Temel kavramlar-i

TEMEL KAVRAMLAR-I

ENERJİ: İş yapabilme yeteneğine enerji denir. Enerji yoktan var edilemez, ancak; enerji birbirine dönüştürülebilir. Dolayısıyla evrende enerji iki şekilde bulunur.

1. Potansiyel Enerji: Maddede saklı olarak bulunan enerjidir. Barajda duran suda, kömürde, petrolde, aküdeki enerji potansiyel enerjiye örnek olarak gösterilebilir.

2. Kinetik Enerji: Saklı olarak bulunan potansiyel enerjinin iş yapabilecek hale geçmesi durumundaki enerjidir. Barajdan akan suyun türbini döndürmesi, kömürün yanma sonucu ısı yayması kinetik enerjiye örnek olarak gösterilebilir.

Enerji her iki durumda da hal değiştirebilir. Potansiyel halden kinetik hale geçebildiği gibi, kinetik haldeki enerjiyi potansiyel halde depolamak da mümkündür.

Enerji Çeşitleri

1. Mekanik Enerji

2. Isı Enerjisi
3. Işık Enerjisi
4. Kimyasal Enerji
5. Elektrik Enerjisi

Elektrik enerjisi diğer enerji çeşitlerinden elde edilebilir ve diğer enerji çeşitlerine kolayca dönüştürülebilir.

ELEKTRİK ENERJİSİNİN TANIMI

Elektronların hareketi sayesinde elde edilen enerjiye elektrik enerjisi denir.

ELEKTRİK ENERJİSİNİN ÜSTÜNLÜKLERİ

1. Diğer enerji çeşitlerine çevrilmesi kolaydır.

2. Bu çevrim sırasında verim yüksektir.
3. Uzak mesafelere kolay ve süratle taşınabilmektedir.
4. İletken kayıpları azdır.
5. Küçük parçalara ayrılabilir.
6. Kumandası kolaydır.
7. Temiz bir enerjidir.

Not: Elektrik enerjisinin en önemli mahzuru depo edilip saklanamamasıdır.

ELEKTRİK ENERJİSİNİN KALİTESİ

Elektrik enerjisinin kalitesi vardır ve bu kalite; enerjinin kesintisiz, gerilimin ve frekansın sabit olmasıyla değerlendirilir.

Arıza ve bakım çalışmaları dolayısıyla oluşan elektrik kesintileri müşteriye götürülen hizmeti büyük ölçüde aksatır, özellikle petro-kimya, dokuma, demir-çelik sanayi ve sağlık hizmetleri kesiminde zararlara sebep olur. Hizmeti aksatır. Gerilimin değişken olması ise, alıcıların ömrünün kısalması ya da gerekli gücün çekilememesi gibi sonuçlar doğurur.

Frekansın sabit tutulamaması sonucunda; motor devirlerinde buna bağlı olarak değişeceğinden dokuma, matbaa, kablo çekim işlerinde kalitesiz mal üretilmesine yol açar.

ELEKTRİK ENERJİSİNİN ETKİLERİ

1. Isı etkisi

2. Işık etkisi
3. Manyetik etkisi
4. Kimyasal etkisi
5. Fizyolojik etkisi (Canlılar üzerinde)

ELEKTRİK ENERJİSİNİN ELDE EDİLMESİ

Elektrik enerjisi serbest elektron akışıdır. Elektrik elde edebilmek için serbest elektronları harekete geçirebilecek kaynaklara ihtiyaç vardır. Bu kaynaklara üreteç diyoruz. Elektrik akımı elde etme yöntemleri şunlardır.

1. Sürtünme ve tesir ile (Elektrostatik)
2. Isı ile (Termokupl)
3. Işık ile (Fotoelektrik)
4. Basınç ile (Piezoelektrik)
5. Kimyasal olarak (Elektroliz)
6. Manyetik olarak

Not: Günümüzde elektrik enerjisinin üretilmesi için kullanılan tek yöntem manyetik alandır.

ELEKTRİKTE ÜÇ TEMEL BÜYÜKLÜK: GERİLİM, AKIM, DİRENÇ

GERİLİM: Kapalı bir elektrik devresinde serbest elektron akışına sebep olan basınca (potansiyel farkına) gerilim denir. Birimi Volt(V)’tur. Gerilim, (U) harfi ile gösterilir.

