Alternatif Akım Enerjisini Doğru Akıma Dönüştürme

'Genel Bilgi (Elektrik)' forumunda DeMSaL tarafından 7 Haziran 2010 tarihinde açılan konu

  1. DeMSaL

    DeMSaL Özel Üye

    Sponsorlu Bağlantılar
    Alternatif Akım Enerjisini Doğru Akıma Dönüştürme konusu elektirik akımı hakkında - elektirik akımı nedemektir


    Elektrik akımı nedir?

    Üreteç elektrik yüklerine elektriksel bir kuvvet uygular. Bu kuvvet etkisi ile elektrik yükleri elektrik enerjisi kazanır ve bu enerji tel boyunca iletilir. Bu durum iletkendeki yükler arasında enerji aktarımına sebep olur. Negatif yüklerin titreşim hareketinden kaynaklanan bu enerji aktarımına elektrik akımı denir.

    Alternatif Akım Nedir?

    Alternatifin kelime anlamı Değişken demektir. Alternatif akımın kısa tanımı ise Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişen akıma alternatif akım denir. Alternatif akım büyük elektrik devrelerinde ve yüksek güçlü elektrik motorlarında kullanılır. Evlerimizdeki elektrik alternatik akımdır. Buzdolabı, çamaşır makinesi, bulaşık makinesi, aspiratör ve vantilatörler direk alternatif akımla birlikte devreye girer. Televizyon, müzik seti ve video gibi cihazlar ise bu alternatif akımı doğru akıma çevirerek kullanırız.
    Doğru Akım Nedir?

    Doğru akım (DA DC ya da sürekli akım) elektrik yüklerinin yüksek potansiyelden alçak olana doğru sabit olarak akmasıdır. Tipik olarak kablo gibi bir iletkende, ya da yarıiletkenler ve yalıtkanlardan akabilir. Doğru akımda, elektrik yüklerinin aynı yönde akışı, doğru akımı alternatif akımdan ayırır.
    Alternatif Akımı Doğru Akıma Nasıl Dönüştürme

    Elektrik iki türdür. Statik elektrik ve Dinamik elektrik.Yaklaşık 2000 yıl kadar önce,Yunanlı bilgin Thales Kehribarın kumaş parçasına sürtülmesi ile küçük kıvılcımlar çıkardığını görmüştü. Statik elektrik ilk kez bu şekilde gözlemlendi.Statik elektrik durgun, pratik olarak iş yapmayan elektrik türüdür, kontrolsüz bir enerji şeklidir ve zaman zaman boşalmalar yapar.Yağmurlu havalarda bulutlar pozitif yüklü statik elektrikle dolarlar, yeryüzü negatif elektrik yüklü olduğu için, yüksek yerlerden bulutlara elektrik atlar buna yıldırım adı verilir. Eğer bu elektrik atlaması buluttan buluta ise o zaman şimşek adını alır. Statik elektriğe; saçımıza sürdüğümüz tarakta, arabadan indiğimizde tuttuğumuz kapı kolunda, televizyon ekranınına elimizi sürdüğümüzde de rastlarız. Statik elektrik elde etmek için yapılan araca Van De Graaf jeneratörü adı verilir bu jeneratörle 20 milyon volt kadar statik elektrik elde edilebilir.
    İkinci elektrik türü Dinamik,yani hareketli elektriktir. Bu elektrik kaynakları elektron devinimi sağlarlar. Elektronlar negatif kutuptan pozitif kutba doğru hareket ederler.Dinamik elektrik iki tipdir.
    1-) D.C. Direct Current kelimelerinin kısaltılmışıdır.
    2-) A.C. Alternatif Current kelimelerinin kısaltılmışıdır.
    D.C. elektrik kaynağı hepimizin çok iyi bildiği piller,akümülatörler ve dinamolardır.Piller ve Akümülatörler kimyasal reaksiyonlardan elektrik enerjisi üretirler,akümülatörler ve pillerin bazı tipleri tekrar doldurulabilir ve tekrar tekrar kullanılabilirler.Nikel Kadmiyum piller, Nikel Metal Hidrit piller bu tip pillerdendir .Akümülatörlerin esası
    sülfürik asit içindeki kurşunun kimyasal reaksiyonudur. Dinamo ise tersine çalışan bir motor dur denilebilir. Kuvvetli bir manyetik alanda dönen bir sargının (bobin) üzerinde elektrik akımı oluşması esasına dayanır.
    Düz akım denmesinin nedeni burada ki elektriğin bir volt zaman grafiğinde düz bir yol izlemesi nedeni iledir,yani bu elektrik çeşidinin voltajı zamanla değişmez.
    A.C. Alternatörler vasıtası ile elde edilen elektrik çeşididir. Alternatörleri döndürmek için ise, barajlarda su, elektrik
    santrallarında çeşitli yakıtlar kullanılır.
    A.C. denmesinin nedeni bu çeşit elektriğin zamanla yön değiştirmesidir.
    A.C. nin özelliği transformatör denen aygıtlarla voltajın yükseltilebilmesi veya düşürülebilmesidir.
    Voltajın yükseltilebilmesi nedeni ile uzak mesafelere daha az kayıpla gönderilen bu çeşit elektrik günlük hayatta en çok kullandığımız elektrik çeşididir.
    Doğru akım kaynaklarında + ve – kutuplar olduğu halde, alternatif akımda kutuplar yoktur.
    Elektrik Akımı Nasıl Oluşur ?

