Elektriği Neden Sinüsoidal Formda Kullanıyoruz?

Bilindiği gibi elektriği alternatif olarak sinüsoidal modelde üretiyor, dağıtıyor ve kullanıyoruz. Peki neden elektriği sinüs dalgası şeklinde kullanıyoruz? Evdeki prizlerimizde sinüs gerilimi mevcut. Acaba orada kare dalga veya üçgen dalga şeklinde olsaydı ne olurdu? Sinüs dalgasının avantajları neler? Elektriği başka bir formda üretmek mümkün mü? Cevapları yazımızın devamında.

A- A+

18.12.2013 tarihli yazı 65526 kez okunmuştur.

Akım Gerilim Generatör Sinüs Sinyal Sinüs dalga Senkron Generatör Sinyal Jeneratörü Kare Dalga Üçgen Dalga Harmonik Fourier

Elektrik santrallerinde generatörler elektriği alternatif formda üretiyor. Alternatif gerilimi sinüs formunda kullanıyoruz. Aslında kare dalgada, üçgen dalgada bir alternatif gerilimdir. Çünkü bu dalgalarda belirli periyotta zamanla değişen dalgalardır.

► Generatörler sinüs dalgası üretebiliyorlar da kare dalga ya da üçgen dalga üretebilirler mi?

Normalde bir generatörün tasarımını düşündüğümüz zaman biz istesek de istemesek de generatörler elektriği sinüsoidal şeklinde üretecektir. Yani generatörlerin ürettiği sinyal doğal olarak sinüsoidal formdadır. Çünkü elektrik makinalarının rotor kısımları silindirik biçimdedir. Elektriğin sinüs formunda üretilmesinin sebebi tamamen generatörlerin yuvarlak yapıya sahip olmasındandır. Generatörlerin evrensel tasarımı bu şekildedir. Eğer yuvarlak kısmı kare veya altıgen şeklinde olsaydı elektriği kare dalga ya da üçgen dalga şeklinde üretebilirdik.

► İlginizi Çekebilir: Elektrik Dersleri: Alternatif Akımın Temel Tanımları

► Generatörler neden yuvarlak yapıda üretiliyor?

Yuvarlak yapıya sahip generatörlerin merkez kaç kuvvetlerinden etkilenmesi, diğer yapı tiplerinden daha azdır. Bu da maliyeti düşürüyor.

► Peki elektriği sinüs formunda değil de başka bir dalga formunda üretseydik ne olurdu?

Yazımızın başında elektriği sinüs üretiyoruz, dağıtıyoruz ve kullanıyoruz dedik. Alternatif gerilim sinüs formunda değilde, başka bir formdaysa o şekilde iletmek, dağıtmak ve kullanmak gerekiyor.

Bir sisteme sinüsoidal sinyal haricinde herhangi bir sinyal girilirse çıkıştan bambaşka bir formda sinyal elde edilebilir. Halbuki aynı sisteme sinüsoidal bir sinyal girildiğinde eğer bir doğrultma işlemi gibi bir işlem yoksa çıkışta elde edilen sinyal yine bir sinüs sinyalidir. Sisteme sinüs sinyali girildiğinde, çıkışta sadece sinyalin genliği ve faz açısı değişir. Dolayısıyla sistemlerin sinüs işaretlerine verdiği tepkileri incelemek daha kolaydır. Değişik frekanslarda yapılacak deneylerin sonuçlarına bakarak sistem hakkında daha çok bilgiye sahip oluruz.

Öte yandan, sinüsoidal olmayan sinyaller, Fourier serisi sayesinde sinüs sinyallerinin toplamı biçiminde ifade edilebilir. Bu yöntem serinin bazı terimlerini kullanarak sinüssel yöntemlerle çalışma ve kıyaslama imkanı tanır.

Diğer bir nedeni ise şebekede oluşacak harmonikler yani ani dalgalanmalar. Harmonik çok fazla olacağından elektrik iletim ve dağıtım hatlarında çok fazla kayıplar olurdu. Ayrıca bu oluşan harmonikler (ani gerilim dalgalanmalar) evlerimizdeki elektronik cihazlara zarar verirdi. Kablosuz elektriğin iletimide bu yüzden zorlaşacaktı.

► İlginizi Çekebilir: Harmonikler ve İç Harmonikler

► Sinüs sinyalinde harmonik olmaz mı?

Tabi ki olur. Ama diğer dalga şekillerine göre daha az olur. Kullanılan yüke göre şebekede harmonikler meydana gelebilir. Harmoniklerin meydana gelmesi devrelerde kullanılan yarı iletkenlere zarar verebilir. Şebekedeki harmoniklerden korunmak için sistemler genellikle koruma ve filtre devreleriyle birlikte tasarlanır.

İşte sinüs dalgasını kullanmamızın sebepleri bunlar. Yani daha az harmonik yapan, saf ve sorunsuz bir şebeke kullanmak için.

Kaynak:

► elektrikce.com
► wikipedia.org