ELEKTRİK ENERJİSİ ÜRETİMİ

Doğru akım (dc) jeneratörü oluşturan temel elemanlar; komutatör, mıknatıs, tel halka, yüzükler ve fırçalardır.

Kristal yapılı bazı malzemeler mekanik basınç etkisi altında bırakıldığı zaman, elektrik yük akışı meydana gelir. Malzemenin iki yüzünde farklı işaretli yükler oluşur. Zıt işaretli yük birikimi potansiyel fark yani voltaj demektir. Bu yöntemle voltaj elde etmeye piezoelektrik olay denir.

İki fazı oluşturan sarımlar fiziksel olarak birbirlerine dik açılarda (90°) bulunurlar.
Her bir fazın çıkışı 90° ayrı olur. Bu durumda iki-fazlı alternatörün fazları arasında 90° faz farkı olacaktır. Bu şekilde tasarlanan alternatörün çalışma ilkesi daha
önce gördüğümüz alternatörlerle aynıdır.

Kendinden uyarmalı dc jeneratörler, alan sargılarının endüviye yapılan bağlantısına göre sınıflandırılırlar. Alan bağlantıları üç genel bağlama şeklinde yapılır ve dc jeneratörler bu bağlama şekillerine göre isimlendirilirler. Bunlar: Seri-sarımlı, paralel (şönt)-sarımlı ve bileşik-sarımlı jeneratörlerdir.

Bobinde oluşan emk’nin maksimum değerini bulmak için ε maks = NABω eşitliği kullanılabilir.
Bu eşitlikte ω = 2 π f tanımı kullanılırsa,
ε maks = NABω = NAB (2 π f) ,
ifadesine ulaşılır. Sayısal değerler yerine yazılarak,
ε maks = 500 (0,1 m)2 (0,8 T) 2 (3,14) (50 Hz) = 1256 V = 1,26 kV
bulunur.

1000 W=1 kW olduğuna göre 50 W =0,05 kW’tır. Öte yandan;
Enerji= Güç × Zaman olduğuna göre, ampülün bir günde harcadığı elektrik enerjisi; Enerji= (0,05 kW) (15h)=0,75 kWh bulunur. Benzer şekilde ampülün bir haftada harcadığı elektrik enerjisi, Enerji= (0,75 kWh/Gün) (7Gün)=5,25 kWh olacaktır. Bu tüketimin bedeli, Tüketim bedeli= (5,25 kWh) (0,40/kWh) TL =2,10 TL bulunur.

Elektrik üretmede kullanılan yöntemlerden biri elektrik akımı oluşturmaktır. Elektriğin en pratik uygulamaları elektrik akımlarıyla ilgili olanlarıdır. Elektronların hareketi ile iş yapan enerji, elektrik enerjisi üretilebilir. Elektrik akımı elde ederek elektrik enerjisi üretmek için çeşitli yöntemler vardır. Bunlar; basınç etkisi, ışık enerjisi, ısı enerjisi, kimyasal etki ve manyetik etki ile elektrik üretme yöntemleridir. Yağmur etkisi bu yöntemlerden biri değildir.

Manyetik akı, belirli bir yüzeyden geçen manyetik alan çizgilerinin sayısı olarak ifade edilebilir. ΦB sembolü ile gösterilir. Manyetik akı ifadesi ΦB = BA cos θ olduğuna göre halkadan geçen akı; ΦB = BA cos θ= (0,08 T) (0,03 m2) cos50°=1,54.10-3 Wb olarak bulunur.

İlmekte indüklenen emk, ε = -Blv olduğuna göre, |ε| =|-Blv|=(0,05 T)(1 m)(3 m/s)=0,15 V olarak bulunur. Böylece indüksiyon akımı; I= ε /R=0,15/100=1,5.10^-3A elde edilir.

AC jeneratörler mekanik enerjiyi ac elektrik enerjisine dönüştüren elektrik makineleri olarak tanımlanır. Jeneratörü oluşturan temel elemanlar, mıknatıs, tel halka, yüzükler ve fırçalardır.

Bobinde oluşan emk’nin maksimum değerini bulmak için ω = 2 f tanımı kullanılırsa, ε_maks= NABω = NAB (2 f) ifadesine ulaşılır. Sayısal değerler yerine yazılarak, ε_maks = 300 (0,1 m)² (1 T) 2 (3,14) (50 Hz) = 942 V = 0,942 kV bulunur.

Bütün jeneratörler iki mekaniksel kısımdan oluşur. Bunlar dönen kısım rotor ve hareket etmeyen yani durağan kısım stator olarak isimlendirilir. Bir jeneratörde manyetik alanın oluşturulduğu kısım indüktör ve indüksiyon ile gerilimin üretildiği kısım endüvi olarak adlandırılır. AC jeneratörlerde endüvi ya rotor ya da stator olabilir.

Mekaniksel dönme hızı ile jeneratörde üretilen gerilimin frekansının eş zamanlı olma durumu senkron ac jeneratörler için geçerlidir.

Üç-fazlı alternatörün satator bobinleri ya Y bağlantı ya da ∆ bağlantı olacak şeklinde bir araya getirilebilir. Bu bağlantı şekilleri ile alternatörden üç çıkış sağlanır. Bu çıkışlar üç-fazlı motorlara veya güç dağılım transformatörlerine uygun bağlantı yapmaya olanak sağlar.

Kendinden uyarmalı dc jeneratörler, alan sargılarının endüviye yapılan bağlantısına göre sınıflandırılırlar. Alan bağlantıları üç genel bağlama şeklinde yapılır ve dc jeneratörler bu bağlama şekillerine göre isimlendirilirler. Bunlar: Seri-sarımlı, paralel (şönt)-sarımlı ve bileşik-sarımlı jeneratörlerdir. Bileşik-sarımlı jeneratörler aynı zamanda kümülatif-bileşik ve diferansiyel-bileşik olmak üzere iki şekilde olur. Çıkıntılı kutuplu jeneratör bir alternator çeşididir.

Yenilenebilir enerji kaynakları (güneş, rüzgar, jeotermal, biyomas) kullanılarak ikincil bir enerji olarak elde edilmektedir. Yenilenebilir olmayan (kömür, petrol, doğal gaz, nükleer)enerjidir.

Elektrik dağıtım şirketlerinin elektrik enerjisi tüketimini hesaplamada kullandıkları enerji birimi kilowatt-saat (kWh)’tir Bir kWh, bir saatte harcanan elektrik enerjisi miktarıdır.

Kristal yapılı bazı malzemeler mekanik basınç etkisi altında bırakıldığı zaman, elektrik yük akılı meydana gelir. Malzemenin iki yüzünde farklı işaretli yükler oluşur. Zıt işaretli yük birikimi potansiyel fark yani voltaj demektir. Bu yöntemle voltaj elde etmeye piezoelektrik olay denir. Jacques ve Pierre Curie kardeşler tarafından 1880 yılında keşfedilmiştir.

Birim yükü mevcut elektrostatik alana karşı, bir noktadan diğerine hareket ettirmek için gereken enerji miktarı olarak tanımlanabilir ve. emk’nın SI sisteminde birimi volt (V)’tur.

Çok küçük elektrik akımlarını saptamaya ve ölçmeye yarayan araca galvonometre denir. Voltmetre ve ampermetrenin ana parçasını oluşturur.