Elektromanyetizma

Alternatif akım ve transformatörler

YKS · AYT · AYT Fizik

⚡ Hızlı Özet

Alternatif akım (AA), yönü ve şiddeti zamanla periyodik olarak değişen akımdır. Türkiye şebekesinde frekansı 50 Hz'dir.

Hap Bilgiler

Konunun en kritik bilgileri — hızlı tekrar için.

Alternatif akım (AA), yönü ve şiddeti zamanla periyodik olarak değişen akımdır. Türkiye şebekesinde frekansı 50 Hz'dir.

AA akımın anlık değeri i = Imax·sin(2πft) bağıntısıyla verilir. Burada Imax tepe akım, f frekans, t zamandır.

Türkiye'de priz gerilimi 220 V olarak verilen değer etkin değerdir. Tepe değeri yaklaşık 220·√2 ≈ 311 V'tur.

Transformatör, AA gerilimini frekansını değiştirmeden yükseltir veya düşürür. Doğru akımda çalışmaz çünkü indüksiyon oluşmaz.

İdeal transformatörde Vp/Vs = Np/Ns'dir. Sarım sayısı fazla olan sargıda gerilim yüksektir.

İdeal transformatör kayıpsızdır: Pgiriş = Pçıkış. Böylece Vp·Ip = Vs·Is olur.

İdeal transformatörde akım, sarım sayısıyla ters orantılıdır: Ip/Is = Ns/Np. Gerilimi yükselen sargıda akım azalır.

Ns > Np ise yükseltici (gerilimi artıran), Ns < Np ise düşürücü (gerilimi azaltan) transformatördür.

Elektrik uzak mesafeye yüksek gerilim-düşük akımla taşınır; böylece hat direncindeki I²R güç kaybı azaltılır.

Tiz sesler yüksek frekanslı (f yüksek), bas sesler düşük frekanslı (f düşük) sinyallerdir.

Formüle göre: Bobinin özindüksiyon katsayısı (L) azaltılırsa, payda küçüleceği için rezonans frekansı (f0) artar (I.

Bu, Lenz Yasası'nın öz-indüksiyon üzerindeki uygulamasıdır. Devredeki ana akım arttığında, bu akımın yarattığı manyetik akı da artar.

Seri R-L-C devrelerinde elemanların uçları arasındaki gerilimler doğrudan aritmetik olarak toplanamaz çünkü aralarında faz farkı vardır.

Çıkış gerilimi formülü: Vçıkış = Vgiriş·(N₂·N4)/(N1·N3)'tür. Çıkış geriliminin değişmemesi için (N₂·N4)/(N1·N3) oranının sabit kalması gerekir.

Bu, transformatörlerin en temel ve en önemli özelliğidir. Çalışmaları için, primer sargıda oluşturulan manyetik alanın sürekli değişmesi gerekir.

İndüksiyon akımının var olmasının tek ve temel şartı budur. Manyetik akı, belirli bir alandan geçen manyetik alan çizgilerinin bir ölçüsüdür.

Faraday Yasası'na göre indüksiyon emk'sı (ε), manyetik akıdaki değişimin (ΔΦ) bu değişimin gerçekleştiği zaman aralığına (Δt) oranına bağlıdır.

Formüldeki θ açısı, hız vektörü (v) ile manyetik alan vektörü (B) arasındaki açıdır. Bu durumda sin(θ) = sin(90°) = 1 olur ve emk, ε = B L v ile en büyük değerini alır.

Bu, sistemin çalışmasının tanımıdır. Birinci transformatör (Tr1), 2000V'u 100V'a düşürür. Dolayısıyla, o teldeki değerler tam olarak Tr1'in çıkış değerleridir.

Çok çıkışlı ideal transformatörlerde her bir çıkış bölmesinin gerilimi, primer gerilimi ile o bölmenin sarım sayısının primer sarım sayısına oranına eşittir.

Doğru akım devresinde sığaç seri bağlı olduğunda, devre açıldıktan sonra sığaç plakaları dolana kadar yük akışı olur.

Bu, "girdap akımları (eddy currents)" adı verilen önemli bir kayıp nedenidir. Bu kaybı azaltmak için çekirdekler tek parça demirden değil, birbirinden yalıtılmış ince levhalardan yapılır.

Reostanın direncini artırmak, Ohm Yasası'na (I = V/R) göre Devre-1'deki akımı azaltır. Azalan bu akım, Devre-1'in oluşturduğu manyetik alanı (B) zayıflatır.

Empedans (sembolü Z), bir alternatif akım devresindeki rezistans (R), kapasitif reaktans (Xc) ve indüktif reaktansın (Xl) vektörel toplamıdır.

Alternatif akım ve transformatörler çalışırken ana odak fiziksel ilişki ve birim kontrolü kurmaktır; önce kavramı, sonra tipik soru dilini ayır.

Alternatif akım ve transformatörler sorularında en hızlı kontrol, verilen bilginin hangi kavramı ölçtüğünü bulup çeldirici ayrımı yapmaktır.

AA gerilim ve akımın etkin değeri, tepe değerin √2'ye bölümüdür: Ietkin = Imax/√2, Vetkin = Vmax/√2.

Konuyu Uygulamada Pekiştir

Alternatif akım ve transformatörler için 40+ Çıkmış & Özgün Soru

Açıklamalı çözümler, Spaced Repetition tekrar algoritması ve her doğru cevapta +10 XP kazanımı.

Hemen Çöz (+30 XP) ⚡

Örnek Sorular

Doğru cevap ve açıklamalı çözüm efor uygulamasında — reklamsız ve ücretsiz.

1. Öz-indüksiyon akımı, bir devreden geçen akımın değişmesi sonucu, devrenin kendisinde oluşan indüksiyon akımıdır. Bir akım makarasından (bobin) geçen akım zamanla artırılırsa, makarada oluşan öz-indüksiyon emk'sı (ε) ve akımının yönü hakkında ne söylenebilir?

AÖz-indüksiyon akımı sadece devredeki akım azaltılırken oluşur, artırılırken oluşmaz
BDevredeki akım değişse bile, dışarıdan bir manyetik alan uygulanmadığı için öz-indüksiyon akımı oluşmaz
CÖz-indüksiyon akımının yönü, bobinin sarım sayısına bağlı olarak ana akımla aynı ya da zıt yönde olabilir
DOluşan öz-indüksiyon akımı, devredeki ana akımın artışını yavaşlatacak yönde, yani ana akıma zıt yönde oluşur
EOluşan öz-indüksiyon akımı, devredeki ana akımla aynı yönde oluşarak akımın daha da hızlanmasını sağlar