Alternatif Gerilim Neden Sinüsoidaldir?

Alternatif Gerilim Neden Sinüsoidaldir?

Bilindiği gibi elektrik santrallerde alternatif gerilim olarak üretilir, iletim ve dağıtım hatları yardımıyla bizlerin kullanımına sunulur. Elektrik ile ilgilenenler bilirler ki alternatif gerilim sinüs dalgası biçimindedir. Yani belirli bir periyotta zamanla değişen dalga şeklindedir.

Alternatif gerilimin neden sinus dalga biçiminde olduğu ve neden farklı bir dalga şekline (kare, üçgen gibi) sahip olmadığı veya neden illa ki sinüsadal dalga üretildiği merak edilebilir. Bunun cevabını vermek için öncelikle elektriğin nasıl üretildiğini anlamak gerekir. Alternatif gerilim burada anlatıldığı gibi generatörler yardımıyla üretilirler ve generatörler buradaki ve buradaki yasalara göre çalışırlar.

İlk bakışta sanki alternatif gerilimi sinüs dalga biçiminde üretmek çok karmaşık veya çok farklı yöntemler düşünülerek bu şekilde bir dalga biçimi çıkarıldığı düşünülebilir. Fakat generatörlerin çalışma esası incelendiğinde hiç de öyle özellikle sinüs dalgası üretelim diye düşünülmediği ortaya çıkar. Zira generatörler yardımıyla üretilen alternatif gerilim doğal olarak sinüsoidal olur.

Alternatif gerilim en basit anlamda manyetik alan içinde hareket eden bir bobinin uçlarında gerilim endüklenmesi olarak ortaya çıkar. Manyetik alan içinde hareket ettirilen bir bobinin uçlarında endüklenen gerilimin dalga biçimi de sinüs dalgasıdır. Dolayısıyla bu kurala bağlı olarak çalışan generatörlerden üretilen alternatif gerilim de sinüsoidaldir.

Peki alternatif gerilim sinüsoidal değil de başka bir dalga biçiminde olsa ne olurdu? Mesela kare dalga, üçgen dalga vs. gibi…

Alternatif gerilimin sinüsoidal bir yapıda olmaması durumunda;

  • Gerilimde oluşacak harmoniklerden dolayı elektrik iletim ve dağıtım hatlarında çok yüksek kayıplar ortaya çıkacak,
  • Günlük hayatımızda yaygın olarak gerilimin yükseltilmesi ve düşürülmesinde kullanılan transformatörler sinüsoidal bir gerilimle çalışırlar, dolayısıyla trafolar kullanılamayacak,
  • Yine hayatımızda oldukça yaygın olarak kullanılan alternatif gerilimle çalışan ve yüksek güçlü uygulamalarda kullanılan asenkron motorlar kullanılamayacak,
  • İletim ve dağıtım hatlarında oluşacak harmonikler kullandığımız elektronik cihazlara zarar verecek, çok fazla harmonik dalgasından dolayı iletim ve dağıtım hatları yakınında kablosuz uygulamalar zorlaşacaktır belki de imkansız hale gelecektir.

İşte bu nedenlerden dolayı sinüs dalgasına sahip bir alternatif gerilim üretilmesi ve kullanılması en kolay gerilimdir. Doğal olarak sinüs dalga biçimli alternatif gerilim üretilmesi de en kolay alternatif gerilimdir.

27 Şubat 2009 tarihinde yazılan bu yazı toplam 14.997 kez okunmuştur.

Yazar: elektrikci Pratiği seven mektepli elektrikçi... 2008 yılına kurduğu elektrikce.com'da geçen süre boyunca vakit buldukça bilgi ve çeşitli paylaşımlar yapmakta... Teorik bilgilerin yanısıra pratik bilgileri de paylaşmaya çalışan elektrikce.com'un sahibi ve şimdilik tek yazarı...

3 Yorum

  1. nur:

    pek açıklayıcı değil maalesef..

  2. Ali İhsan ÇANAKOĞLU:

    Generatörlerde üretilen gerilim, harmonikler içerir. Harmonikler sinüs (veya kosinüs) biçimlidir. Bizim gördüğümüz veya kullandığımız bu sinüslerin 1. sidir. 1. nin üzerine 3., 5., 7. ve bunların katları olan sinüsleri bindirirseniz, karşınıza basamak dağılımlı dikdörtgen bir dalga çıkar. Bunun da anlamı, generatörde hava aralığında elde edilen dalga biçimi, basamaklı dikdörtgen bir dalga biçimidir. Dolayısı ile gerilim de aynen bu biçimdedir, yani basamaklı dikdörtgen biçimli bir gerilimdir. 3. harmonik 1. nin 3 katı, 5. harmonik ise 5 katı (ve bu böyle devam eder) frekansa sahiptir. Fakat harmonik mertebesi büyüdükçe genlikler azalır. 3., 5. ve 7. harmoniklerin (ki en tehlikeli olanları ve istenmeyenleri bunlardır, genliklerinin büyüklüğü sebebiyle) genlikleri azaltılmaya çalışılır. Bunların etkisi azalınca neredeyse 1. harmonik kalır ve biz endüklediğimiz gerilimi sinüs biçiminde görürüz. Yani aslında biraz karışık bir iştir. Sizin dediğiniz kadar karmaşık işlemler gerektirmeyen bir sistem değildir. Harmoniklerin azaltılması, bastırılması hatta yokedilmesi üzerinde günümüzde de çalışılan bir konudur.

  3. Blitzkrieg:

    @nur
    faraday yasasına bakarsan bunun cevabını da bulabilirsin aslında. manyetik alana giren iletkenin manyetik alana maruz kalan alanı çoğaldıkça gerilimde giren yüzey kadar artıyor yani girmeden önce sıfır gerilim var iletken alana girdikce girdigi yüzey kadar gerilim endükleniyor tamamı girdiğinde ise tepe değerine ulaşıyor. çıkarken ise bunun tam tersi olarak iletken alana maruz kaldıgı alan kadar endüklüyor cıktından sonra yine sıfıra geliyor.