    Bildiğiniz gibi metallerin atomlarındaki elektron sayıları metalin cinsine göre değişir. İletken maddelerin atomlarının son yörüngelerinde 4 ‘den az elektron bulunur. Atomlar bu elektronları 8 ‘e tamamlayamadıkları için serbest bırakırlar. Bu yüzden bir İletken maddede milyonlarca serbest elektron bulunur. Bu maddeye elektrik uygulandığında elektronlar negatif (-) ‘den pozitif (+) yönüne doğru hareket etmeye başlar. Bu harekete “Elektrik Akımı” denir. Birimi ise “Amper” ‘dir. İletkenin herhangi bir noktasından 1 saniyede 6.25*10^18 elektron geçmesi 1 Amperlik akıma eşittir. Akımlar “Doğru Akım” (DC) ve “Alternatif Akım” (AC) olarak ikiye ayrılır.
    Doğru Akım (DC) :

    Doğru akımın kısa tanımı “Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişmeyen akıma doğru akım denir.” şeklindedir. Doğru akım genelde elektronik devrelerde kullanılır. En ideal doğru akım en sabit olanıdır. En sabit doğru akım kaynakları da pillerdir. Birde evimizdeki alternatif akımı doğru akıma dünüştüren Doğrultmaçlar vardır. Bunların da daha sabit olması için DC kaynağa Regüle Devresi eklenir.
    Alternatif Akım (AC) :

    Alternatifin kelime anlamı “Değişken” dir. Alternatif akımın kısa tanımı ise “Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişen akıma alternatif akım denir.” şeklindedir. Alternatif akım büyük elektrik devrelerinde ve yüksek güçlü elektrik motorlarında kullanılır. Evlerimizdeki elektrik alternatik akım sınıfına girer. Buzdolabı, çamaşır makinesi, bulaşık makinesi, aspiratör ve vantilatörler direk alternatif akımla çalışırlar. Televizyon, müzik seti ve video gibi cihazlar ise bu alternatif akımı doğru akıma çevirerek kullanırlar.
    ELEKTRİK AKIM KAYNAKLARI

