 3000 kez dönmesi gerekir

Santral alternatörleri:

Santrallarda, hatta modern otomobillerdeki küçük alternatörlerde,

dönen bobin, yani rotor ile, daimi mıknatıs, yani stator’un rolleri değiştirmiştir Bu yüzden alternatör, aslında tel bobinler içinde dönen bir mıknatıs gibi düşünülebilir

Aygıtın böyle yapmasında başlıca iki neden vardır: Birincisi, rotorda elektrik üretiminin yan ürünü olarak açığa çıkan ısının dışarı atılmasının güçlüğüne karşılık, sabit duran statorda oluşan ısının kolayca atılabilmesidir İkinci neden ise, bilezik ve kömürler üzerinden büyük elektrik akımları geçirmekte karşılaşılan mekanik sorunlardır

Büyük alternatörlerde hem rotorda hem de statorda, elektriksel ve mekanik yolla açığa çıkan aşırı ısı, etkin bir soğutma gerektirir Günümüzde çoğunlukla sabit stator, iletken tellerle paralelel dizilmiş borulardan su geçirme yoluyla, rotor ise gereksiz ağırlığı en aza indiren ve etkili bir soğutma aracı olan hidrojen gazıyla soğutulur

Kömür ya da petrol ile çalışan buhar türbinli bir santralda 3 000 devir/dakika’lık rotor hızına ulaşmak sorun değildir Rotor bu hızla dönen, iki kutuplu bir elektromıknatıstır Sistemin bu denli yalın olması verimi yükseltirken üretim masraflarını da azaltır Sert çelikten yapılan robotun üzerinde, mıknatıslayıcı tel bobinlerin ve bunları soğutan hidrojen borularının geçmesi için oyuklar bulunur

Eğer daha yavaş olan hidroelektrik santralı türbinlerde olduğu gibi bu hıza ulaşmak sorun yaratıyorsa, kutupların sayısı artırılır

Aynı çıkış frekansı için, dört kutup, hızın 1500/dakika’ya, sekiz kutup ise, 750 devir/dakikaya düşürülmesine olanak sağlar Bu hızlarda rotorun ağırlığı da o kadar önemli değildir Bu yüzden bu tür alternatörlerin rotorları, soğutmayı kolaylaştırmak için, çapları daha büyük,boyları daha kısa olacak biçimde yapılır Eskisiyle aynı voltajı elde etmek için, her stator bobinindeki sarımların sayısı iki ya da dört katına çıkartılır

İki tür rotoru da mıknatıslamak için gereken güç dışarıdan, bir başka makina ile sağlanırBu uyarıcı, çoğunlukla aynı şaft üzerinde yer alır ve alternatörün rotoru ile aynı hızla döner

Uyarıcı ya doğru akım üretir ya da alternatif akım verir; alternatif akım, doğru akıma çevrilmek için bir doğrultucudan geçirilir

İki durumda da bu akım, alternatörün rotoruna, bilezikler üzerinde kayan kömürlerle aktarılır

Küçük alternatörlerin rotorları, büyük güç gerektirmedikleri için (çoğunlukla statorda üretilen gücün %2’si kadar) uyarım, bunlarda önemli bir sorun yaratmaz Ancak, 1 000 megawatt’a kadar güç verebilen büyük alternatörlerde %2 bile, kömür ve bilezikten geçirilemeyecek kadar yüksek bir değerdir

Bu yüzden alternatif akım uyarımlı büyük alternatörlerde rotor elektrik üretici, stator ise mıknatıslayıcı olarak yapılırBöylece güç, bileziklere gerek kalmaksızın şaft üzerinden doğrudan doğruya asıl alternatörlere iletilir Bu durumda şaftın içine bir doğrultucu konulması gerekir Dış kaynaklardan tümüyle yalıtılması için, uyarıcı alanını oluşturan doğru akım, bazen daha küçük, sürekli mıknatıslı bir jenaratörden sağlanır

Santrallarda kullanılan alternatörler, 500 ile 1 000 megawatt kadar çıktı gücüne birkaç bin voltluk potansiyel farkı verebilirler Çıktı akımı her zaman, üç fazlı alternatif akımdır

Bunu sağlamak için stator bobinleri aygıtın çevresine, her bobin arasında 1/3 çevrimlik zaman farkı olan, üç ayrı çıktı verecek biçimde yerleştirilir Gücün üç faz ile iletimi, tek fazlı iletimden daha ucuzdur ve bu yolla endüstride kullanılan alternatif akım motorları doğrudan doğruya çalıştırılabilirler

Öte yandan, birkaç yüz watt’lık güç üreten alternatörler artık, otomobillerde ve ticari

araçlarda kullanım alanı bulmaktadır Alternatörlerde, dinamolardaki parçalı komütatörler yerine yalın bilezikler bulunduğundan, çok daha yüksek hızla döndürülüp rölanti devrinde bile yüksek şarj akımları vermeleri sağlanabilir Aynı zamanda güç, rotor yerine statorda üretildiğinden, aynı güç çıkıntısı için daha küçük ve hafif yapılabilirler

Akım Şiddeti

Elektrik yükünün bir noktadan diğer bir noktaya hareket etmesine akım denir Akım şiddeti ise iletkenden birim zamanında geçen yük miktarıdır

Şimşek ve yıldırım da bir elektrik akımıdır Televizyonumuzu, radyomuzu, buz dolabımızı veya cep lambamızı çalıştıran da elektrik akımıdır Kontrol altına alınan akım,kablo gibi bir iletkenin içine akar

Ampermetreler

Akım şiddeti,ampermetre ile ölçülürAmpermetre,içinden akım geçen iletkene seri olarak bağlanırAkım şiddeti birimi amperdir ve A sembolü ile gösterilir

Paralel kollardan geçen akımların toplamının,ana koldan geçen akıma eşittirBunun sonucu: I=I1+I2’dir

Analog veya dijital olarak iki ayrı türde kullanılabilen ölçü aletleridir Yapım amaçlarna göre bir kaç Miliamper'tan yüzlerce Amper'e kadar ölçüm yapabilirlerAkım ölçerlerBu ölçüm DC veya AC akım ölçümü olabilmektedir

AMPERMETRELERİN ÇALIŞMA PRENSİPLERİ:

Çalışma prensipleri;en zayıf elektrik akımının iletken tel sarılı bir bobini bir mıknatısa dönüştürme özelliğine dayanır Bu durumu döner bobinli ampermetrelerle açıklarsak; silindir biçimde demirden bir gövdeye tutturulmuş küçük bir bobinden bahsedebiliriz Bobin at nalı biçiminde bir büyük ve güçlü bir mıknatısın arasına tutturulmuştur

Çok duyarlı olmasına rağmen sadece doğru akım ölçmede kullanılır Yeri gelmişken neden sadece doğru akım ya da neden sadece alternatif akım(AC) sorusunun cevabı kurulan düzeneklerde sadece tek yönlü akım dolaşmasına izin verilmesi olabilir

AMPERMETRE ÇEŞİTLERİ:

Ampermetrler çeşitliklerine göre farklı çalışma prensipleri ve duyarlılıklar gösterirlerBu çeşitten bir olan D'Arsonval ampermetresi; doğru akımı 01-2 arası duyarlılıkta ölçmektedirAynı şekilde bir elektrodinamik ampermetre hem doğru hemde alternatif akımda kullanılır ve duyarlılık aralığı 01-025 arasındadır

Haraketli parça taşımayan sayısal ampermetreler ; ölçülen anlog akımın sayısal devreye çevrirken temelde prensip olarak bir integratör devreyle bir ADC kullanırlar Sayısal ampermetrelerin çoğunun duyarlılığı %1 'in üzerindedirÖzellikle alternatif akımları ölçmede kullanılan ısıl ampermetrede; ölçülen akım tarafından ısıtılan termokupl (termoelektrik çift) doğan çok ufak gerilim; bir milivoltmetreyle ölçülür

Lambaların Seri ve Paralel Bağlanması

Seri bağlanma:

Lambaların uç uca bağlanması ile elde edilen devreye denir Diğer bir değişle, akım kendisini tek bir koldan tamamlıyor ise seri bağlanmadır Seri bağlanma potansiyel bölünmesine sebep olacaktır Her devre elemanı üzerinde potansiyel bölünmeye uğrayacağından, daha düşük potansiyel altında lambalar yanacaktır Hem seri bağlanmada dirençlerin toplamı artacağından devreden geçen toplam akım da düşecektir

Paralel bağlanma:

