-
1. ELEKTRİK ENERJİSİ VE ÜRETİMİ
Bu öğrenme faaliyeti ile kazanılacak bilgi ve beceriler doğrultusunda Topraklamalar Yönetmeliği’ne uygun olarak elektrik yükünün zararlarını göz önünde bulundurarak elektrik yükü ile ilgili hesaplamaları hatasız yapabileceksiniz. -
1.1.Elektrik Enerjisinde Kullanılan Kaynaklar
Elektrik enerjisinin diğer enerji çeşitlerine göre üstünlükleri şunlardır:
En geniş ve yaygın olarak kullanılır.
İletimi ve dağıtımı daha kolay ve etkilidir.
Elektrik enerjisi diğer tüm enerjilere dönüştürülmesi kolaydır.
Depolanması kolay ve mümkündür.
Çevreyi kirletmeyip atık vb. bırakmaz.
Günümüzdeki tüm cihazlar elektrik ile çalışır.
Rengi, kokusu, ağırlığı vb. yoktur. -
1.1.1.Yenilenemeyen Enerji Kaynakları-
Yenilenemez enerji kısaca tükenebilir enerji demektir. Yani, bu enerji kaynağını elde etmek için tükenebilir yakıt kullanılması gerekmektedir. Ve genelde yenilenemez enerji kaynakları kullanımı zararlıdır. Çünkü, bu kaynakların kullanımı için kullanılan yakıtlar yakıldığı zaman, doğaya zararlı atıklar ve gazlar salmaktadır. -
1.1.1.1.Taş Kömürü (Kömür)
Taşkömürü bitkilerin jeolojik dönemler boyunca dönüşüme uğraması sonucu oluşmuş, yüksek ısı gücü olan bir enerji kaynağıdır. Kalori değeri yüksektir. Bu enerji kaynağı elektrik santrallerinde, sanayide ve kok kömürü yapımında kullanılır. -
1.1.1.2.Linyit
Linyit kömürleşme sürecinin ilk ürünlerindendir. II. jeolojik zamanda oluşan linyit oluşum yaşı bakımından taşkömüründen daha gençtir. Bu nedenle kalorisi taşkömüründen daha düşüktür. -
1.1.1.3. Doğal Gaz
Doğal gaz yenilenemez enerji kaynakları içinde çok önemli bir kaynaktır. Hatta ülkemiz açısından da çok önemlidir. Çünkü Türkiye günümüzde doğal gaz ile elektrik üretimini çok yoğun kullanmaktadır. -
1.1.1.4. Petrol (Benzin, Mazot vb.)
Türkiye petrol açısından zengin bir ülke değildir. Belli başlı petrol yatakları Güneydoğu Anadolu Bölgesindedir. Yatakların en yoğun olduğu yerler Batman, Siirt ve Diyarbakır’dır. Ülkemizdeki petrol yatakları derinlerde yer aldığı için işletilmesi zordur. -
1.1.1.5. Nükleer Enerji
Nükleer enerji, yenilenemez enerji kaynakları arasındadır. Fosil yakıt değildir. İlk nükleer santral 1950 yıllarında faaliyete geçmiştir. O yıllarda, nükleer enerjinin ne kadar verimli olduğu tespit edilmiş olup, günümüze kadar nükleer santral sayıları da sürekli artmıştır. -
Period: to
ELEKTRİK – ELEKTRONİK TEKNOLOJİSİ-ELEKTRİĞİN TEMEL ESASLARI
ELEKTRİĞİN TEMEL ESASLARI MEGEP DERSİ -
1.1.2. Yenilenebilir Enerji Kaynakları
Klasik enerji kaynaklarına alternatif olarak sunulan kaynaklardır. Güneş, rüzgâr, hidrojen, hidroelektrik ve jeotermal kaynaklar buna örnektir. Doğada sürekli var olan faktörlere dayalı olan bu kaynakların en önemli özelliği ise yenilenebilir olmaları ve doğaya zarar vermemeleridir. -
1.1.2.1. Güneş Enerjisi
Güneş enerjisi temiz, doğal ve yenilenebilir enerji kaynakları arasındadır. Güneş enerjisi çok temiz bir enerji kaynağı olup, doğaya ve çevreye neredeyse hiçbir zararı yoktur. -
1.1.2.2. Rüzgâr Enerjisi
Alternatif enerji kaynakları içerisinde en az hidrojen enerjisi kadar faydalı olabilecek bir enerji kaynağı da rüzgârdır. Temiz, bol, yenilenebilir olmasının yanı sıra hemen hemen tüm dünya genelinde faydalanma imkânı olan bir kaynaktır. -
