ElektrikEnerji

Alternatif Akım (AC) ve Doğru Akım (DC) Nedir?

Elektrikte iki farklı akım türü vardır. Bunlar alternatif akım (AC) ve doğru akım (DC) olarak öne çıkar. Bu iki akım türü o kadar ünlenmiştir ki artık hemen hemen herkesin bildiği 1800’lü yılların sonlarında akım savaşlarının çıkmasına sebep olmuştur. Tesla vs Edison veya Westinghouse vs Edison da diyebiliriz. Ama bu içeriğimizde daha çok bu akım türlerini birbirlerinden farklarını ve nasıl üretildikleri üzerinde duracağız.

Doğru Akım (DC) Nedir?

DC, açılımı İngilizce’de “Direct Current” ifadesinin kısa halidir ve Türkçe’ye “Doğru Akım” olarak çevrilmiştir. Doğru akım, elektrik akımının devre içerisinde tek bir yöne, yüksek potansiyelden düşük potansiyele doğru akmasıdır. Voltaj ve akım yön sabit kaldıkça değişikliğe uğrayabilir. Doğru akım her hangi bir yön değiştirme hareketi yapmadığından dolayı bir frekansı yoktur.

Doğru Akım Nasıl Üretilir?

DC elektrik üretimi bir takım kompakt cihaz ve sistemlerden sağlanabilir. Başlıca DC üreteçler şunlardır:

  • Güneş panelleri
  • Yakıt hücreleri
  • AC elektriği doğru akıma dönüştüren dinamolar.
  • Aküler de DC olarak elektriği depolar ve yine dc elektrik açığa çıkarırlar.

Alternatif Akım (AC) Nedir?

İngilizcesi Alternating Current (AC), olan alternatif akım, doğru akımdan farklı olarak tek yönde değişmeyen, zamanla genliği, yönü ve şiddeti değişen bir elektrik akım çeşididir. Alternatif akımın devre içerisindeki yönü belirli zaman aralıklarıyla değişir. Günlük hayatta evlerimize gelen elektrik çeşidi de alternatif akımdır. Evinizde kullandığınız tüm cihazlar AC ile çalışabilecek şekilde tasarlanmıştır. Çünkü konutlara, işletmelere veya sanayiye giden tüm elektrik alternatif akımdır. Evimizde bilgisayar ve cep telefonu gibi doğru akımla çalışan cihazlar da bünyelerindeki dönüştürücülerle gelen AC elektriği, DC elektriğe çevirerek çalışırlar.

Alternatif akım birçok güç devresinde pozitif ve negatif yönlerde hareket eden tam sinüs dalgası halinde bulunur. Ancak ses yükselticileri, hoparlörler gibi bazı cihazlarda alternatif akım üçgen ve kare dalga şeklindedir. Bu dalga biçimleri birbirlerine bazı elektronik cihazlar ile çevrilebilir. Alternatif akım eğrilerinin farklılaşması tamamen AC üreten cihazlara veya dönüştürücülere bağlıdır.

Alternatif Akım (AC) Eğrileri

Bildiğiniz gibi elektriğin uzun mesafelerde iletiminin sağlanması için yüksek gerilim gereklidir. Doğru akımda ise yüksek gerilim elde etmek oldukça zordur. Bu sebepten de alternatif akım elektriğin iletiminde çok büyük kolaylık ve tasarruf sağlar. Alternatif gerilim transformatörlerde kolaylıkla yükseltilip alçaltılabilir.

Alternatif Akım (AC) Nasıl Üretilir?

Alternatif akım, alternatör olarak bilinen elektrik makineleri ile üretilir. Alternatörler, sabit manyetik alanda hareket eden iletken prensibiyle elektrik üreten makinelerdir. Güç santrallerinde türbinin kızgın buhar ile döndürülmesi sonucu, buna bağlı olan jeneratörün şaftı da dönerek alternatif gerilim üretilir. Burada jeneratörün içerisindeki sabit manyetik alanda iletken dönüşü gerçekleşir. Yine aynı şekilde rüzgar türbinlerinin kanatlarının dönüşü sonucu buna bağlı olan alternatör bünyesindeki şaft dönerek AC elektrik üretimi sağlanır.

Periyot Nedir?

Yukarıda videoda olduğu gibi tel sabit manyetik alan içerisinde dönerken attığı bir tam tur yani 360o‘lik dönüş için geçen süre yani periyot olarak adlandırılır ve T ile gösterilir. Videoda da sağ üstte görüldüğü gerilim zamana göre değişmektedir. Pozitif ve negatif konuma gelen gerilimin T süresinde toplamı ise sıfırdır.

T/4 anında gerilim maksimum değerde, T/2 anında da minimum değerde olur. T/2 ile 3T/4 arasındaki zaman aralığında gerilim negatif yönde maksimuma ulaşır ve 3T/4 ile T arasındaki zaman aralığında ise akım ters yöne dönerek başlangıç konuma gelir.

Frekans (Hz) Nedir?

