Büyük ölçekli enerji üretim tesisleri, meskenlerde kullanılan elektrik enerjisinin kaynağını oluşturmaktadır. Bu tesislerde, türbin-jeneratör setleri aracılığıyla elektrik üretimi gerçekleştirilmektedir. Türbinler, kinetik enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürerek jeneratörleri tahrik eder. Kinetik enerji kaynağı olarak buhar, su veya rüzgar gibi çeşitli enerji kaynakları kullanılabilmektedir. Üretilen elektrik enerjisinin iletim hatlarında kayıpları minimize etmek amacıyla, transformatörler aracılığıyla gerilimi yükseltilir. Yükseltilen gerilim seviyesi, genellikle 500 kV ve üzerine çıkarılmaktadır. Bu sayede, enerji iletiminde verimlilik artışı sağlanır.
Elektrik İletimi ve Dağıtımı
Elektrik enerjisi, üretim santrallerinden tüketim noktalarına yüksek voltajlı iletim hatları aracılığıyla taşınır. Bu hatlar, enerji kayıplarını minimize etmek amacıyla yüksek gerilimde çalışır. Uzak mesafelerdeki yerleşim yerleri dahi bu sayede elektrik enerjisine erişebilir.
İletim hatlarından gelen yüksek voltajlı elektrik, dağıtım trafo merkezlerinde kademeli olarak düşürülür. Bu işlemde kullanılan düşürücü trafolar, enerjinin dağıtım şebekesine uygun hale getirilmesini sağlar. Dağıtım şebekesi, elektriği yerel hatlar üzerinden son kullanıcılara ulaştırır.
Yerel dağıtım hatları üzerindeki direklere monte edilen trafolar, voltajı son kullanıcının ihtiyacı olan seviyeye (örneğin, Türkiye'de 220V) indirir. Bu sayede evlerde ve iş yerlerinde güvenli bir şekilde elektrik kullanımı mümkün olur.
Elektrik enerjisinin bir konuta iletimi genellikle iki yöntemle gerçekleştirilir: yeraltı kabloları veya havai hatlar aracılığıyla. Yeraltı kabloları, estetik ve güvenlik avantajları sunarken, havai hatlar maliyet ve bakım kolaylığı nedeniyle tercih edilebilir. 1950 sonrası inşa edilen konutlarda, enerji genellikle servis başlığına bağlı iki adet 120 voltluk (V) faz iletkeni ve bir adet topraklanmış nötr iletkeni üzerinden sağlanır. Bu iletkenler, konutun elektrik tesisatına enerji sağlamak üzere bir elektrik panosuna bağlanır.
240 volt (V) nominal gerilimle çalışan elektrikli su ısıtıcıları ve çamaşır kurutma makineleri gibi yüksek güçlü cihazlar, genellikle servis panelinde bulunan iki adet 120 V faz iletkeninin uygun şekilde bağlanmasıyla enerji ihtiyacını karşılar. Bu bağlantı, cihazın elektrik tesisatına uygun bir şekilde yapılmasıyla gerçekleştirilir. 240 V'luk gerilim, iki adet 120 V'luk faz iletkeni arasındaki potansiyel farktan elde edilir ve bu cihazların yüksek güç gereksinimlerini karşılamak için kullanılır.
Elektrik enerjisinin tüketimini ölçmek için bir sayaç kullanılır. Sayacın ölçtüğü enerji miktarı, konutun servis paneline iletilir. Servis panelinden, konutun çeşitli bölgelerine dağıtılan elektrik enerjisi, farklı devreler aracılığıyla prizlere, aydınlatma armatürlerine ve diğer elektrikli cihazlara ulaştırılır. Servis panelinde bulunan sigortalar veya devre kesiciler, aşırı akım veya kısa devre durumlarında ilgili devreleri korumak amacıyla elektrik akımını keserek güvenliği sağlar.
Aşırı yüklenmeyi önlemek amacıyla fırın, mikrodalga gibi yüksek watt'lı cihazlar için ayrı devreler kullanmak yaygın bir uygulamadır.
