Yüksek Gerilim Tekniği #03 | Doğru Yüksek Gerilim II: Yüklü Kaskad, En İyi Kat Sayısı, Van de Graaff

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

5 katlı bir Cockcroft–Walton kaskadı 100 kilovoltluk transformatörle yüksüzken 1000 kilovolt verir; 5 miliamperlik yük ve 50 hertz beslemeyle çıkış yaklaşık 555 kilovolta düşer. Gerilimin neredeyse yarısı nereye gider? Bu derste yüklü kaskadda dalgalanmayı ve gerilim düşümünü hesaplıyor, en iyi kat sayısını buluyor, frekansın rolünü ve kaskadlı transformatörlü çoğaltıcıyı görüyor, ardından Van de Graaff üretecine geçiyoruz. Bu derste: - Yüklü kaskadda dalgalanma: δV = (I/fC)·n(n+1)/4; alttaki kondansatörler daha çok katkı verir; 5 katta 50 Hz'te 37.5 kV, 1 kHz'te ≈ 1.9 kV - Gerilim düşümü: ΔV0 = (I/fC)(2n³/3 + n²/2 − n/6); kat düşümleri 5, 14, 21, 26, 29 → 95; 50 Hz'te formül 525 kV, benzetim ≈ 555 kV; 1 kHz'te ≈ 976 kV - En alttaki salınan kondansatörü iki katına çıkarmak: 23.8 kV yerine 20.6 kV - En iyi kat sayısı nopt = √(Vmax fC/I): 1 kHz'te 20, 50 Hz'te ≈ 4.5; orada bile çıkış yüksüz değerin 2/3'ü (4000 yerine ≈ 2667 kV) - fC çarpımı: yüksek besleme frekansı, küçük depolanan enerji, hızlı ayar; 2 MV'un üstü - Kaskadlı transformatörlü çoğaltıcı ve yüksek frekanslı modüler uyarlama - Van de Graaff üreteci (1931): kayış, püskürtme ve toplayıcı iğneler, V = Q/C, dV/dt = I/C - Kayış akımı I = σ·b·v, σ ≤ ε0·E: 0.5 m, 25 m/s → ≈ 332 µA, kendinden uyarmalı ≈ 664 µA; 300 pF'ta ≈ 1.1 MV/s - Doğrultucu kaskadı, Van de Graaff ve dönen silindirli üreteç karşılaştırması - Üç yanılgı Bölümler: 0:00 Geçen Ders ve Bugün 0:22 1000 kV Yerine 555 kV 0:46 Yüklü Kaskadda Dalgalanma 1:32 Gerilim Düşümü 2:20 Basit Bir İyileştirme 2:51 En İyi Kat Sayısı 3:26 Frekansın Rolü 3:57 Kaskadlı Transformatörlü Çoğaltıcı 4:38 Van de Graaff Üreteci 5:13 Kayış Akımı ve Yükselme Hızı 5:59 Üç Kaynak Karşılaştırması 6:30 Üç Yanılgı 7:07 Özet ve Sıradaki Ders Sıradaki derste alternatif yüksek gerilime geçiyoruz: test transformatörleri ve kaskad bağlantı. Kaynak kitap: E. Kuffel, W. S. Zaengl, J. Kuffel, High Voltage Engineering: Fundamentals, 2. baskı — §2.1.1'in sonu ve §2.1.2 (konu sırası ve problem tipleri). Örnekler özgündür. Elektrik ve Elektrik-Elektronik Mühendisliği öğrencileri için Yüksek Gerilim Tekniği serisinin üçüncü dersi.