Elektrik Kaynakları

Daha önce elektriğin ne olduğu üzerine konuşmuştuk. Şimdi aşağı yukarı ne olduğunu bildiğimiz bu fenomenin, kaynaklarını inceleyelim. Çok çeşitli elektrik kaynakları olmasına rağmen, bir çırpıda sayabileceklerimiz; şebeke elektriği (şehir cereyanı), jeneratörler, piller ve akülerdir. Bunlardan şebeke elektriği ve jeneratörler genelde alternatif akım verirken; pil ve aküler ise doğru akım kaynaklarıdır. Bu konuyu biraz detaylandırmakta fayda var.

Elektrik Nedir? yazımızda elektrik hakkında fikir edinmiştik. Peki hayatımızda çok önemli bir yer kaplayan bu enerjiyi nasıl elde ediyoruz? Gelin elektrik üretim yöntemlerini biraz inceleyelim.

Elektrik üretiminin bir çok çeşidi bulunmakta.

Michael Faraday, (d. 22 Eylül 1791, Newington, Surrey – ö. 25 Ağustos 1867, Londra), İngiliz kimya ve fizik bilgini.
19. yüzyılın en büyük bilim adamlarından biridir. Elektromanyetik indüklemeyi, manyetik alanın ışığın kutuplanma düzlemini döndürdüğünü buldu. Elektrolizin temel ilkelerini belirledi. Klor gazını sıvılaştırmayı başaran ilk kişidir ve elektrik motorunu icat etmiştir.

Bugün evlerimizde kullandığımız şebeke veya jeneratör kaynaklı elektrik, büyük oranda Faraday’ın indüksiyon kanunu prensipleriyle üretilen elektriktir. Hidroelektrik, termal ve nükleer gibi elektrik santrallerinde veya evlerimizde kullanılan jeneratörlerde hala bu prensibi kullanıyoruz. Güneş enerji sistemlerinde güneşten gelen fotonların, elektronları tetiklemesiyle bir elektrik akımı yaratılıyor. Piller ve aküler gibi elektrik kaynaklarında da kimyasal tepkimelerden oluşan akımları kullanıyoruz.

MEKANİK KAYNAKLI ELEKTRİK

Şehir şebekelerimizde ve jeneratörlerde kullanılan elektrik üretim yöntemi, temel olarak mekanik enerjiyi, manyetizma yardımıyla, elektrik enerjisine çevirme üzerine kuruludur. Bu yöntemin kökeni 19. yüzyılda yaşamış bilim insanı Michael Faraday’ın çalışma ve kanunlarına dayanır.

Günümüzde şebeke ve jeneratör elektriklerini alternatör dediğimiz makinalar aracılığıyla üretiyoruz. Bunlar elektrik motorlarına çok benzemelerine rağmen; motorların aksine elektriği hareket enerjisine çevirmek için değil, hareket enerjisini elektrik enerjisine çevirmek için kullanılırlar.

Bir alternatörün içinde stator denen sabit bir parça bulunur. Bu parça genelde iletkenliği yüksek tellerden oluşmaktadır. Bunun içinde veya dışında ise rotor ismi verilen bir mıknatıs sürekli hareket ettirilmektedir. Mekanik enerjinin rotorları döndürmesiyle iletkenler etrafındaki manyetik alan değişir ve elektrik akımı üretilmiş olur.

Rotoru hareket ettirmek için termal (kömür, petrol vs), hidrotermal (su buharı), rüzgar kaynaklı veya nükleer enerji kullanılabilir. Ancak evlerimizde kullandığımız şebeke elektriği, ne kaynaklı olursa olsun, bir alternatör tarafından üretilip trafolar tarafından düzenlenerek evlerimize ulaşmaktadır. Bu yöntemle genelde AC (alternatif akım) üretilmektedir.