Bir devredeki lambaların bir uçları bir noktada, diğer uçları başka bir noktada birleştirilerek kurulmuş devrelerdir Veya akım kendisini birden fazla kola ayırarak tamamlıyorsa paralel bağlıdır denir Paralel bağlanmada akım bölünmesi gerçekleşecektir Her bir devre elemanı aynı potansiyelle besleneceğinden, ana koldan daha fazla akım geçmesi mümkün olacaktır Paralel bağlanmada toplam direncin değeri düşeceğinden devreden geçen akım da büyümüş olacaktır

Ohm Kanunu:

Bir devre elemanı üzerindeki potansiyelin, o devreden geçen akıma oranı sabittir, R ile ifade edilir ve o elemanın direnci denir

R = V / i

Evlerde kullanılan aydınlatma lambaları:

Evlerimizin aydınlatılmasında lambalardan faydalanırız Ampuller veya flouresans lambalar elektrikli aydınlatma lambalarıdır Ampuller, içerisinden geçen akım şiddetinin ısı etkisi, tungustenden yapılmış fitilin akkor hale gelmesi ile etrafa ışık enerjisi yayarlar Flouresans lambalarda ise uyarılmış gaz atomlarının, temel enerji konumuna geçerken ışık enerjileri yayarlar Bu enerjileri odaların aydınlatılmasında kullanırız Ampul lambalar sarf ettikleri elektrik enerjisi, flouresans lambalardan daha fazladır Flouresans lambalar ise sıklıkla açılıp kapanması sakıncalıdır Çünkü bu lambalar açıp-kapama esnasında elektrik devresinde fazla akım çekerler Uzun süre aydınlatılmanın ihtiyaç duyduğu odaların flouresans lambalarla, kısa süreli ve sıklıkla kullanılan odaların aydınlatılması da ampul lambalar ile sağlanmalıdır

Seri bağlanmada, devreden geçen akımlar eşit, her bir lamba üzerine düşen potansiyeller farklıdır

Işık ve ışık akısı:

Işık:

Elektromanyetik bir dalgadır Doğru boyunca yayılır, saniyede aldığı yol 299 792 458 m’dir Işık hakkında bir çok fikir vardır Bunlardan bazıları şöyledir

Işığın tanecik yapısı, ilk defa Compton tarafından gösterilmiştir Bir foton ile elektronu çarpıştırarak saçılmalarını gözlemiştir Fotoelektrik olay da ışığı tanecik modelini destekleyen bir deneydir Tanecik Modelinin ışık hakkında bize şu bilgileri vermektedir

· Işığın doğrultu boyunca yayılması

· Işığın birbiri içinden geçişi

· Işınların bir yüzeyde meydana getirdikleri aydınlanma

· Işığın bir yüzeye çarptığında bir basınç uygulaması

· Işığın soğurulması

· Işığın bir yüzeyden yansıması

· Işığın boşlukta yayılması

Tanecikli yapının açıklayamadığı hususlar ise

· Işığın kırılması

· Işığın aynı anda yansıması ve kırılması

· Işığın dar bir yarıktan geçerken kırınıma uğraması

· Girişim olayı

Işığın dalga modeli ise aşağıdaki olaylara çözüm getirmiştir

· Işığın bir yüzeyden yansıması

· Işığın kırılması

· Işığın aynı anda yansıması ve kırılması

· Işığın girişimi ve kırınımı

· Işığın etkilenmeden birbiri içinden geçişi

Dalga modelinin açıklayamadığı olaylar ise

· Ayrılma olayı

· Işığın boşlukta yayılması

Maxwell Elektromanyetik Kuramını ortaya atarak üçüncü bir Teori ortaya çıkmıştır Bu kurama göre ışık etrafa tanecikler gibi hareket etmekte ve bu taneciklere bir dalga eşlik etmektedir Bu dalgada hem elektrik alanı hem de manyetik alan bulun-maktadır Modern dalga teorisinde, ışık bir parçacık hareketi ve bu parçacığa eşlik eden bir dalga mevcuttur Parçacıkları fotonlar oluştururlar Aslında hareket eden her parçacığa bir dalga eşlik eder Bazı parçacıkların hızları yeterince büyük olmaması, kendilerine eşlik eden dalgaların dalga boyları da çok küçük olduğundan ölçülemezler Maxwell denklemleri modern dalga teorisini çok iyi bir şekilde açıklamıştır

Işık akısı:

