• Anasayfa

Güç hatları neden sadece 125-250 voltta iletim yapmazlar? Bu soruyu açıklamak için, öncelikle elektriğin belirli bir mesafe boyunca dolaşırken nasıl davrandığı bilmek gerekir. Elektrik bir metal telden aşağı akarken, elektronlar onlarla birlikte belirli miktarda enerji taşımaktadır. Telden geçtiğinde elektronlar, elektronun direnç deneyimi nedeniyle taşıdıkları enerjinin bir miktarını kaybetmektedirler. Bu yüzden teller, içinden elektrik geçtiği zaman ısınmaktadır. Kullanılan elektrik voltajı ne kadar yüksek olursa ve akım ne kadar düşük olursa, o kadar az enerji harcanmaktadır. Böylece, enerji santrallerinden gelen elektrik, enerji tasarrufu için kabloları son derece yüksek voltajlarda göndermektedir.

Ancak, başka bir neden daha bulunmaktadır. Endüstriyel ekipman, büyük miktarlarda güç tüketen büyük boyutlu makinelere sahiptir. Bir cihazın kullandığı enerji, kullandığı voltaj ile doğru orantılıdır. Bu güce aç makineler 10.000–30.000 volt kullanabilmektedir. Küçük ölçekli endüstrilerin sadece 400 voltluk kaynaklara ihtiyacı olabilmektedir. Bunu basit bir ifadeyle, farklı toplum katmanlarının farklı güç tüketimi ihtiyaçları bulunmaktadır.

Transformatör

Bir transformatör, bir voltajı veya akımı diğerine dönüştürmek için elektromanyetizma prensiplerini kullanan bir cihazdır. Manyetik bir çekirdek etrafına sarılmış bir çift yalıtılmış telden oluşmaktadır. Dönüştürülecek gerilimi veya akımı bağlanan sargıya birincil sargı ve çıkış sargısına ikincil sargı denmektedir. Transformatörler iki çeşit halinde gelmektedir, bunlar voltajı veya akımı artıran yukarı adım ve voltajı veya akım girişini azaltan aşağı adım şeklindedir. Örneğin, mikrodalga fırınındaki transformatörler, mikrodalga fırındaki vakum borusuna yaklaşık 2200 volt beslemek için kullanılan ikincil bir transformatördür. Dikkat edilmesi gereken bir şey, transformatörlerin sadece değişen veya AC voltajlarla çalıştığı ve DC ile çalışmadığıdır.

Bir transformatör, iki veya daha fazla devre arasında elektrik enerjisi aktaran statik bir elektrikli cihaz olabilmektedir. Bir transformatör aynı zamanda çok temel bir elektromanyetizma yasasına dayandırılmaktadır, yani dalgalanan bir elektrik akımı bir telden aktığında, çevresinde manyetik bir akım üretmektedir. Manyetik akım yoğunluğunun gücü doğrudan elektrik akımının büyüklüğü ile ilgilidir. Bu nedenle, akım ne kadar yüksek olursa manyetik alan o kadar güçlü olmaktadır. Elektriğin davranış şekli ile ilgili ilginç bir fenomen vardır. Bir telin etrafında manyetik bir alan indüklendiğinde, telde bir elektrik akımı üretmektedir, bu nedenle ikinci tel bobinini birincinin yanına koyulduğunda ve ilk bobine dalgalanan bir elektrik akımı gönderildiğinde, ikinci telde bir elektrik akımı oluşmaktadır. Burada yapılan, bir elektrik bobinini bir tel bobininden diğerine geçirmektir. Buna, birinci bobindeki akım, ikinci bobindeki bir akıma neden olduğu veya indüklediği için elektromanyetik indüksiyon denmektedir.

Bir tel bobini yapmak için, tel basitçe kıvrılmalıdır. İkinci bobin birinci bobinle aynı sayıda dönüşe sahipse, ikinci bobinde ki elektrik akımı ilk bobindekiyle hemen hemen aynı boyutta olacaktır. Bununla birlikte, transformatörlerin ilginç yönü, ikinci bobinde daha fazla veya daha az dönüş olursa, ikincil akımı ve voltajı birincil akım ve voltajdan daha büyük veya daha küçük yapmak mümkündür. Elektrik akımının dalgalanması gerektiğini anlamak önemlidir. Başka bir deyişle, transformatör söz konusu olduğunda elektrik akımı alternatif akım (AC) olmalıdır. Transformatörler kararlı durum akımı veya Doğru Akım (DC) ile çalışmamaktadır.

Yükseltici ve Düşürücü Transformatörler

İkinci bobinin birinci bobinin yarısı kadar tur varsa, ikincil gerilim birincil gerilimin büyüklüğünün yarısı olacaktır; ikinci bobinin dönüşlerinin onda biri varsa, voltajın onda biri vardır. Genel olarak, bir aşağı inen transformatörün primerde 1000 ve ikincilde 100 bobin vardır. Bu, voltajı 10 faktör azaltmaktadır, ancak akımı aynı anda 10 faktör ile çarpmaktadır. Bir elektrik akımındaki güç, voltaj ve akımın ürününe eşittir. Bir transformatörde, ikincil bobindeki gücün teorik olarak birincil bobindeki güçle aynı olduğunu görülmektedir, ancak tüm pratik, gerçek dünya ortamlarında, birincil ve ikincil arasında bir miktar güç kaybı bulunmaktadır ve bazıları manyetik akının çekirdeğinden dışarı sızması durumunda, çekirdek ısındığı için enerji kaybedilmektedir.

Bir yükseltici transformatörde, ikincil sargılar, birincil sargılarla karşılaştırıldığında çok sayıda dönüş içermektedir. Bu transformatörler genellikle çok büyük bir dönüş oranına sahiptir. Dönüş oranı, ikincil sargı sayısı ile birincil sargı sayısı arasındaki oran olarak tanımlanabilmektedir. Bu transformatörler, enerji üretiminde üretilen voltaj değerinin arttırıldığı ve uzun mesafeli enerji iletimi için hazırlandığı durumlarda kullanılmaktadır. Bu akım değeri enerji iletimi için pratik değildir ve iletim gücü kayıpları nedeniyle azalmalıdır (R × I * I, R’nin direnç ve I akım anlamına gelir). Transformatörler olmadan uzun mesafeli enerji iletimi mümkün değildir ve günümüzde transformatörlerin günlük elektrik hayatımızda önemli bir rol oynamaktadır.