1.1.2.3. Jeotermal Enerjisi
Jeotermal enerji yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde verimli ve temiz enerji kaynaklarındandır. Jeotermal enerji, yer altındaki sıcak sulardan ya da su buharından elde edilir. Yerkürenin içerisindeki ısı enerjisinden oluşmaktadır. -
1.1.2.4. Hidrolik (Hidroelektrik) Enerjisi
Barajlardaki suyun, elektrik üreten santralleri çalıştırması ile oluşan enerjiye hidroelektrik enerjisi denir. Hidrolik enerjisi yenilenebilir enerji kaynakları arasında en çok kullanılan enerji kaynağıdır. Suyun akışı ile elde edilen bir enerji kaynağıdır. -
1.1.2.5. Biyokütle Enerjisi
Biyokütle enerjisi de yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde bulunmakta olup, yararlanma yöntemleri oldukça geniştir. Biyokütle enerjisi ile elektrik üretmek başta olmak üzere, arabaların hareket etmesi için yakıt olarak da kullanılmaktadır. -
1.1.2.6. Dalga Enerjisi
Dalga enerjisi, okyanus ve deniz yüzeyinin hareketi sonucunda meydana gelmektedir. Bu dalga hareketleri genellikle, rüzgârın su yüzeyindeki etkisi ile oluşmaktadır. Dalga enerjisi yüksek verimi sayesinde yenilenebilir enerji kaynakları arasında yerini almıştır. -
1.1.2.8. Hidrojen Enerjisi
Hidrojen birincil enerji kaynaklarından üretilen bir yakıt olup temiz bir enerji kaynağı olarak kullanılabilecek önemli bir elementtir. Fakat dünyada tek başına bulunmadığından önce üretilmesi gerekir. -
1.1.2.7. Gel-Git veya Okyanus Akıntısı Enerjisi
Güneş ve Ay’ın çekim kuvveti ile okyanus seviyesinin günlük olarak alçalıp yükselmesine gel-git denir. Gel-gitten elektriği üretebilmek için alçalan ve yükselen gelgitler arasındaki mesafe en az 5 m olmalıdır. Gel-git veya okyanus akıntısı nedeniyle yer değiştiren su kütlelerinin sahip olduğu kinetik veya potansiyel enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesidir. -
1.1.3. Geleceğin Enerji Kaynakları
Günümüzdeki yeni teknolojik gelişmeler ve yapılan araştırmalar neticesinde, geleceğin enerji kaynakları kısaca şunlardır:
Uzaya dayalı güneş enerjisi
İnsan gücüne dayalı enerji (piezoelektrik)
Hidrojen enerjisi
Magma enerjisi
Nükleer çöp enerjisi
Alg enerjisi (alglerden elde edilen enerji)
Uçan rüzgâr türbini ile enerji üretimi
Füzyon enerjisi -
Etkinlik 1-Enerji kaynakları ile ilgili genel tekrar , sınama
30 Sorudan Oluşan Genel Tekrar Testi -
1.2. Elektrik Enerjisinde Kullanılan Santraller
Evlerimizde, iş yerlerimizde kullandığımız elektrik enerjisi elektrik santrallerinde üretilir. Elektrik enerjisi dediğimizde akla ilk gelen kavramlar, gerilim ve akım kavramlarıdır. Santrallerde üretilen elektrik gerilimi, enerji kayıplarını azaltmak için transformatörler (trafolar) yardımıyla yükseltilir, ardından dağıtım merkezlerinde evlerin ve iş yerlerinin kullandığı değerlere düşürülür. -
1.2. Elektrik Enerjisinde Kullanılan Santraller
Evlerimizde, iş yerlerimizde kullandığımız elektrik enerjisi elektrik santrallerinde üretilir. Elektrik enerjisi dediğimizde akla ilk gelen kavramlar, gerilim ve akım kavramlarıdır. Santrallerde üretilen elektrik gerilimi, enerji kayıplarını azaltmak için transformatörler (trafolar) yardımıyla yükseltilir, ardından dağıtım merkezlerinde evlerin ve iş yerlerinin kullandığı değerlere düşürülür. -
1.2. Elektrik Enerjisinde Kullanılan Santraller