    Bir iletkenden elektrik akımının geçebilmesi için iletkenin iki ucu arasında bir potansiyel farkı olmalıdır. Elektrik akımı katı iletkenlerde (-) uçtan (+) uca doğru akan elektronlar , sıvı ve gazlarda ise (+) ve (-) iyonların hareket etmesiyle sağlanır.
    Elektrik akımı , elektrik yüklerinin iki nokta arasında sürekli akışıdır. Elektrik devrelerinde iki nokta arasında potansiyel farkı oluşturan ve yüklerin sürekli olarak hareketlerini sağlayan düzeneklere Elektrik Akımı Kaynakları denir. Örneği pil , akümülatörler ve elektrik santralleri gibi. Elektrik akım kaynakları ikiye ayrılır. Bunlar doğru akım kaynakları ve Alternatif akım kaynaklarıdır.
    Doğru Akım Kaynakları

    Kimyasal reaksiyonlar sonucu elektrik akımı elde etmek mümkündür. Elektrik enerjisi üreteçlerde elde edilir.
    Doğru Akım ( DC ) : Bir elektrik devresinde elektrik yüklerinin veya akımın belli bir yönde akan , yön değiştirmeyen ve şiddeti değişmeyen akıma doğru akım denir.
    Bir yönde akım sağlayan kaynaklara da doğru akım kaynakları denir. Örneğin Pil , akümülatör ve dinamo gibi.
    a ) PİLLER
    Piller kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çevirir. (+) ve (-) kutupları vardır. Dolu pilin kutupları arasında Potansiyel farkı vardır. Çeşitli piller vardır. Her pilin yapısında iki elektrot ve elektrotların içine batırıldığı bir elektrolit vardır. Potansiyel farkı Voltmetre veya elektrometre ile ölçülür. Potansiyel farkı birimi Volttur. Piller basit pil , kuru pil ve doldurulabilen piller diye üçe ayrılır.
    1-Basit Bir Pil Yapma

    Volta Pili : Bakır ve çinko elektrotlar H2SO4 çözeltisine batırılınca akım elde edilir. H2SO4 ile çinko (Zn) elektrot arasında kimyasal reaksiyon oluşur. Çinko (Zn) atomları ikişer elektronunu çinko elektrota bırakarak Zn+2 iyonu halinde çözeltiye karışır.

    Zn Zn+2 + 2ē

    Çinko elektrot üzerinde elektronlar birikir. Çözeltideki H+ iyonları Zn+2 tarafından bakır elektrota itilir. Akım geçince dış devreden gelen elektronlar H+ iyonlarını nötrleştirir. Bakır elektrot üzerinde biriken H gazı bir süre sonra akımın kesilmesine yol açar. Volta pilinde bakır elektrotun H gazı ile kaplanarak akım veremez duruma gelmesine kutuplanma veya Polarizasyon denir. Volta pilinde çinko elektrot pilin (-) kutbunu , bakır elektrot ise (+) kutbunu oluşturur.

    Danielle Pili : Bakır sülfat çözeltisi içine bakır elektrot , çinko sülfat çözeltisi içine çinko elektrot aralarına da Parşömen kağıdı konularak elde edilen pildir.

    Leclanche Pili : Nişadır çözeltisi içerisine batırılmış mangandioksit ve karbondan oluşmuş bir pildir.
    2- Kuru Pil

    Pilin kabı çinkodan yapılmıştır. Bu kap aynı zamanda pilin (-) kutbu görevini yapar. Karbon çubuk (+) kutbunu oluşturur. Karbon çubuğun etrafında %75 mangandioksit ve %25 grafitten oluşan bir katman bulunur. Pildeki elektrolitik sıvı ise amonyum klorür çözeltisidir.
    Pil akım verirken amonyum iyonları ( NH4+ ) karbon çubuktan elektron alarak H2 ve amonyak ( NH3 ) haline geçer. Çinko kaptan çözünen çinko iyonları ( Zn+2 ) ise Cl- ile birleşerek çinko klorür haline geçer. Amonyak çinko klorür ile H2 ise mangandioksit ile tepkimeye girer.
    Birden fazla pil birbirine ağlanarak bataryalar elde edilir.
    3- Doldurulabilen Piller

    pilin doldurulması olayına Şarj denir. Pilin boşalmasına Deşarj denir. Doldurulabilen pillere Nikel kadmiyum pilleri ve kurşunlu akümülatörler örnek verilebilir.
    Pilden akım alınırken Kadmiyum , kadmiyum Hidroksit haline dönüşür. Nikel Oksi Hidroksit ise Nikel Hidroksite dönüşür. Kadmiyum ve nikel oksi hidroksit tükendiğinde pil boşalır. Doldurulma olayı dışarıdan verilen elektrik enerjisi ile sağlanır.
    Diğer Doğru Akım Kaynakları
    Akümülatörler

