Alternatif Akım

Jeneratör gibi kutupları sürekli değişen akım kaynakları ile elde edilen akım alternatif akım (AC – Alternating Current) olarak adlandırılır. Alternatif akım, genliği ve yönü periyodik olarak değişen akımdır.

Alternatif Akımın Elde Edişi

İletken bir tel çerçeve, düzgün manyetik alan içerisinde OO’ ekseni çevresinde döndürülürse, değişen manyetik akı, periyodik olarak değişen bir indüksiyon emk’sinin oluşmasına neden olur.

Bir alternatif akım kaynağının emk’sinin anlık değerleri,

olur.

Frekans

Alternatif akımın frekansı, akımın elde edilmesi sırasında tel halkanın 1 s’deki dönme sayısıdır. Frekans aynı zamanda alternatif akımın 1 s de aynı değişimleri tekrarlama sayısıdır. Birimi Hertz (Hz)’dir. Türkiye’de alternatif akımın frekansı 50 Hz’dir.

Etkin Değer

Alternatif akımın etkin değeri, doğru akıma karşılık gelen değeridir.

Alternatif akımın ve gerilimin etkin değerleri,

ile hesaplanır. Türkiye’de kullanılan alternatif akıma ait gerilimin etkin değeri 220 Volt tur.

Alternatif Akımın Etkileri

Isı Etkisi

Üzerinden elektrik akımı geçen bir direnç teli ısınır. Bir devrede direnç üzerinde birim zamanda harcanan ortalama güç,

ile hesaplanır.

Devre Elemanlarının Alternatif Akıma Karşı Davranışları

Direnç

Bir alternatif akım kaynağına bağlanan direnç, doğru akıma karşı gösterdiği davranışı alternatif akıma karşı da gösterir.

Bir alternatif akım devresinin akıma gösterdiği dirence empedans denir. Devrenin empedansı, Z = R’dir.

Bobin

Bobin alternatif akım kaynağına M0bağlandığında özindüksiyon nedeniyle akımın şiddetindeki değişimler sürekli gecikir. Bunun sonucunda gerilim maksimuma ulaştıktan bir süre sonra akım maksimum değerine ulaşır.

Bobin, doğru akıma karşı bir direnç oluşturmaz, ancak alternatif akım kaynağına bağlandığında akıma karşı bir direnç oluşturur. Bobinin alternatif akıma gösterdiği bu direnç indüktif reaktans olarak adlandırılır. X_L ile gösterilen indüktif reaktans,

ile hesaplanır.

Sığaç

Yüksüz bir sığaç, bir doğru akım kaynağına bağlandığında sığaç yükleninceye kadar devrede akım oluşur. Yüklendikten sonra devreden akım geçmez.

Alternatif akımın çift yı akım olması nedeniyle alternatif akım kaynağına bağlanan sığacın kutupları sürekli değişir. Bu nedenle sığaç periyodik

olarak sürekli dolup boşalırken devrede periyodik olarak değişen bir akım vardır.

Sığaç, alternatif akım kaynağına bağlandığında akıma karşı bir direnç oluşturur. Sığacın alternatif akıma karşı oluşturduğu direnç kapasitif reaktans olarak adlandırılır. X_c ile gösterilir.

Kapasitif reaktans,

ile bulunur. Burada C, sığacın sığasıdır.

Çözümlü Örnek Test Soruları: Alternatif Akım

1. Alternatif akımın (AC) frekansı neyi ifade eder?

A) Akımın bir saniyede yaptığı devir sayısını
B) Akımın yön değiştirme sıklığını
C) Akımın büyüklüğünü
D) Akımın hızını

Çözüm: Alternatif akımın frekansı, akımın bir saniyede yaptığı devir sayısını ifade eder.
Doğru cevap A şıkkıdır.

2. Alternatif akımın bir devirde kaç defa yön değiştirdiği söylenebilir?

A) 1 kez
B) 2 kez
C) 3 kez
D) 4 kez

Çözüm: Alternatif akım bir devirde 2 kez yön değiştirir.
Doğru cevap B şıkkıdır.

3. Alternatif akımın etkili (rms) değeri nasıl hesaplanır?

A) Vrms = Vmax / √2
B) Vrms = Vmax x √2
C) Vrms = Vmax / 2
D) Vrms = Vmax x 2

Çözüm: Alternatif akımın etkili değeri Vrms = Vmax / √2 formülüyle hesaplanır.
Doğru cevap A şıkkıdır.

4. Bir alternatif akım devresinde maksimum gerilim 200 V ise, bu devredeki etkili gerilim kaç volttur?

A) 141 V
B) 200 V
C) 100 V
D) 250 V

Çözüm: Vrms = Vmax / √2 = 200 / √2 ≈ 141 V.
Doğru cevap A şıkkıdır.

5. Alternatif akım devresindeki bir direnç üzerinden geçen akımın frekansı artırılırsa ne olur?

A) Akım azalır
B) Akım artar
C) Akım sabit kalır
D) Akım sıfır olur

Çözüm: Frekansın artırılması, akımın devir sayısını artırır ancak akımın büyüklüğü değişmez.
Doğru cevap C şıkkıdır.

6. Alternatif akımın bir devredeki gücü nasıl hesaplanır?

A) P = V I
B) P = V² / R
C) P = I² R
D) P = V I cos(φ)

Çözüm: Alternatif akım devresindeki güç, P = V I cos(φ) formülüyle hesaplanır.
Doğru cevap D şıkkıdır.

7. Bir alternatif akım devresinde 50 Hz frekansında çalışan bir cihaz, 10 A akım çekiyor. Cihazın gücü kaç watt’tır? (Gerilim = 220 V, cos φ = 1)

A) 1100 W
B) 2200 W
C) 3300 W
D) 4400 W

Çözüm: P = V I cos(φ). P = 220 V x 10 A x 1 = 2200 W.
Doğru cevap B şıkkıdır.