11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 258 Cevapları (MEB Yayınları)

2. ÜNİTE Doğru akım devresinde pilin uçları arasındaki potansiyel fark, pil içindeki kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüşmesi sonucu oluşur. Alternatif akımda ise manyetik alan içinde tel çerçevenin döndürülmesiyle mekanik enerji elektrik enerjisine dönüştürülür ve bu şekilde potansiyel fark oluşur. Manyetik akı değişimi ile ortaya çıkan indüksiyon gerilimi, çerçeve üzerinde indüksiyon akımı oluşturur. Yönü ve büyüklüğü periyodik olarak değişen bu akıma alternatif akım adı verilir. Manyetik akı değişim hızı artarsa alternatif akımın büyüklüğü artar. Bu sebeple alternatif akımın büyüklüğü; manyetik alanın büyüklüğü, çerçeve sarım sayısı, yüzey alanı ve çerçevenin dönme fre­ kansı ile doğru orantılıdır. Alternatif akımı oluşturan sistemler, alternatif akım jeneratörleri (Şekil 2.35) olarak tanımlanır. Hidroelektrik, rüzgâr, termik, nükleer enerji santralleri gibi santrallerde AC jeneratörleri ile elektrik üretilir. Bu jeneratörlerin ürettiği elektrik enerjisi, evlerde bulunan duvar prizlerine taşınır ve prizler alternatif akım kaynağı olarak davranır. Uzun mesafelere iletimi sırasında oluşabilecek kaybı azaltmak için enerji, doğru akım yerine alternatif akım olarak üretilir. Alternatif akımda gerilim bazı yöntemlerle yükseltilir ve akım düşürülür. Dü­ şük akım ve yüksek gerilimde taşındığında enerjinin ısıya dönüşen miktarı azalır. Alternatif akımın ve bu akımı oluşturan gerilimin zamana bağlı değişim grafikleri Şekil 2.36: a ve Şekil 2.36: b’deki gibidir. Grafiklerdeki Vmax ve imax değerleri sırasıyla değişken gerilim ve akımın maksimum değerlerini, T ise çerçeve periyodunu ifade etmektedir. Alternatif akımda gerilim ve akımın değeri sürekli değiştiği için bu niceliklerin bazı değerleri özel olarak adlandırılmıştır. Alternatif akım devresinde gerilimin en büyük değerine maksimum gerilim, akımın en büyük değerine maksimum akım denir. Alternatif akım devresinde özel olarak adlandırılan diğer bir nice­ lik gerilimin ve akımın etkin değeridir. Alternatif akım devresindeki bir direnç­ te belirli bir zaman aralığında ortaya çıkan ısı miktarı, aynı direnç üzerinde ve aynı zaman aralığında doğru akımla da elde edilebilir. Bu enerjiyi ortaya çıkaran doğru akım ve doğru akım geriliminin değerleri, alternatif akım devre­ sinde etkin akım ve etkin gerilim olarak tanımlanır. Etkin değerler, maksimum değerlerden daha küçüktür ve ortalama değerler olarak düşünülebilir. Alter­ natif akım devresinde ampermetre etkin akım, voltmetre ise etkin gerilim de­ ğerini gösterir. Türkiye’de elektrik şebekelerinde kullanılan gerilimin etkin de­ ğeri yaklaşık 220 V ve frekans değeri 50 Hz’dir. Farklı ülkelerde farklı değerler kullanılabilir. Ülkeler arası elektrik enerjisi alışverişinin mümkün olması için iki ülkede kullanılan elektriğin aynı frekansa sahip olması gerekir. S N S N Şekil 2.35: AC jeneratörü modeli Etkin Gerilim ve Etkin Akım Matematiksel olarak ietkin = imax 2 Vetkin = vmax 2 şeklinde ifade edilir. AC Kaynağı AC kaynakların üret­ tiği akım dalgalı bir şekilde değiştiğinden elektrik devrelerinde “ ” sembolü ile gösterilir. Şekil 2.36: a) Alternatif akım geriliminin zamana bağlı değişim grafiği b) Alternatif akımın zamana bağlı değişim grafiği Alternatif akım gerilimi Zaman T 2T 0 Vmax -Vmax a) T 2T Alternatif akım Zaman 0 imax -imax b)