    Akümülatör de bir tür pil çeşididir.
    Elektrik enerjisini kimyasal enerji olarak depolayan ve bunu istenildiğinde tekrar elektrik enerjisi olarak dönüştüren düzeneğe Akümülatör denir.
    Elektrotlar arasına bir doğru akım kaynağı bağlanır. Bu sırada elektroliz olayı gerçekleşir. Buna akümülatörün şarjı denir. Akümülatör dolarken H+ iyonları (-) elektroda , ( SO4)-2 iyonları da (+) elektroda gider. Bu olay esnasında anotta kurşundioksit (PbO2 ) , katotta ise kurşun ( Pb ) oluşur. Çözeltinin içinde iki farklı elektrot elde edilir. Böylece şarj olmuş akümülatör elektrotlar arasında oluşturulacak devreye akım verir. Akümülatörün akım vererek her iki elektrotun kurşun haline dönüşmesine akümülatörün boşalması (Deşarj ) denir. Dolma sırasında depo edilen kimyasal enerji boşalma sırasında elektrik enerjisine dönüşür.
    Ayrıca Demir- Nikel akümülatörleri de vardır. Akümülatörlerden başka doğru akım kaynakları da vardır. Örneğin Dinamo , güneş pili , termoelektrik pil , fotoelektrik pil gibi.
    Pil Oluşumu İle Maddelerin Aşınması ( KOROZYON )

    İki farklı elektrot bir elektrolit içine batırılınca pil oluşur. Pilden akım alınırken elektrotlar değişime uğrar. Kendiliğinden oluşan piller de vardır. Bunlara istenmeyen piller denir. Doğal ortamlarda birbirine dokunmakta olan iki farklı metal nemli ortamda bulunuyorsa istenmeyen pil oluşabilir. İstenmeyen pil oluşumu metallerin aşınmasına yol açar.
    KorozyonS. AKÇAY : Metal yüzeylerinin istenmeyen pil oluşumu ile kendiliğinden aşınmasına korozyon denir.
    Metallerin ısı etkisi ile aşınması , zımpara ve diğer araçlarla oluşturulan aşınmalar korozyon değildir.
    Korozyon etkisi ile parlak metal yüzeyleri donuklaşır. Demir üzerinde pas oluşur. Çinko beyaz ve donuk bir tabaka ile örtülür. Bakır üzerinde yeşil bir katman oluşur. Gümüş kararır. Platin ve altın parlak kalır. Bazı metaller kolay bazıları ise zor korozyona uğrarlar. Bazı metaller daha fazla aktif bazıları ise az aktiftir. Çok aktiften az aktife doğru bazı metaller şöyle sıralanır :
    Magnezyum , alüminyum , çinko , demir , kurşun , kalay , bakır , gümüş , platin, altın.
    İki metal bir araya getirilince daha soy olan ( az aktif olan ) metal (+) elektrot , diğeri (-) elektrot olur. (-) elektrot olan metal korozyona uğrar , diğeri ise korunur.
    Evlerde kullanılan metalden yapılmış eşyalar kendisinden daha soy olan metallere uzun süre dokundurulmamalı Örneğin çelik tencere gümüşe dokunursa korozyona uğrar. Korozyon olayı kuru ortamlarda da gerçekleşebilir. Metallerin gazlarla etkileşmesi sonucu gerçekleşen bu olaya Kuru Korozyon denir
     

Bu Sayfayı Paylaş