EN ÇOK KULLANILAN DİĞER GERİLİM BİRİMLERİ

Kilo Volt: 1000 Volt

Mega Volt: 1000000 Volt
Mili Volt: 0,001 Volt

1 V = 10³ mV 1 mV = 10^-3 V

1 V = 10⁶ µV 1 µV = 10^-6 V
1 V = 10^-3 KV 1 KV = 10³ V

GERİLİMİN SINIFLANDIRILMASI

a) Alçak Gerilim

190 – 380 – 500 – 1000 V

b) Orta Gerilim

3 – 6 – 10 –15 – 20 – 25 – 35 KV

c) Yüksek Gerilim

54 – 60, 66 – 110 – 154 KV

d) Çok Yüksek Gerilimler

220 – 380 – 420 – 750 KV

AKIM: Kapalı bir elektrik devresinde birim zaman içerisinde akan serbest elektron miktarına akım denir. Birimi Amper(A)’dir. Akım, (I) ile gösterilir.

EN ÇOK KULLANILAN DİĞER AKIM BİRİMLERİ

Kilo Amper (KA) = 1000 Amper

Mili Amper (mA) = 0,001 Amper
Mikro Amper (µA) = 0,000001 Amper

1 A = 10³ mA 1 mA = 10^-3 A

1 A = 10⁶ µA 1 µA = 10^-6 A

1 A = 10^-3 KA 1 KA = 10³ A

DİRENÇ: Elektron akısına karşı gösterilen zorluğa direnç denir. Birimi Ohm(Ω)’dur. Direnç, (R) harfi ile gösterilir.

EN ÇOK KULLANILAN DİĞER DİRENÇ BİRİMLERİ

Kilo ohm (K Ω) = 1000 Ω

Mega ohm (M Ω) = 1000000 Ω
Mili ohm (m Ω) = 0,001 Ω

1 KΩ = 10³ Ω 1 Ω = 10^-3 KΩ

1 MΩ = 10⁶ Ω 1 Ω = 10^-6 MΩ

DİRENCİN FİZİKSEL BOYUTLARLA DEĞİŞİMİ

Bir iletkenin direnci,

*İletkenin uzunluğuna bağlıdır ve uzunluk arttıkça artar.

*İletkenin kalınlığına bağlıdır ve kalınlık arttıkça azalır.

*İletkenin cinsine bağlıdır.

ρ (ro) = Ω.mm²/m olarak iletkenin öz direnci

l = metre (m) olarak iletkenin uzunluğu
S = mm² olarak iletkenin kesitidir.

ÖZDİRENÇ: 20 ^oC ortam sıcaklığında, 1 metre uzunluğunda 1 mm² kesitinde iletkenin gösterdiği dirence denir. (ρ) ile gösterilir. Birimi Ω.mm²/m’dir.



Örnek 1: 25 mm² kesitli bakır telin 1000 metresinin direncini hesaplayınız. (Bakırın özdirenci 0,0178 Ω.mm²/m’dir.)

Örnek 2: Evlerde elektrik tesisatında kullanılan bakır telin kesiti 2,5 mm²’dir. 3 m uzunluğundaki bakır telin direncini hesaplayınız. Bu tel 5 A’lik bir akım taşıyorsa telin akım yoğunluğunu hesaplayınız. (Bakırın özdirenci 0,0178 Ω.mm²/m’dir.)

Örnek 3: Kesiti daire şeklinde olan bakırdan yapılmış iletken telin uzunluğu 90 m ve direnci 3,06 Ω’dur. Buna göre iletkenin kesitini bulunuz. (Bakırın özdirenci 0,0178 Ω.mm²/m’dir.)

Örnek 4: 25 mm² kesitli alüminyum telin 1000 metresinin direncini hesaplayınız. (Alüminyumun öz direnci 0,0285 Ω.mm²/m’dir.)

Örnek 5: 25 mm² kesitli gümüş telin 1000 metresinin direncini hesaplayınız. (Gümüşin öz direnci 0,016 Ω.mm²/m’dir.)

Örnek 6: 25 mm² kesitli kurşun telin 1000 metresinin direncini hesaplayınız. (Kurşunun öz direnci 0,21 Ω.mm²/m’dir.)

DİRENCİN SICAKLIKLA DEĞİŞİMİ

Bir iletkenin sıcaklığı arttıkça atomlarındaki titreşim ve buna bağlı olarak da özdirenci artar. Sıcaklıkla direnç doğru orantılıdır.

Grafiğe göre direnç -273 C®’de sıfır olmaktadır. Direncin sıfır olduğu bu değer süper iletken olarak tanımlanır.

Süper iletkenlerin iç dirençleri sıfırdır. Bazı metallerin iyice soğutulup mutlak sıfır noktasına yaklaşmaları halinde, elektriğe karşı iç dirençlerinin tamamen kaybolduğu görülmüştür.