T yani periyot kavramından bahsettik. Tabi frekans da alternatif akım için önemli bir konudur. Frekans, alternatif gerilimin 1 saniyede oluşan periyot sayısına denir. Frekans, f ile gösterilir ve aşağıdaki formül ile bulunur. Frekans birimi ise Hertz olup Hz ile gösterilir.

f = 1/T (Hz)

Ülkelere göre Gerilim ve Frekans Değerleri

Dünya’nın çeşitli ülkelerinde evlerde kullanılan elektrik voltajları ve frekans değerleri farklılık gösterir. Belli başlı ülkelerde evlerde kullanılan gerilim ve frekans değerleri şu şekildedir:

  • Türkiye: 220 V / 50 Hz
  • ABD: 120 V/60 Hz
  • İngiltere: 240 V / 50 Hz
  • Almanya: 230-400 V / 50 Hz
  • Fransa: 230 V / 50 Hz
  • Kanada: 115 V / 60 Hz
  • İtalya: 220 V / 50 Hz
  • Japonya: 220 V / 50-60 Hz
  • Çin: 220 V / 50 Hz
  • Hindistan: 230-250 V / 50 Hz

Pozitif Alternans ve Negatif Alternans Nedir?

Alternatif akım eğrilerinden bahsetmişken alternans kavramını da açıklayalım. Alternans aslında alternatif akımın yönünü belirtir. AC eğrisinde, x ekseninin üstü pozitif alternans, altı da negatif alternans olarak bilinir. Bu alternatif akımın devredeki yönünü de belirtir. Aşağıdaki görseller ile pozitif ve negatif alternans kavramlarını daha iyi anlayacaksınız.

Pozitif Alternans

Negatif Alternans

AC gerilim, elektrik üretim santrallerinde çok daha büyük alternatörler tarafından üretilir. Üretilen bu elektriğin gerilimi de kayıpları azaltmak ve uzun mesafe iletimi sağlamak amacıyla transformatörlerle yükseltilir. Gerilim yükselirken akım da düştüğünden enerji iletim hatlarında kullanılan iletken çapları da küçültülmüş olur. Bu da çok dc iletime göre çok tasarruflu bir elektrik iletimi sağlar.

(Doğru Akım) DC ve AC (Alternatif Akım) Arasındaki Farklar Nelerdir?

Doğru akım ve alternatif akım arasında birçok belirgin farklar vardır. Bu farklara bakarak hangisinin hangi alanlarda faydalı olabileceğini de görebiliriz. AC ve DC arasındaki farklar aşağıdaki tablodaki gibidir.

Alternatif Akım (AC)Doğru Akım (DC)
Alternatif akım 50-60 Hz frekansa sahiptir.Doğru akımın frekansı ise yoktur.
Devre içerisinde akım yönü tersine dönebilir.Akım sadece tek bir yöne doğru hareket eder.
Elektriğin uzun mesafe iletiminde güvenlidir ve kayıp daha azdır.DC elektriğin uzun mesafe iletimlerinde kaybı daha fazla olur.
Elektronların yönü ileri ve geri şeklinde değişebilir.Elektronların yönü tek yönde sabittir.
Sargı boyunca döner manyetizmaya sahiptir.Sargı boyunca sabit manyetizmaya sabittir.
İletimi sırasında gerilimi büyük oranda yükseltildiğinden akımı düşer bu şekilde iletim hattındaki iletkenlerin çapı ve boyutu düşer. Bu da daha maliyetten kazanç sağlar.DC gerilim çok yüksek gerilim değerlerine çıkartılamadığı için iletiminde kullanılan malzeme boyutu ve sayısı yüksektir. Bu da daha fazla maliyet anlamına gelir.

Sonuç

Sonuç olarak akım savaşlarının galibi alternatif akım gibi gözükse de günümüzde doğru akım ile çalışan bilgisayar, telefon, elektrikli araçlar ve birçok ev aleti gibi cihazların yaygınlaşması ile bu savaş hala devam ediyor gibi gözüküyor. Tabi biz mühendisler hiçbir zaman bunu bir savaş olarak görmedik. Çünkü iki elektrik türü de birbirlerinin tamamlayıcısı gibi davranmaktadır. Bu sebeple insanlığı kalkındırmak için alternatif ve doğru akımı en verimli bir şekilde kullanmanın yollarını araştırıp, uygulamaya devam etmeliyiz.

Kaynaklar

Emre LEBLEBİCİOĞLU

Emre LEBLEBİCİOĞLU, 1993 yılının Ekim ayında Adana'nın Seyhan ilçesinde doğdu. İlk, orta ve lise öğrenimini burada tamamladı. 2011 yılında Karabük Üniversitesi Enerji Sistemleri Mühendisliği bölümünü kazandı. 2012 yılında ise yine aynı üniversite de Mekatronik Mühendisliğinde çift anadal programına başladı. 2014 yılının ilk döneminde Erasmus programı kapsamında Bükreş Politeknik Üniversitesi'nde eğitim aldı. 2015 yılında haziran ayında Enerji Sistemleri Mühendisliğinden, ağustos ayı sonunda ise Mekatronik Mühendisliğinden mezun oldu. Mezuniyetten sonra ise yaklaşık 2 yıl solar enerji sektöründe faaliyet gösterdi. Askerlik vazifesini de yedek subay olarak tamamladı. Şuan da ise Marmara Üniversitesi İngilizce Makine Mühendisliği bölümünde tezli yüksek lisans yapmaktadır. Ayrıca GENSED'de proje uzmanı olarak çalışmaktadır. İleri seviyede İngilizce ve başlangıç düzeyinde Almanca bilmektedir.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu