fizik

Okullarda, evlerde, işyerlerinde, ve sanayide kullanılan elektrik akımı bir pilden yada akümülatörden elde edilen elektrik akımından farklıdır. Bir pilin yada akünün verdiği akım sürekli olarak aynı yönde akar ve buna doğru akım denir. Şehir elektriğine bağlı bir ampulden geçen akım ise sürekli ve düzenli bir biçimde yön değiştirir. Prize bağlı ampulden geçen akım da kısa zaman aralıklarıyla yön değiştirir. Prizin verdiği akım sıfırdan başlayıp kısa bir sürede belirli bir değere yükselir, daha sonra tekrar sıfıra düşer ve yönünü değiştirip ters yönde akmaya başlar. Bu tür değişen bir akıma alternatif akım denir. AC veya ~ sembolüyle gösterilir.

Alternatif akım üreten santraller; hidroelektrik, termik ve nükleer santraller olmak üzere üç türdür.

Hidroelektrik Ve Termik Santraller:

Hidroelektrik Santraller: Şehirlerde kurulan elektrik akımı çoğunlukla akarsu ve su buharı ile çalışan elektrik santrallerinde üretilir. Bunlara hidroelektrik santral denir.

Hidroelektrik santrallerin yapım maliyetinin yüksek olmasına karşı, çevre kirliliği yaratmaması, üretimin kolay ve sürekli olması nedeniyle tercih edilir. Hidroelektrik santrallerin olumsuz yanları da vardır. Örneğin hidroelektrik santrallerin kuruldukları yerlerde verimli topraklar, köyler, kasabalar su altında kalır.

Termik Santraller: Bazı santrallerdeyse su buharı kullanarak elektrik üretilir. Bu tür santrallerde su buharı elde etmek için taş kömürü, linyit kömür, fuel-oil ve doğal gaz gibi yakıtlar kullanılır. Bu tür yakıtla çalışan santrallerde termik santral denir.

Termik santrallerde; kömür, doğal gaz, fuel-oil gibi fosil yakıtlar kullanılarak buhar kazanlarında buhar üretilir. Üretilen buharın basıncı türbinleri çevirir. Buhar türbinleri jeneratörleri çevirir ve devreye bağlı mıknatısların etkisiyle alternatif akım oluşur.

Ülkemizde termik santrallerde genellikle kömür kullanılmakla birlikte gaz ve fuel-oil ile çalışan santrallerde vardır.

Termik santrallerde büyük bir çevre kirlenmesine, hava kirliliğine ve asit yağmurlarına neden olmaktadır. Baca filtrelerini kullanarak, yüksek bacalar yaparak ve atıklar kontrol altına alınarak çevreye zarar verdikleri zararlar önlenmeye çalışılsada tam anlamıyla önlenememektedir.

Ülkemizdeki Bazı Hidroelektrik ve Termik Santrallerle Kurulu Güçleri:

             (Kaynak: TEAŞ Genel Müdürlüğü’nün 26.12.1996 gün ve 3129 sayılı yazısı)

Jeneratörler:

Jeneratörler mekanik enerjisi mıknatıslar ve bobinler aracılığıyla elektrik enerjisine çeviren düzeneklerdir.

Jeneratörlerin Yapısı:

Şekilde de görüldüğü gibi jeneratör, iki mıknatıs arasına yerleştirilmiş dikdörtgen çerçeve şeklinde sarımlı tellerden oluşan bir araçtır.

            Jeneratörlerde üretilen akımın bir kısmı içinde yumuşak demirden yapılmış levhaların olduğu çok sarımlı bobinlerden geçirilerek magnetik alan oluşturulur. Yani, jeneratör kendi magnetik alanını kendisi oluşturur.

            Jeneratörün rator ve stator olmak üzere iki ana parçası vardır.

Mıknatısın yada bobinin( bobin bakır telin üst üste bir makaraya sarılmasıyla elde edilir.) Miliampermetreden  akım geçtiği gözlenir. Mıknatısın N kutbu bobinin içine sokulduğunda oluşan ve iletken telden geçen akımın yönüne terstir. Mıknatısın S kutbu bobine yaklaşırken bobinden yine bir akım geçer. Ancak bu durumda akımın yönü, N kutbu bobine yaklaşırken oluşan akımın yönüne yine terstir.

Jeneratörlerin Akım Vermesi:

            Bir magnetik alan içerisinde bir bobin döndürülürse bobinde elektrik akımı oluşur. Bobinin mıknatıslar arasında düzenli hareketi sürekli akımı sağlar. Akımın bu yolla üretimine indüklenme ya da indüksiyon, elektromagnetik indüklenme ve akım üretme adları verilir. İndüklenmeyle alternatif akım üreten düzeneklere alternatif akım üreteci denir.

            Magnetik alan içinde tel çerçeve dönerken bir tam devir için (360˚’lik dönüş için) geçen süre T ise bu süre içinde akımın zamana bağlı değişimi, aşağıdaki şekildeki gibidir. Tel çerçevenin harekete başladığı an ile T/4 zaman aralığında akım, en küçük değerinden maksimum değerine ulaşır. T/4 ile T/2 zaman aralığında akım maksimum değerinden en küçük değerine iner. T/2 ile 3T/4 zaman aralığında akım ters yönde en küçük değerinden maksimum değerine ulaşır. 3T/4 ile T zaman aralığında ise akım ters yönde maksimum değerinden başlangıç konumuna döner. Böylece tel çerçeve 360˚ dönmüş olur. Akım bu esnada iki kez yön değiştirir.

Ülkemizde kullanılan alternatif akım saniyede 100 kere yön değiştirir. Akımın saniyede 100 kere yön değiştirmesi için çerçevenin saniyede 50 tur atması gerekir. Çünkü her turda akım 2 kere yön değiştirir. Çerçeve saniyede 50 tur atarsa dakikada tur sayısı 3000 olur. Santrallarda kullanılan bir jeneratörün rotorunun boyutları oldukça büyüktür. Böyle bir rotorun dakikada 3000 tur atması rotorun parçalanmasına neden olur. Bu nedenle jeneratörün rotoruna çok sayıda sarım yerleştirilerek rotorun düşük hızla dönmesi ve akımın saniyede 100 kez yön değiştirmesi sağlanır.