Elektrik dağıtım şirketleri ve enerji üreticileri, zaman içinde şebeke voltaj değerlerinde çeşitli modifikasyonlar gerçekleştirmişlerdir. Bu değişiklikler, enerji iletim verimliliğini artırmak, kayıpları azaltmak ve tüketici taleplerini karşılamak amacıyla yapılmıştır.
Eski elektrik tesisatlarına bağlı yeni elektrikli cihazlar, yapılan voltaj yükseltmelerinden sonra da normal çalışma koşullarında işlevlerini sürdürmeye devam edecektir. Zira, modern cihazlar genellikle belirli bir voltaj aralığında çalışacak şekilde tasarlanmıştır ve şebekedeki küçük voltaj değişikliklerine otomatik olarak adapte olabilirler.
Elektrik tesisatı hesaplamaları yapılırken, 120 volt (V) veya 240 V nominal devre değerlerinin kullanılması önerilir. Bu değerler, konutlarda ve ticari binalarda kullanılan standart voltaj seviyelerini temsil eder ve güvenli ve doğru hesaplamalar için temel teşkil eder. Ancak, bazı özel durumlarda farklı voltaj değerleri de söz konusu olabilir. Bu nedenle, her zaman güncel ve yerel elektrik yönetmeliklerine başvurmak önemlidir.
Elektrik Devrelerini Anlamak
Elektrik devresi, kapalı bir iletim hattı döngüsü şeklinde tanımlanabilir. Konutlardaki elektrik devreleri, elektrik enerjisini ana servis panelinden (İngilizce: main service panel) başlayarak evin çeşitli bölgelerine taşır ve tekrar ana servis paneline geri döndürür. Bu döngü, elektrik enerjisinin kesintisiz bir şekilde akmasını sağlayarak cihazların ve aydınlatmaların çalışmasını mümkün kılar.
Tek bir elektrik devresine birden fazla anahtar (İngilizce: switch), priz (İngilizce: outlet), aydınlatma armatürü (İngilizce: light fixture) veya elektrikli cihaz (İngilizce: electrical appliance) bağlanabilir. Bu bağlantılar, devre üzerindeki akım akışını etkilemeden, her bir cihazın bağımsız olarak kontrol edilmesini sağlar. Elektrik devreleri, genellikle paralel bağlantı (İngilizce: parallel connection) prensibiyle tasarlanır, bu da bir cihazın arızalanması durumunda diğer cihazların çalışmaya devam etmesini sağlar.
Elektrik devrelerinin tasarımı ve kurulumu, güvenlik standartlarına ve yerel elektrik yönetmeliklerine uygun olarak yapılmalıdır. Yanlış veya hatalı bağlantılar, elektrik çarpmalarına, yangınlara veya cihaz hasarlarına neden olabilir. Bu nedenle, elektrik işleri uzman kişiler tarafından yapılmalı ve düzenli olarak kontrol edilmelidir.
Akım, canlı tellerde bir devre döngüsüne girer ve nötr teller boyunca geri döner. Bu teller kolay tanımlama için renk kodludur.
Canlı teller siyah veya kırmızıdır ve nötr teller beyaz veya açık gridir. Güvenlik için, tüm modern devreler çıplak bakır veya yeşil yalıtımlı topraklama teli içerir. Topraklama teli, topraklama hatası durumunda akımı iletir ve ciddi elektrik çarpması olasılığını azaltmaya yardımcı olur.
Servis panelinde, metal bir su borusuna bağlı bir bağlama iletkeni ve topraklama elektroduna bağlı bir topraklama iletkeni bulunur.
Bağlama iletkeni, metal su borusunu elektrik tesisatının topraklama sistemine bağlayarak, potansiyel farklılıkları ortadan kaldırır ve elektrik çarpması riskini azaltır. Bu bağlantı, su borusunun potansiyel olarak tehlikeli bir iletken haline gelmesini engeller.
Topraklama iletkeni ise, elektrik tesisatını topraklama elektroduna bağlayarak, aşırı akım veya kısa devre durumlarında elektrik akımının güvenli bir şekilde toprağa akmasını sağlar. Topraklama elektrodu, genellikle yer altına gömülmüş bir metal çubuk veya levha şeklinde olabilir.
