1- Tek fazlı alternatif akım sayacının çalışmasını gerekli şekil ve bağlantılarla açıklayınız.
Yalın bir alternatif akım watt-saat sayacı, yatay bir alüminyum disk ile bunun altına ve üstüne yerleştirilmiş elektromagnetik bobinden oluşur. Hareketi sağlayan döndürme momenti, indüklenen diskteki FOUCAULT AKIMLARI’nın, bobinlerden çıkan akıyla etkileşmesi sonucu ortaya çıkar. Bobinler, akının zaman ve yer bakımından birbirine göre sürekli yer değiştireceği biçimde düzenlenmiştir. Dönen diskin hızı, sayaçtan geçen akım niceliğiyle orantılıdır. Bu dönme hareketi, bir dişli yoluyla kadrana iletilir.
Tek fazlı yalın bir alternatif akım sayacında, üstteki bobinin yarattığı akı, uygulanan potansiyel farkıyla, alttakininki ise, yüklenen akım niceliğiyle oran tılıdır. Diske etkiyen döndürme momenti, gerilimin, akımın ve güç faktörünün çarpımına eşittir. Güç faktörü, akım değişikliklerinin, gerilim değişikliklerinden geri kalma ya da önde gitme niceliğini gösterir. Bu fark bütünüyle, çekilen akımın özelliğine bağlıdır ve Oc ile 90° arasında değişebilir. İndüktif yüklerin güç faktöründe gerilim değişikliği, akım değişikliğinin gerisinde kalır; kapasitif yüklerde ise önünden gider.
Diske etkiyen döndürme momentini, uygun dönme hızı sağlayabilecek duruma getirmek için, bir magnetik fren kullanılır. Bu mıknatısın oluşturduğu foucault akımları, hızı ayarlar; çünkü Lenz yasasına göre, oluşan akı, dönme yönüne karşıt yöndedir. Fren mıknatısının konumu değiştirilerek, diskin tam yük altındaki dönme hızı ayarlanabilir. Ayrıca sayaçlarda, çeşitli araçlar kullanılarak, ölçme duyarlığı % 2 oranında tutulabilir
Direk Bağlama Şeması
Alçak gerilim şebekelerinde akımın büyük olmadığı yerde sayaçlar doğrudan bağlanırlar. Evlerde olduğu gibi. Bir fazlı sayaçlar genellikle 5, 10,20,30 amper ve 220 volt olarak dizayn edilmiştir. Bir fazlı sayaçlarda şebekeden gelen faz elektrik sayacının 1 nolu ucuna girer. Nötr ise 4 nolu uca girer. 3 nolu ucundan faz çıkar. % nolu ucundan nötr çıkaraj alıcılara bağlanır.
2- Analog Wattmetranin çalışmasını anlatınız ve güç ölçümünün bağıntısını çıkartınız
Wattmetreler her şartta alıcıların aktif güçlerini gösterir.
Yapısı: Wattmetreler ampermetre ve voltmetrenin özelliğini bir arada gösteren ölçü aletleridir. Alıcının gücünü Watt, Kilowatt, Megawatt ve Gigawatt olarak ölçer. Wattmetreler, biri akım bobini diğeri ise gerilim bobini olmak üzere iki bobinli ölçü aletleridir.
Akım bobini kalın kesitli az sarımlıdır ve ampermetre özelliği göstermektedir. Gücü ölçülecek alıcıya seri bağlanır. Gerilim bobini ise ince kesitli iletkenden çok sarımlı olarak yapılır ve voltmetre özelliği göstermektedir. Gücü ölçülecek alıcıya paralel bağlanır.
1 kW= 1000 W
1 MW= 1000000 W
1 MW= 1000 kW
1 GW= 1000 MW
Elektrodinamik wattmetrelerde sabit iki bobin arasında dönen bir bobin bulunur. Bobinler arasındaki manyetik alanın değişiminden dolayı, hareketli bobinde bir dönme olur. Dönme kuvveti hareketli bobinden geçen akım ile bobine etki eden manyetik alanın kuvvetine bağlıdır.
Manyetik alanı oluşturan akım ile hareketli bobinden geçen akım aynı akım olduğundan oluşan kuvvet akımın karesi ile orantılı olur. Hareket eden bobinin açı- sal pozizyonu ortalama kuvvetle aynı olduğundan bu ölçü aleti bobinden geçen akımın karesinin ortalamasını yani efektif değerini ölçer.
Wattmetrelerde gerilim bobini hareket edebilecek şekilde yapılmış ve üzerine bir ibre bağlanmıştır. Ağırlıklarının az olması ve sürtünmeyi azaltmak için gerilim bobininin bir kısım sipirleri azaltılarak sipirden dolayı azalan direnç, sabit elektronik dirençle R (öndirenç) telafi edilmiştir (Şekil 18.3.). Gerilim bobinleri gücü ölçülecek alıcıya paralel bağlandıklarından üzerlerinden geçen akım ve meydana getirdikleri manyetik alan sabittir.
Akım bobini gerilim bobinine göre daha ağır yapılı ve hareketsizdir. Üzerlerinden gücü ölçülecek alıcının akımı geçer. Akım yükün durumuna göre sürekli değişeceğinden akım bobininden meydana gelen itici manyetik alan da sürekli değişecektir. Wattmetre ibresi ve gerilim bobini de değişen alanın şiddetine bağlı olarak kadran üzerinde hareket edip alıcının gücünü gösterecektir.