Evlerimizde, iş yerlerimizde kullandığımız elektrik enerjisi elektrik santrallerinde üretilir. Elektrik enerjisi dediğimizde akla ilk gelen kavramlar, gerilim ve akım kavramlarıdır. Santrallerde üretilen elektrik gerilimi, enerji kayıplarını azaltmak için transformatörler (trafolar) yardımıyla yükseltilir, ardından dağıtım merkezlerinde evlerin ve iş yerlerinin kullandığı değerlere düşürülür. -
1.2.1. Termik Santraller
Termik kelimesi ısı ya da ısı ile ilgili (ısıl-ısısal) anlamında kullanılmaktadır. Bu nedenle termik santral ifadesi öncelikle, ısı prensibi ile işleyen santral anlamını çağrıştırmalıdır. -
1.2.2. Hidroelektrik Santraller
Hidroelektrik santrallerin gerisinde suyun depolandığı barajlar mevcuttur. Barajlarda tutulan su, borular yardımıyla türbine ulaştırılır ve yüksek bir basınçla türbine vuran su kütlesi türbini döndürür. Türbin dönerken türbine bağlı alternatör mili de döneceğinden alternatör elektrik enerjisi üretir. -
1.2.3. Nükleer Santraller
Nükleer kaynaklar, uranyum, plütonyum gibi elementlerin tepkimeye sokularak ısı üretilmesi prensibine göre çalışırlar. Elde edilen ısı, termik santrallerdeki gibi suyun ısıtılması ve yüksek basınçlı buhar elde edilmesinde kullanılır. Elde edilen bu buhar, buhar türbinin dolayısıyla da alternatörün döndürülmesinde kullanılır. Alternatör mili dönünce de elektrik enerjisi elde edilir. -
1.2.4. Jeotermal Santraller
Yer kürenin derinliklerindeki magma ya da bazı kayaçlarda gerçekleşen radyoaktif tepkimeler sonucu sıcaklıklar oluşur. Jeotermal enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülebilmesi için derinlerdeki bu sıcaklığın borularla taşınan su ile yüzeye çıkarılması gerekmektedir. Bazı kaynaklarda sıcak su kendiliğinden yüzeye çıkarken diğer bazı kaynaklarda sıcak katmana gönderilen suyun ısındıktan sonra yüzeye alınması şeklinde gerçekleşir. -
1.2.5. Güneş Santralleri (Güneş Panelleri)
Güneş enerjisinden elektrik enerjisi elde etmek için yaygın olarak kullanılan iki yöntem mevcuttur:
Güneş ışığını belli merkezlerde odaklayıp bazı sıvıların buhara dönüştürülerek bir alternatörün döndürülmesi yolu ile
Bazı yarı iletkenler (foto piller) vasıtası ile
Foto pil teknolojisi henüz güneş ışınlarını odaklama sistemleri kadar verimli hale getirilememiştir. -
1.2.6. Rüzgâr Santraller
Rüzgâr ile elektrik enerjisi elde edilen sistemlere rüzgârgülü de denmektedir. Bu sistemle elde edilen enerji miktarı sınırlı olmasına karşın çok sayıda rüzgârgülü kullanılarak yüksek miktarlarda enerji temini mümkün olabilmektedir. Rüzgâr enerjisi sistemleri uygun yerlere kurulması kaydıyla temiz enerji temin ederler. -
1.2.7. Gel-Git Santraller
Bilindiği gibi ayın konumuna bağlı olarak denizlerde yükselme ve alçalma gözlemlenir. Bu olaya bağlı olarak deniz suyunun değişik zamanlardaki seviye farkından kaynaklanan potansiyel enerjiye gel git enerjisi denir. -
Etkinlik 2-Santraller genel tekrar, sınama
Santraller ile ilgili 30 testlik genel tekrar sınavı -
1.3. Atom Yapısı ve Elektron Teorisi
Atom yapısı ve elektron teorisi, atom yapısını oluşturan proton, nötron, elektron tanımları ile iletken ve yalıtkan kavramlarını kapsamaktadır. -
1.3.1. Atom ve Yapısı
Maddenin en küçük yapı taşına atom denir. Bir atom; proton, nötron ve elektrondan meydana gelmektedir. -
1.3.1.1. Proton (p)