Topraklama sistemi, elektrik güvenliği için hayati öneme sahiptir ve elektrik tesisatının ayrılmaz bir parçasıdır. Topraklama sistemi, insanların ve cihazların elektrik arızalarından korunmasını sağlar.
Bir elektrik devresi, aşırı akım durumunda aşırı yüklenebilir. Aşırı yüklenme, devrenin taşıma kapasitesinin üzerindeki bir akım akışıyla karakterizedir ve yangın veya cihaz hasarı gibi tehlikeli sonuçlara yol açabilir.
Sigortalar veya devre kesiciler, aşırı yüklenme durumunda her bir devreyi korumak için tasarlanmış aşırı akım koruma cihazlarıdır (İngilizce: overcurrent protection devices). Bu cihazlar, aşırı akım algıladıklarında devreyi otomatik olarak açarak akım akışını keser ve böylece devreyi ve bağlı cihazları korur.
Akım, besleme kaynağından başlayarak, iletkenler üzerinden devreyi dolaşır ve nötr devre teli boyunca servis paneline geri döner. Nötr devre teli, akımın kaynağa geri dönüş yolunu sağlar ve devrenin tamamlanmasını sağlar.
Servis panelinden, akım, yardımcı trafoya geri döndüren büyük bir nötr servis teli üzerinden konuttan ayrılır. Yardımcı trafo, elektrik enerjisinin dağıtım şebekesine geri dönmesini sağlar.
Topraklama ve Polarizasyon
Elektrik akımı, her zaman kaynağına geri dönerek kapalı bir devre oluşturma eğilimindedir. Bu temel prensip, elektrik devrelerinin işleyişinin temelini oluşturur.
Yaygın kanının aksine, elektrik akımı yalnızca en düşük dirençli yolu izlemez. Kaynağına ulaşmak için mevcut tüm iletken yolları kullanır. Ancak, akımın büyük bir kısmı en düşük dirençli yoldan akar. Bu durum, akımın dağılımının iletkenlerin direnç değerlerine bağlı olduğunu gösterir.
Elektrik devrelerinin tasarımı ve analizi, bu temel prensibi dikkate almayı gerektirir. Elektrik akımının yollarını ve dağılımını anlamak, güvenli ve verimli elektrik sistemleri oluşturmak için önemlidir.
Bir ev kablolama sisteminde, bu dönüş yolu akımı ana servis paneline geri döndüren beyaz nötr kablolar tarafından sağlanır. Servis panelinden akım, yalıtımsız nötr servis teli boyunca bir elektrik direği trafosuna geri döner.
Bu ve elektrikle ilgili diğer kitaplarda topraklama ve bağlama terimlerinin kullanıldığını göreceksiniz. Bu terimler genellikle yanlış anlaşılmaktadır. Elektrik devrelerinde güvenli bir şekilde çalışmak için farkı anlamalısınız.
Elektrik sistemlerinde topraklama, akım taşımayan metal parçaların, örneğin metal kutular ve metal boruların, ana servis paneline düşük dirençli bir yol üzerinden bağlanması işlemidir. Bu bağlantı, elektrik sisteminin güvenliğini sağlamak ve elektrik çarpması riskini azaltmak için yapılır.
Topraklama sistemi, bir arıza durumunda metal parçaların enerjilenmesi durumunda, akımın bu metal parçalar üzerinden güvenli bir şekilde akmasını sağlar. Bu akım, yeterli büyüklüğe ulaştığında, bir devre kesiciyi tetikleyerek veya bir sigortayı attırarak devreyi otomatik olarak keser. Bu sayede, insanların ve cihazların zarar görmesi engellenir.
Topraklama sistemi, elektrik tesisatının ayrılmaz bir parçasıdır ve elektrik güvenliği için hayati öneme sahiptir. Topraklama sistemi, yerel elektrik yönetmeliklerine uygun olarak tasarlanmalı ve kurulmalıdır.
Ölü devre insanları bir soruna karşı uyarır.
Rehber: | The Complete Guide to Electrical Wiring (Current with 2014–2017 Electrical Codes) by Black+Decker |
Format: | |
Size: | 44.8 MB |
Pages: | 339 |
Download: |
Comments