Elektrik Makineleri #11 | Alternatif Akım Makinelerinin Temeli: Dönen Halkada Gerilim ve Tork

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

İlk on derste duran makineleri gördük: manyetik devreyi, Faraday yasasını, doğrusal makineyi ve transformatörleri. Bugün yeni bir bölüme başlıyoruz: dönen makineler, yani alternatif akım makineleri. Açılışta 3D animasyonda en basit alternatif akım makinesi var: iki kutup, aralarında dönen bir tel halka, bilezikler, fırçalar ve bir voltmetre. Halka dakikada 3000 devirle dönüyor; zamanı yavaşlattığımızda voltmetre iğnesi bir sinüs çiziyor. Bu gerilim neden böyle bir dalga, ve ne kadar büyük? Her hesap adım adım, hiçbir işlem atlanmadan. Bu derste: - Stator ve rotor; halkanın uzun ve kısa kenarları; hareket eden telde e = v · B · l - Gerilim kenar kenar: uzun kenarda v · B · l · sin θ, kısa kenarlarda 0; toplam e = 2 · v · B · l · sin θ - Sayılarla: 3000 / 60 = 50 tur/s; ω ≈ 314.16 rad/s; v ≈ 31.42 m/s; bir kenar ≈ 6.28 V, iki kenar ≈ 12.57 V - Akıyla aynı sonuç: A = 0.08 m², Φmax = 0.04 Wb, emax = 0.04 · 314.16 ≈ 12.57 V; etkin ≈ 8.89 V; 50 Hz - Gerilim neye bağlı: akı, hız ve yapı; 100 sarımda ≈ 1257 V; hız iki katına çıkınca ≈ 25.13 V ve 100 Hz; akı en büyükken gerilim sıfır - Akım taşıyan halkada tork: F = 10 · 0.4 · 0.5 = 2 N; τ = 0.4 N·m · sin θ - Tork iki alanı hizalar: τ = k · B_halka · B_S · sin θ; pusula benzetmesi - Enerji nereden geliyor: e · i = τ · ω ≈ 125.7 W; aynı halka motor da olur; üç tuzak Bölümler: 0:00 Geçen Blok ve Bugün 0:34 En Basit Alternatif Akım Makinesi 1:13 Stator, Rotor ve Halkanın Kenarları 1:45 Gerilim Kenar Kenar 2:26 Sayılarla Gerilim 3:36 Gerilim Neye Bağlı? 4:18 Akım Taşıyan Halkada Tork 5:09 Tork İki Alanı Hizalar 5:41 Enerji Nereden Geliyor? 6:19 Üç Tuzak 6:49 Özet ve Sıradaki Ders Sıradaki derste statorun alanını döndürüyoruz: döner manyetik alan. Kaynak kitap: Stephen J. Chapman, Electric Machinery Fundamentals, 5. baskı — Bölüm 3.1 (ve 3.2'nin girişi) (konu sırası ve problem tipleri). Örnekler özgündür. Elektrik-Elektronik, Mekatronik, Enerji ve Makine Mühendisliği öğrencileri için Elektrik Makineleri serisinin on birinci dersi.