Wattmetreler güç ölçmek maksadı ile bağlanırken büyük güçlü alıcıların gücü ölçülecekse akım bobini önce bağlanmalı, küçük güçlü alıcıların gücü ölçülecekse akım bobini sonra bağlanmalıdır.
Güç ölçümünün bağıntıları
Elektrik ile çalışan sistemlerin şebekeden çektikleri güç Aktif Güç ve Reaktif Güç olmak üzere ikiye ayrılır. Görünür güç ise aktif ve raktif güçlerin karelerinin toplamının karekökü ile bulunur.
Aktif güç elektrikte iş yapan güçtür. P ile gösterilen aktif güç şebekeden çekilen akım ile gerilim arasındaki açının (φ) cosinüsü ile akım ve gerilimin çarpılması ile bulunur (P=V.I.cosφ). Sistem üç fazlı ise çekilen güç de 3 ile çarpılır (P=3.V.I.cosφ). Aktif gücün birimi Watt’tır (W).
Reaktif güç ise manyetik alanla çalışan motor, trafo gibi elektrik makinelerinin çektiği güçtür ve manyetik alanın oluşması için kullanılır. Reaktif güç; şebekeden çekilen akım ve gerilimin arasındaki açının (φ) sinüsü ile akım ve gerilimin çarpımı ile ifade edilir ve Q ile gösterilir (Q=P.tanφ). Reaktif gücün birimi Var dır.
Görünür güç şebekeden çekilen görünür güç olarak bilinir S ile gösterilir ve tek fazlı sistemlerde S=V.I olarak ifade edilir. Ayrıca görünür güç aktif ve reaktif güçlerin karelerinin toplamının karekökü ile ifade edilir √(S=(P²+Q²)). Görünür gücün birimi Volt Amper’dir (VA).
3- Dijital Wattmetranin çalışmasını anlatınız ve güç ölçümünün bağıntısını çıkartınız
Bu sorunun cevabı ikinci sorunun cevabı ile aynıdır. Yalnızca tek farklılık analog wattmetrede ölçüm sonuçlarını bir ibre yardımı ile gözlemlerken, dijital wattmetrede ölçüm sonuçlarını dijital bir ekran yardımıyla gözlemleriz.
4- Fazmetrenin çalışmasını anlatınız
Güç katsayısını doğrudan doğruya ölçen aletlere Cosφmetre (fazmetre) denir. Kullandıkları devrelere göre bir ve üç fazlı olarak yapılırlar. Yapısı wattmetreye benzer, akım ve gerilim bobinleri vardır, devreye wattmetre gibi bağlanırlar. Cosφmetrenın kadranı sıfır merkezlidir, yani sıfırı ortadadır. Skalanın sağ tarafı enduktif yük durumunu, sol tarafı kapasitif yük durumunu gösterir. Uygulamada en çok elektrodinamik ve dijital tip Cosφmetreler kullanılır.
Fazmetrenin iç yapısını anlatmak için 2 ve 3. soruların cevaplarından faydalanılabilir.
5- Flüoresans lamba tesisatının çalışmasını anlatınız
Floresan Lambalar
İki ucu flamanlı cam tüp,balast,starter,soket gibi elemanlardan oluşan lamba çeşididir.Akkor lambaya göre çok daha fazla ışık yayar ve kullanımı yaygındır.
Tesisatın çalışması
Fluoresant lambaya enerji uygulandığında, starter elektrotları arasında ark meydana gelir. Bu sırada elektrotlar ısınarak birbirine değer. Starter kontaklarının kısa devre olması ile akım, ballast- lamba flamanları ve starter kontakları üzerinden devresini tamamlar. Aynı anda flamanlar üzerinden akım geçerek elektron yaymasına ve civanın buharlaşmasına neden olur. Akım bimetal ve kontak üzerinden geçtiğinden, starter içerisindeki gaz ve bimetal soğuyarak eski halini alır ve kontaklarınıaçar. Starter devresinin açılması ile balastın akımı kesilir ve manyetik alanında düşüş olur. Manyetik alandaki düşüş nedeniyle de balast bobini üzerinde, şebeke geriliminden daha büyük bir öz indükleme EMK’i meydana gelir. Bu gerilim flamanlar arasında daha önce ısınarak iletken hale gelen lamba iç ortamı üzerinden ark şeklinde atlar. Böylece buharlaşan civaya çarpan ark şeklindeki akım, ultraviyole ışınlarının meydana gelmesini sağlar. Ultraviyole ışınları ise, cam tüpün iç cidarındaki fluoresant tabakaya çarparak lambanın ışık vermesini sağlar. Lambanın, tüp içerisindeki fluoresant madde ve gazın cinsine göre değişik renkte ışık vermeye başladığı anda balast gerilimi 110 Volt civarına düşerek, ilk anda ateşleyici olarak yaptığı görevi normal çalışma anında akım sınırlayıcıolarak devam ettirir.
Paylaşılmasını istediğiniz konularla ilgili yorum bölümünden bilgi paylaşımı yapabilirsiniz.
Ayrıca diğer deney föyleri ve bilgilerine buradan ulaşabilirsiniz.
