Transformatörler.
Transformatörler, elektrik akımının uzak mesafede taşınması sırasında iletim hattının direnci yüzünden oluşan ısı kayıplarını en aza indirmek için yüksek gerilime sahip alternatif akım kullanmak için tercih edilir. Burada, bir önceki derslerimizde Nikola Tesla dan bahsetmiştik.
Nikola Tesla ne demişti?
Akımın değerini düşürüp potansiyel farkın değerini yani gerilimi arttırdığımızda, alternatif akımı daha uzak noktalara daha az enerji kaybıyla ve daha az maliyetle taşırız demişti.
İşte transformatörlerin taşıyıcısı olan transformatörlerden başlayalım. Görmüş olduğunuz gibi birinci şeklimizde bir transformatörümüz var.
Bu transformatörde dikdörtgen görmüş olduğunuz şey ,demir çekirdektir.
Çekirdeğin etrafında görmüş olduğunuz gibi giriş bobini yani "primer" bobin sargısı bu tarafta da çıkış bobini sargısı mevcuttur.
Buna biz "sekonder" bobin ve "primer" bobin şeklindeki ifadeleri kullanırız.
Bu bobinler aynı çekirdeğin üzerinde olmasına rağmen yalıtılmış durumdadır. Görmüş olduğunuz gibi giriş sargı sayısına, burada bobinimizin görmüş olduğunuz gibi sarım sayısı var.
Giriş sarım sayısını Np çıkış sarım sayısını "Ns", giriş yerine uyguladığımız gerilimine "Vp" yani giriş gerilimi. Çıkış gerilimini de "Vs" olarak ifade ederiz. Giriş gerilimini de "Vp" olarak ifade ederiz. Çünkü "primer" giriş "sekonder" çıkış oluyordu.
Giriş akımımızı "ip" çıkış akımımızı da "is" şekilde ifade ediyoruz.
Burada görmüş olduğunuz gibi eğer çıkış sarım sayısı giriş sarım sayısından daha büyükse bu transformatörümüz "yükselticidir" arkadaşlar.
Yükseltici transformatördür. Çünkü çıkış gerilimi giriş geriliminden daha büyük olacaktır.
Şurayı şöyle ifade edelim. Burada elde ettiğimiz çıkış gerilimi olmuş olur.
Bağlantımızı kuracak olursak matematiksel bağlantımızı kuracak olursak (Ns/Np)=(Vs/Vp) ifademizi gösterebiliriz.
Görmüş olduğunuz gibi bu Transformatörümüz "yükseltici" oldu.
Tam tersini düşünecek olursak ve görmüş olduğunuz gibi bu transformatörün giriş gerilimini ve sarım sayılarını belirttik.
Burada eğer çıkış sarım sayımız, giriş sarım sayımızdan daha küçük olursa bu transformatörümüz "alçaltıcı" transformatör olur.
Aynı oranımızı, şu görmüş olduğunuz aynı oranı burada da uygulayabiliriz.
O halde buradaki çıkış gerilimimiz de tabii ki giriş gerilimimizden daha küçük olur.
Uzak mesafelere taşımak için yükseltici transformatörü taşırken, alternatif akımlı evlerimize geldiğimizde ise Türkiye'de akımı taşıyoruz yüksek gerilim hatlarında ama evimizde 220 volt AC akım kullanıyoruz.
Evimize girerken ne kullanıyoruz tabii kii?
Alçaltıcı transformatörler yardımıyla 220 volta düşürüyoruz. Bu transformatörler elektrik enerjisi daha verimli kullanmamızı sağlıyor.
O halde ideal bir transformatörde verimden bahsedecek olursak bir transformatör için verim; çıkış akımıyla çıkış geriliminin, giriş akımıyla giriş potansiyelinin oranı bize verimi yüzdelik olarak verecek.((İs.
Vs)/İp.Vp) Tabii ki burada görmüş olduğunuz gibi İs.Vs çarpımı aynı zamanda güç demek değil miydi?
O halde çıkış gücünün giriş gücüne oranı da aynı zamanda verim ifadesi kullanmamız için uygundur.
İdeal bir transformatör için verim nedir?
%100'dür.
O yüzden bu oran 1 çıkacaktır.
Devam edecek olursak transformatörlerimizi birleştirdiğimiz durumda nasıl bir durumla karşılaşıyoruz onu inceleyelim. Görmüş olduğunuz gibi burada bir transformatörümüz var.
İki transformatörümüz ortadan birbirine bağlanmış sargılarla.
Görmüş olduğunuz gibi giriş potansiyeli 12 volt, çıkış potansiyelinin ne kadar olduğunu öğrenmek istiyoruz.
O halde görmüş olduğunuz gibi ilk transformatörümüzde "N" sarım sayısından sayısından "3N" sarım sayısına çıktığına göre potansiyel farkımızda, burada 36 voltu yakalayacağız çünkü neden?
Giriş potansiyelimiz 12 volt sarım sayısı kat artacak.
Yalnız buraya dikkat ediyoruz.
İki tane transformatörümüzü birleştirdiğimizde sarım sayısına bakılmaksızın gerilim aynı şekilde diğer transformatöre aktarılır.
O halde ikinci transformatörde yapacağımız işlem nedir?
12N'lik sarım sayısından 6N'lik sarım sayısına düşmüş Buradaki transformatörümüz yükseltici iken buradaki transformatörümüz alçaltıcı olduğu için ve sarım sayısı geriye düştüğü için burada elde edeceğimiz çıkış gerilimi ne kadar olacak?
18-volt olacak.