Proton, atom çekirdeğinde bulunan artı yüklü atom altı parçacıktır. Elektronlardan farklı olarak atomun ağırlığında hesaba katılacak düzeyde kütleye sahiptirler. İki yukarı bir aşağı kuarktan oluşur. -
1.3.1.2. Nötron (n)
Nötron, proton ile birlikte, atomun çekirdeğini meydana getirir. Bir yukarı ve iki aşağı kuarktan oluşur. Ayrıca nötron ve proton sayılarının toplamı, bize kütle numarasını verir. Nötron ve proton kütleleri, birbirine oldukça yakındır. Nötronlar yüksüz parçacıklardır. Hidrojen dışında bütün atomların çekirdeklerinde bulunan parçacıktır. -
1.4. Elektrik Yükü ve Birimi
Bir cismin yükü, kendi atomlarının yük ortalamasına eşitse bu duruma elektrik yükü denir. Madde atomları elektron kaybetmişlerse pozitif (+) yüklü, elektron kazanmışlarsa negatif (-) yüklü olacaklardır. Pozitif (+) elektrik yüklü iyonlara katyon, negatif (–) elektrik yüklü iyonlara anyon denir. -
1.5. Coulomb Kanunu
Coulomb Kanunu, iki yük arasındaki kuvvet yüklerin cinsine ve miktarına, aralarındaki
uzaklığa ve yüklerin bulunduğu ortama bağlıdır. Bu kanun, cisimlerin elektriksel yüklerinin
birbirlerine etkisini tanımlar ve açıklar. -
1.6. Elektriklenme ve Yöntemleri
Bazen birine dokunduğunuzda, bazen halının üzerinde yürürken ya da bazen
televizyona çok yaklaştığınızda bir karıncalanma hissiyle tuhaf hissettiğiniz olmuştur. Bu
duygu, vücudunuzun statik elektrik yüklenmesinden kaynaklanır. -
1.7. Elektrik Alanı
Elektrik yüklü cisimlerin çevresinde meydana getirdiği alana elektrik alanı denir. Elektrik alanı içerisinde bulunduğu varsayılan birim pozitif yüke etki eden kuvvete elektrik alan şiddeti denir. E ile gösterilir. Birimi Volt/metre (V/m)’dir. -
1.8. Elektrik Potansiyeli
Elektrik potansiyeli: Bir elektrik alanının etkisindeki bir noktanın sahip olduğu
elektrik yükü miktarına denir. U harfi ile gösterilir ve birimi Volt (V) tur.
Potansiyel fark ya da gerilim: Bir noktanın ya da bir cismin yükünün başka bir
nokta ya da cismin yüküyle olan farkına denir ve birimi V’tur. -
Etkinlik 3-genel tekrar, sınama
Önceki etkinlikten bu güne kadar olan konalar ile ilgili 30 soruluk genel tekrar -
2. ELEKTRİK AKIMI VE ETKİLERİ
-
2.1. Elektrik Akımı
Bir iletkenle birleştirilen ve aralarındaki potansiyel farktan kaynaklanan iki nokta arasındaki elektron akışına elektrik akımı (akım) (elektron akımı) denir.
Bir iletkenle birleştirilen iki noktadan elektronlar çok olan noktadan az olan noktaya doğru akarlar. Uçları arasında potansiyel fark bulunan ya da elektron akışı (elektrik akımı) potansiyeli bulunan elemanlara kaynak denir. Örneğin alternatörler, bataryalar, araba aküler, piller elektrik (gerilim) kaynağıdır. -
2.2. Elektrik Akımının Geçişleri
Katı iletkenlerden akım geçirerek ısı, ışık vb. şeylerin elde edilmesinin yanında elektrik akımını (elektrik enerjisini) bir yerden başka bir yere taşımak (iletmek) için kullanılırlar. Buna karşın sıvı ve gazlarda amaç akımı iletmek değil, akımın geçişi esnasında gerçekleşen olaylardan faydalanmaktır. Örneğin, bir elektroliz devresinden akım geçerken saf metaller elde edilebilir ya da içinde gaz bulunan bir flüoresan tüpten ışık elde edilir. -
2.3. Elektrik Akımı Birimleri
Popüler Elektrik Akımı Ölçü Birimleri Çevirimleri
amper coulomb/saniye.
amper megaamper.
biot gilbert.
amper miliamper.vs... -
2.4. Elektrik Akımı Çeşitleri
-
2.5. Elektrik Akımın Isı Etkisi
Hemen her gün elektrik akımının birçok etkisi ile yüz yüze gelmekteyiz. Evlerimizdeki lambalar, ısıtıcılar, telefon, televizyon… Hepsi elektrik akımının bir etkisinden faydalanılarak geliştirilmiş cihazlardır. -
2.6. Joule Kanunu
Bir iletkenden geçen elektrik akımının, iletken üzerinde ortaya çıkardığı ısı ile ilişkisini
inceleyen kanuna Joule Kanunu denir. Joule Kanunu’na göre; bir iletkende ortaya çıkan ısının
miktarı, iletkenin direncine bağlı olarak üzerinden geçirilen akımın karesi ve akımın geçme
süresi ile doğru orantılıdır. Bu kanun, bir iletkende üretilen (dönüştürülen) ısı miktarının nelere
bağlı olduğunu ortaya koyar. -
2.7. Elektrik Akımın Işık Etkisi
Elektrik akımı bazı metallerden veya gazlardan geçerken bu maddelerden ışık yayıldığı
görülür. Elektrik akımı bazı metallerden veya gazlardan geçerken bu maddelerden ışık
yayıldığı görülür. Akım geçen ortamın (iletkenin) atomları ısındığında, elektronları ekstra bir
enerji kazanırlar. Toplam enerjileri çekirdeğin çekim gücünü yendiği takdirde bir üst enerji
bandına sıçrarlar. -
2.8. Elektrik Akımın Manyetik Etkisi
-
Etkinlik 4-genel tekrar, sınama
Bir önceki etkinlikten bu güne kadarki işlenen konular ile ilgili 30 soruluk etkinlik -
2.8. Elektrik Akımın Manyetik Etkisi-2
2.8.4. Mıknatıs ve Kutupları
2.8.5. Manyetik Alan ve Manyetik Kuvvet Çizgileri
2.8.6. Sağ El Kaidesi
2.8.7. Manyetik Alanın Sakıncaları -
2.9. Elektrik Akımın Kimyasal Etkisi
Elektrik akımı bazı sıvı bileşiklerden geçirilince (asitli bazlı tuzlu su) sıvı iyonlarına ayrılır ve bu iyonlar elektron taşıyıcısı durumuna geçerek sıvıdan elektrik akımının geçmesini sağlarlar.
2.9.1. Elektroliz
2.9.2. Çeşitli Kavramlar
2.9.3. Elektroliz Olayı
2.9.3.1. Faraday Yasası
2.9.4. Elektrolizin Kullanım Alanları -
2.10. Piller
Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren kaynaklara pil denir. Pillerden doğru akım (DA/DC) elde edilir. Piller, günümüzün (düşük güçlü mobil cihazlar için) vazgeçilemez enerji kaynaklarından biri durumuna gelmişlerdir. Artık şarjlı ve şarjsız piller çok değişik tiplerde üretilmektedir. Birçok pilin tek bir kap içerisinde seri bağlanmasıyla elde edilen pil grubuna batarya denir ve daha yüksek gerilim ve kapasite isteyen cihazlarda bunlar kullanılmaktadır. -
2.11. Elektrik Akımının Bedensel Etkisi
Elektrik akımının faydalı fizyolojik etkilerinden bazıları kalp pili, işitme cihazları ve birtakım bedensel ve psikolojik hastalıkların tedavisi şeklinde sıralanabilir. En önemli sakıncası elektrik çarpması olarak bildiğimiz insan vücudu üzerindeki etkileridir. -
2.12. Akım Yoğunluğu
Bir iletkenin 1 mm2’lik kesitinden geçen akım miktarına akım yoğunluğu denir. Akım
yoğunluğundan, bir iletkenin taşıyabileceği azami akımı bulmada faydalanılır. J ile gösterilir,
birimi A/mm2 idir. -
Etkinlik 5-genel tekrar, sınama
Bir önceki etkinlikten bugüne kadarki işlenen konuların pekiştirilmesine dair 30 testlik sınav -
3. GERİLİM VE ELEKTROMOTOR KUVVET
Gerilim ve elektromotor kuvve, gerilim ve EMK tanımı, gerilimin üretimi, gerilim birim dönüşümlerini kapsamaktadır. -
3.2. Gerilim Üretme Yöntemleri
Elektrik gerilimini elde etme yöntemlerinin belli başlıcaları şunlardır:
Manyetik alan (indüksiyon) yoluyla
Kimyasal etki yoluyla
Piller
Aküler
Yakıt Pilleri
Isı yoluyla (termokupl)
Işık yoluyla (fotopil)
Sürtünme yoluyla
Kristal deformasyon yoluyla -
3.1. Gerilim ve EMK
Elektromotor kuvveti, bir devreden yük akışını sağlayan bir kaynağın uçları arasındaki potansiyel farktır. EMK şeklinde ifade edilir ve E ile gösterilir. EMK, pil, akü, dinamo, alternatör vb. elektrik enerjisi kaynakları ile elde edilir. Devre açıkken kaynağın uçları arasındaki potansiyel farka EMK (Elektromotor Kuvvet) denir. Herhangi iki noktanın potansiyelleri arasındaki farka gerilim denir. -
3.3. Gerilim Birim Dönüşümleri
Nanovolt (nV)1.000.000.000
Mikrovolt (µV)1.000.000
Milivolt (mV)1.000
Volt (V)1
Kilovolt (kV)10^3
Megavolt (MV)10^6
Gigavolt (GV)10^9 Watt bölü amper (W/A)1
Abvolt (abV)100.000.000
Statvolt (stV)3,34×10^3 -
Kabakla Kavağın Hikâyesi
