Doğru Akım Kaynakları

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.

 

      Piller

   
   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  Pil:


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.

 

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.

Korozyon: 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.

     İstenmeyen pil oluşumlarında bir metalin korozyonunu önlemek için daha az soy olan bir metale dokundurulur. Bir metalin korozyonunu önlemek için kullanılan metale Kurban Elektrot denir.

 

Alternatif  Akım  Kaynakları 

 

Alternatif  Akım ( AC ): Yönü ve şiddeti sürekli olarak değişen akıma alternatif akım denir.

      Alternatif akım elde etmeye yarayan düzeneklere  Alternatör  veya  Alternatif Akım Jeneratörü denir.

   Mekanik , ısı , kimyasal yada nükleer enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren sistemlere elektrik santralleri denir.

 

Hidroelektrik  Santraller

     Su gücünden yararlanarak çalıştırılan elektrik santralleridir. Barajlarda toplanan suda potansiyel enerji depo edilir. Yüksek bir yerden düşürülen yada akıtılan su Kinetik enerji kazanır. Bu su yüksekten akıtıldığında su türbinine çarparak enerjisini mekanik enerji olarak çarklara aktarır. Çarklar santralin üretecinin rotorunu döndürür.  Rotor  bir mıknatısın kutupları  arasında döner.  Rotorun bağlı olduğu jeneratörde alternatif akım üretilir. Bu santrallerin çevreye önemli bir zararları yoktur.  Hidroelektrik santrallerde enerji dönüşüm sırası şöyledir :          

Potansiyel Enerji—Kinetik  enerji – Mekanik Enerji -- Elektrik Enerjisi 


Termik  Santraller

     Elektrik enerjisi elde edebilmek için kömür , gaz petrol gibi yakıtların ısıya dönüştürülmesi ile çalışan santrallerdir.Burada su  kaynatılarak buhar elde edilir. Yüksek basınçlı buhar , buhar türbinlerine gönderilerek türbinin döndürülmesi sağlanır. Dönen bu türbin jeneratörün elektrik enerjisi üretmesini sağlar. Bu santraller yeşil alanlara zararlıdır, ormanları yok eder.Termik santrallerde enerji dönüşüm sırası şöyledir :

 Kimyasal Enerji – Isı Enerjisi—Mekanik Enerji—Elektrik                                                     

 

Jeneratörlerin  Yapısı


    
Türbinlerde alternatif akım üreten sistemlere  Jeneratör denir. Jeneratörde manyetik alan oluşturan mıknatıs ile mıknatısın kolları arasında dönen dikdörtgen tel çerçeveler vardır. Çerçeve döndükçe düzgün manyetik alan oluşturur. Negatif yüklü elektronlara bir kuvvet etki eder. Çerçeve içinde elektronlar bir akım oluşturur. Bu akım halkalar üzerindeki fırçalar yardımıyla dış devreye alternatif akım olarak  verilir.

     Jeneratörün yapısında stator ve rotor diye iki önemli kısım vardır. Dıştaki sabit kısım  statordur. Rotor ise statorun iç kısmında bulunur ve bir eksen etrafında döner.

 

Jeneratörlerin  Akım  Vermesi

 

   Tel çerçeveyi döndürmek yerine manyetik alanı döndürmek daha kullanışlı  bir jeneratör oluşturur.

   Çubuk mıknatıs bir akım makarasının içinde hareket ettirilirse , makaraya sarılı iletken  telin uçlarında oluşan akıma   İndüksiyon Akımı  denir.

 

Transformatör:

 Alternatif gerilimin düşürülmesi veya yükseltilmesini sağlayan araçlara  denir.

      Transformatör  Primer (Giriş) devre , Sekonder (Çıkış) devre ve demir çekirdek diye üç ana kısımdan oluşur. Gerilimin uygulandığı sargıya  Primer  sargı denir.  Gerilimin alındığı  sargıya  Sekonder sargı denir.

     Bir transformatörde çıkış olarak az sarımlı sargı kullanılırsa gerilim düşer. Çıkıştaki sarım sayısı giriştekinden fazla ise gerilim yükselir.

 

            Vs    =  Ns   =  İp     

            Vp        Np       İs

 

Vs = Sekonder Gerilim

Vp = Primer Gerilim

Ns = Sekonder Sarım Sayısı

Np = Primer Sarım  Sayısı

İp= Primer Akım

İs = Sekonder Akım        

 

  Güç (P) : Birim zamanda yapılan iştir. Birimi wattır.    

             P = V. İ

  Bir transformatörün verimi :   Verim = Alınan Güç / Verilen Güç

Verim = Vs.İs/Vp. İp

 

 

Yorum Yaz
Arkadaşların Burada !
Arkadaşların Burada !