Transformatörler, elektrik akımının uzak mesafede taşınması sırasında iletim hattının direnci yüzünden oluşan ısı kayıplarını en aza indirmek için yüksek gerilime sahip alternatif akım kullanmak için tercih edilir. Burada, bir önceki derslerimizde Nikola Tesla dan bahsetmiştik.
Nikola Tesla ne demişti?
Akımın değerini düşürüp potansiyel farkın değerini yani gerilimi arttırdığımızda, alternatif akımı daha uzak noktalara daha az enerji kaybıyla ve daha az maliyetle taşırız demişti.
İşte transformatörlerin taşıyıcısı olan transformatörlerden başlayalım. Görmüş olduğunuz gibi birinci şeklimizde bir transformatörümüz var.
Bu transformatörde dikdörtgen görmüş olduğunuz şey ,demir çekirdektir.
Çekirdeğin etrafında görmüş olduğunuz gibi giriş bobini yani "primer" bobin sargısı bu tarafta da çıkış bobini sargısı mevcuttur.
Buna biz "sekonder" bobin ve "primer" bobin şeklindeki ifadeleri kullanırız.
Bu bobinler aynı çekirdeğin üzerinde olmasına rağmen yalıtılmış durumdadır. Görmüş olduğunuz gibi giriş sargı sayısına, burada bobinimizin görmüş olduğunuz gibi sarım sayısı var.
Giriş sarım sayısını Np çıkış sarım sayısını "Ns", giriş yerine uyguladığımız gerilimine "Vp" yani giriş gerilimi. Çıkış gerilimini de "Vs" olarak ifade ederiz. Giriş gerilimini de "Vp" olarak ifade ederiz. Çünkü "primer" giriş "sekonder" çıkış oluyordu.
Giriş akımımızı "ip" çıkış akımımızı da "is" şekilde ifade ediyoruz.
Burada görmüş olduğunuz gibi eğer çıkış sarım sayısı giriş sarım sayısından daha büyükse bu transformatörümüz "yükselticidir" arkadaşlar.
Yükseltici transformatördür. Çünkü çıkış gerilimi giriş geriliminden daha büyük olacaktır.
Şurayı şöyle ifade edelim. Burada elde ettiğimiz çıkış gerilimi olmuş olur.
Bağlantımızı kuracak olursak matematiksel bağlantımızı kuracak olursak (Ns/Np)=(Vs/Vp) ifademizi gösterebiliriz.
Görmüş olduğunuz gibi bu Transformatörümüz "yükseltici" oldu.
Tam tersini düşünecek olursak ve görmüş olduğunuz gibi bu transformatörün giriş gerilimini ve sarım sayılarını belirttik.
Burada eğer çıkış sarım sayımız, giriş sarım sayımızdan daha küçük olursa bu transformatörümüz "alçaltıcı" transformatör olur.
Aynı oranımızı, şu görmüş olduğunuz aynı oranı burada da uygulayabiliriz.
O halde buradaki çıkış gerilimimiz de tabii ki giriş gerilimimizden daha küçük olur.
Uzak mesafelere taşımak için yükseltici transformatörü taşırken, alternatif akımlı evlerimize geldiğimizde ise Türkiye'de akımı taşıyoruz yüksek gerilim hatlarında ama evimizde 220 volt AC akım kullanıyoruz.
Evimize girerken ne kullanıyoruz tabii kii?
Alçaltıcı transformatörler yardımıyla 220 volta düşürüyoruz. Bu transformatörler elektrik enerjisi daha verimli kullanmamızı sağlıyor.
O halde ideal bir transformatörde verimden bahsedecek olursak bir transformatör için verim; çıkış akımıyla çıkış geriliminin, giriş akımıyla giriş potansiyelinin oranı bize verimi yüzdelik olarak verecek.((İs.
Vs)/İp.Vp) Tabii ki burada görmüş olduğunuz gibi İs.Vs çarpımı aynı zamanda güç demek değil miydi?
O halde çıkış gücünün giriş gücüne oranı da aynı zamanda verim ifadesi kullanmamız için uygundur.
İdeal bir transformatör için verim nedir?
%100'dür.
O yüzden bu oran 1 çıkacaktır.
Devam edecek olursak transformatörlerimizi birleştirdiğimiz durumda nasıl bir durumla karşılaşıyoruz onu inceleyelim. Görmüş olduğunuz gibi burada bir transformatörümüz var.
İki transformatörümüz ortadan birbirine bağlanmış sargılarla.
Görmüş olduğunuz gibi giriş potansiyeli 12 volt, çıkış potansiyelinin ne kadar olduğunu öğrenmek istiyoruz.
O halde görmüş olduğunuz gibi ilk transformatörümüzde "N" sarım sayısından sayısından "3N" sarım sayısına çıktığına göre potansiyel farkımızda, burada 36 voltu yakalayacağız çünkü neden?
Giriş potansiyelimiz 12 volt sarım sayısı kat artacak.
Yalnız buraya dikkat ediyoruz.
İki tane transformatörümüzü birleştirdiğimizde sarım sayısına bakılmaksızın gerilim aynı şekilde diğer transformatöre aktarılır.
O halde ikinci transformatörde yapacağımız işlem nedir?
12N'lik sarım sayısından 6N'lik sarım sayısına düşmüş Buradaki transformatörümüz yükseltici iken buradaki transformatörümüz alçaltıcı olduğu için ve sarım sayısı geriye düştüğü için burada elde edeceğimiz çıkış gerilimi ne kadar olacak?
18-volt olacak.