Bir ışık kaynağının birim zamanda yayınladığı görünür ışık enerjisine ışık akısı denir Φ ile simgelenir, ışık akısı birimi lümen’dir Bir yüzey aydınlatıldığında, yüzey üzerine düşen görünür ışık enerjisinin bir kısmını tutup, bir kısmını yansıtır Yüzeyden yansıyan görünür ışık miktarına (enerjisine) yüzeyin parlaklığı denir Işık şiddeti 1 candela1 olan bir noktasal kaynaktan 1 m uzaklıkta, ışınlara dik olarak düzenlenmiş 1 m2’ lik yüzeye gelen ışık akısı bir (1) lümendir

Aydınlanma şiddeti:

Birim yüzeye düşen ışık akısıdır Işık ile simgelenir birimi lümendir Aydınlanma şiddetinin birimi lüks (lx) Fakısı S yüzey büyüklüğü ise aydınlanma şiddeti,

E = Φ / S dir

I şiddetindeki bir ışık kaynağı r yarı çaplı bir kürenin merkezinde ise

Φ = 4p I

ve küre yüzeyi S = 4pr2 olduğundan küre yüzeyindeki aydınlanma şiddeti, bağıntı 612’deki gibi olur Aydınlanma şiddeti kaynaktan uzaklaştıkça azalır

Fotoelektrik dedektör:

Işık şiddetini ölçmeye yarayan aletlere denir Işığın absorba edilmesi absorba eden metal üzerinden elektron kopartılır Bu elektronlar devreden akım olanağı sağlarlar Akımın şiddeti ışığın şiddeti ile doğru orantılıdır

Akım Nedir?

Bir telden birim zamanda geçen yük miktarına akım denir, i ile simgelenir, boyutu Amper1'dir Elektrik yüklerinin bir iletkenden geçişi elektrik akımını doğurur Bir bataryanın kutupları arasına bağlanan bir iletkenin iki ucu arasında bir potansiyel farkı meydana gelir Bu potansiyel farkı, iletken içinde bir elektrik alanı ( E ) oluşturur

i = q / t q: Yük (coulomb) t: Süre (saniye)



Alternatif akım

Sinüs değişimi gösteren elektro motor kuvvet'lerine alternatif emk, bu yoldan elde edilen akımlara da alternatif akım denir

Alternatif akım, eşit zaman aralıklarında periyodik olarak değişen akımdır Alternatif akımı üreten jeneratörlere de alternatör denir Alternatörde kutuplar devamlı değişir Çünkü alternatörün içerisinde bulunan bobin dönme hareketi yaparken, bobin üzerinden akım alan fırçalar sabit kalmaktadır Bobinin her hareketinde, üzerinde bulunan sabit uçlar, fırçalara sırası ile akım verirler Bu ise fırçalar tarafından bir (+) yönde bir (-) yönde akım alması anlamındadır Bu değişim elektronların hareketi açısından ivmeli bir harekettir

Alternatif akımın ısı ve manyetik etkisi vardır Alternatif bir potansiyel,

n = Vm sin (w t)

Vm : AC jeneratörünün pik voltajı, voltaj genliğidir veya etkin değeri

w açısal hızı ise 2pf veya 2p/ T'dir f kaynağın frekansı, alternatör içerisindeki bobinin bir saniyedeki dönme sayısı ve T ise periyodudur, bobinin bir dönme hareketi için geçen süredir Bu potansiyelin bir R direncindeki oluşturduğu akım ise

iR = v / R = (Vm / R) sin(wt)

iR = im sin(w t) burada im

im = Vm / R' dir

Türkiye'de şebeke cereyanlarında frekansı 50Hz olan akım kullanılmaktadır ABD'de ticari elektrik güç santralleri ise w=377 rad/s karşılık gelen f=60 Hz frekansı kullanılır

Elektrik akımının ısı etkisi: İçerisinden akım geçen tel ısınır Bu telin direnci R , içerisinden geçen akım i ve akımın etkin olduğu süre t ise açığa çıkan enerji,

W=iiR t

W:Enerji (Joule)

i: Akım (Amper)

R: Direnç (Ohm)

t: Zaman (saniye)



iiR t'ye R direncinde ısıya dönüşen enerji denir

Elektriksel güç:

Üzerinden alternatif akım geçen R direncinde harcanan güç

P = W /t