GÜNEŞ KAYNAKLI ELEKTRİK

Güneş kaynaklı elektrik ifadesi esasında biraz yanlış. Bahsedilen elektrik çeşidi ışık kaynaklı elektrik esasında. Güneşten veya başka bir ışık kaynağından gelen fotonların, silisyum bazlı yarı iletkenler üzerinde elektrik akımını tetiklemesiyle oluşan doğal bir elektrik üretim yöntemidir. Teknik adı Fotovoltaik’tir: Işığı temsil eden “Foto” ve elektriksel gerilimi temsil eden “Voltaik” kelimelerinin birleşiminden oluşan bir terimdir. DC akım kaynağıdır.

KİMYASAL KAYNAKLI ELEKTRİK

Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta (18 Şubat 1745 – 5 Mart 1827) pilin icadıyla tanınan İtalyan fizikçidir.
Volta tarafından yapılan pil, ilk elektrokimyasal hücre olarak kredilendirildi. İki tane elektrot içerir; biri çinko diğeri ise bakırdır.

18. yüzyılda Alessandro Volta (1745–1827) kurbağa bacağı kasılmalarının farklı iki metalden kaynaklandığını bulur. Bacağın uyarılması, birbirine benzemeyen iki farklı metalden ve hücrelerin sıvı içermesinden kaynaklanıyordu. O hâlde elektrik elde edebilmek için iki farklı metale ve sıvıya ihtiyaç olmalıydı. Bundan yararlanarak bakır ve çinko madenleri alarak aralarına tuzlu suya batırılmış süngerler yerleştiren Volta, elektrik akımını elde etmeyi başardı. Böylece Volta Pili adı verilen pili buldu (1800).

İlerleyen yıllardı bir çok farklı metalin aralarındaki kimyasal reaksiyonlara dayanan piller ve aküler geliştirildi. Günümüzde şarj edilemeyen ve şarj edilebilen pil ve akü çeşitleri bulunur. Temelde hepsi içindeki farklı metallerin farklı reaksiyonlarına değişik depoloma ve güç kapasitelerine sahiptir. Piller ve aküler DC akım üretirler.

 

ÖRNEK UYGULAMA: VOLTAJ REGÜLATÖRÜ

Yukarıda bir çok yöntemden bahsetmemize rağmen, elektrik enerjisinin en güzel taraflarından biri, rahatça kontrol edilip dönüştürülebilmesidir. Aşağıda sizlerle iki örnek videoyu paylaşacağım. Bildiğiniz gibi evlerimize gelen elektrik 220 Volt AC akım elektrik. Elektronik cihazlarımızda veya devrelerimizde ise çoğunlukla 5 Volt veya 12 Volt gibi daha düşük DC akım elektriği kullanıyoruz. Evlerimizdeki bir çok adaptör cihazı da aslında bu 220 Volt AC elektriği, 5 veya 12 Volt gibi DC elektriğe çevirmeye yarıyor.

Ben de, çalışmalarımda kullanmak için 3’ten 50 Volt’a kadar DC elektrik alabileceğim bir kaynağa ihtiyaç duyuyordum. Bu elektriği üretmek veya pillerden almak yerine; evdeki 220 Volt elektriği kullanmak oldukça mantıklı olacaktı. Sınırsız bir kaynağa sahiptim. Sadece bu 220 Volt AC elektriği istediğim voltajdaki DC’ye çevirmek gerekiyordu.

Ben de bunun için bir bilgisayar güç kaynağını kullandım. Çünkü bilgisayar güç kaynakları, 220 Volt AC elektriği, bilgisayarımızın ihtiyaç duyduğu 3, 5 ve 12 Volt DC elektriğe çevirirler. Elimde fazladan bulunan bu güç kaynağını, bir kaç küçük eklemeyle, 3’ten 50 volta kadar farklı voltajlarda elektrik alabileceğim bir kaynağa çevirdim. Bu çalışmayı da 2 video alarak Youtube’da paylaştım. 1. videoda yapım süreci ve ilk hali yer alıyor. Daha sonra 2. videoda ise bağlantı şemalarını ve güç kaynağının son halini paylaştım. Umarım size ilham kaynağı olabilir.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir