Günümüz bilim adamları, elektriğin doğadaki en temel fenomenlerden biri olduğunu anlıyorlar. Elektriksel dürtüler sürekli olarak vücudumuzda hareket eder ve hatta dünyamızın özü bile elektrik yükleriyle bir arada tutulur. Buna rağmen, elektriğin hala keşfedilmesi gerekiyordu ve bunu ilk kimin yaptığı konusunda bazı tartışmalar var.
Keşif, 1600 yılında "electricus" kelimesini ilk kullanan İngiliz doktor William Gilbert olabilir. Birkaç yıl sonra "elektrik" kelimesini icat eden İngiliz bilim adamı Thomas Browne da olabilir.
Amerikalılar, 1752'de yıldırımın elektrik olduğunu kanıtlayan mucit Benjamin Franklin olduğuna inanmayı severler. Hatta eski Yunanlıların ve Perslerin elektriği bildiğini gösteren kanıtlar bile var. Ödülü kim alırsa, DC elektriği (doğru akım) keşfettikleri kesindir. AC elektrik (alternatif akım) 19. yüzyıla kadar ortaya çıkmadı.
DC Elektrik Nedir?
Bilim adamları, elektriği elektron adı verilen negatif yüklü parçacıkların akışı olarak görselleştirir. Maddeyi oluşturan tüm atomların çekirdeğinin yörüngesinde dönen aynı parçacıklardır.
Elektriğin iki temel yasası, karşıtların birbirini çekmesi ve benzerleri itmesidir. Sonuç olarak, elektronlar pozitif bir terminale doğru ve negatif bir terminalden uzağa akacaktır. Akış sadece bir yönde gerçekleşir ve akışın veya akımın gücü iki terminal arasındaki yük farkına bağlıdır. Bu fark, terminaller arasındaki voltajdır.
Harici giriş olmadığında, elektronlar pozitif uçta birikecek ve iki uç arasındaki potansiyel farkı azaltacak ve sonunda akış duracaktır.
Doğru Akım Örnekleri
DC akım akışının belki de en iyi bilinen örneği yıldırım düşmesidir. Yıldırımın elektriksel bir fenomen olduğunu kanıtlamak, Benjamin Franklin'in gerçek başarısıydı. Franklin fırtınada uçurtma uçurdu ve uçurtma ipine bir anahtar taktı. Anahtar elektrikle şarj olduğunda ve ona hafif bir şok verdiğinde, çok sevindi. Bulutlarda elektrik yükünün biriktiğini ve yıldırımın bu elektrik enerjisinin bir anlık DC akımıyla boşalması olduğunu kanıtlamıştı.
Bir pil, başka bir yaygın DC elektrik kaynağıdır. Bir çift zıt yüklü terminalden oluşur ve terminalleri bir iletkene bağladığınızda, negatif terminalden (katot) pozitif terminale (anoda) elektrik akar.
Bir pildeki şarj farkı, tipik olarak çekirdeğindeki kimyasal bir işlemle sağlanır ve bu işlem yalnızca sınırlı bir süre devam edebilir. Bir pilden güç çekmeye devam ederseniz, sonunda şarj üretmeyi durdurur ve ölür.
AC Elektrik Nedir?
İngiliz fizikçi Michael Faraday, 1831'de elektromanyetik indüksiyonu keşfettiğinde keşfetti. içinde bir mıknatısı ileri geri hareket ettirerek bir iletken tel bobininde bir elektrik akımı üretebilir. bobin.
Faraday, en önemlisi, mıknatısın yönünü her değiştirdiğinde akımın yön değiştirdiğini kaydetti. Fransız enstrüman yapımcısı Hippolyte Pixii, bu keşfi 1832'de ilk alternatif akım üretecini inşa etmek için kullandı.
Modern jeneratörler Pixii'nin makinesinden çok daha sofistike olmasına rağmen, AC elektrik her zaman Pixii tarafından inşa edilen tipte bir endüksiyon jeneratörü tarafından üretilir. Jeneratör dönen mıknatıslar kullanabilir veya dönen bir bobine sahip olabilir, ancak her zaman bazı İlgili rotasyon türü ve rotasyon periyodu, mevcut değişimin ne sıklıkta değiştiğini tanımlar. yön.
Yön değiştirdiği için, AC elektriğin ilişkili bir frekansı vardır, bu da saniyede kaç kez tersine döndüğünü gösterir.
Alternatif Akım Örnekleri
AC elektrik örnekleri bulmak için çok uzağa bakmanıza gerek yok. Oturduğunuz odadaki ışıklar, klima, elektrikli ısıtıcı ve tüm cihazlar, yerel elektrik santralinizde üretilen AC gücüyle çalışır.
Çoğu elektrik santrali, bir türbini döndürmek için fosil yakıtlar, nükleer fisyon veya jeotermal süreçler tarafından üretilen buharı kullanır. Türbin, elektromanyetik indüksiyon ile elektrik üretir ve dönme hızı, sabit bir frekansta elektrik üretmek için dikkatle yönetilir. Kuzey Amerika'da frekans 60 Hz'dir (saniyedeki devir sayısı), ancak dünyanın geri kalanının çoğunda 50 Hz'dir.
Yel değirmenleri, aynı zamanda AC elektrik üreten yenilenebilir enerji kaynaklarıdır, ancak türbinlerini döndürmek için fosil yakıtlar veya nükleer yakıt yerine rüzgara güvenirler. Bazı dalga jeneratörlerinde ayrıca AC gücü üreten türbinler bulunur. Dalgalar bir hidrolik sistemi veya kapalı hava cebini sıkıştırdığında, depolanan enerji bir türbini döndürmek için kullanılır.
AC ve DC Arasındaki Farklar
21. yüzyılın elektrikli dünyasında elektriğin olmadığı bir zamanı hayal etmek zor, ama o zaman çok uzun zaman önce değildi. 19. yüzyılın sonunda, ampul icat edilmişti, ancak insanların yeni icadı kullanabilmesi için güç üretip evlere sokmanın bir yolu yoktu.
Ampullerin geliştirilmesine ve pazarlanmasına yardımcı olan Thomas Edison, DC üreten bir ağdan yanaydı. Sırp mucit ve Edison'un eski çalışanı Nikola Tesla, AC'yi tercih ederken jeneratörler. Tesla kazandı ve işte sebeplerden bazıları:
- Geniş ölçekli elektrik kullanımı için gerekli voltajlarda, AC elektriği daha az voltaj düşüşü ile elektrik hatları boyunca iletilebilir. Edison üstün gelseydi ve DC elektriği standart hale gelseydi, birbirine bir mil mesafede elektrik santralleri olmalıydı. Tesla ise, Niagara Şelalesi'nin altına yerleştirilmiş tek bir endüksiyon jeneratörü ile New York'un Buffalo kentinin tamamına güç verebildi.
- AC güç üretimi daha ucuzdur. Niagara Şelalesi'ndeki gibi bir hidroelektrik jeneratörü, doğal bir süreçten elektrik üretebilir. Başka bir girişe gerek yoktur.
- AC gücünün voltajı bir transformatör ile değiştirilebilir. Tesla ve Edison zamanında, DC akımıyla bu mümkün değildi. Ancak bugün, DC akımının gerilimini değiştirmek için dahili devreler veya invertörler kullanan transformatörler mevcuttur.
AC'yi DC'ye Değiştirme ve Tekrar Geri Dönme
Elektrik hatlarından gelen elektrik AC olmasına rağmen, elektronik ekipman genellikle DC elektriği gerektirir. Bir devre şemasında, doğru akım sembolü, altında üç nokta veya çizgi bulunan düz bir çizgidir, alternatif akım için ise tek dalgalı bir çizgidir. AC akımını DC'ye dönüştürmek için elektronik uzmanları genellikle diyot veya doğrultucu adı verilen bir devre bileşeni kullanır. Akımı yalnızca bir yönde geçirir, böylece bir AC akım kaynağından darbeli bir DC sinyali oluşturur.
DC'yi AC akımına dönüştürmek için kullanılan araca invertör denir. Bir dizi devre boyunca akımı yönlendirmek için çok hızlı açılıp kapanabilen devre bileşenleri olan transistörleri kullanır. AC'yi bağladığınız devrenin parçası olan bir çift merkezi terminal boyunca yönünü etkili bir şekilde değiştiren yollar yük. Elektrikli araçlarda inverter kullanılmaktadır. Ayrıca, güneş panelleri tarafından üretilen DC elektriği evde kullanım için AC akımına dönüştürmek için fotovoltaik sistemlerde kullanılırlar.