Türkçe

Gerilim nedir?

11 Kasım 2020 | Elektrik
Gerilim nedir?

Voltage, provided by an energy source such as a battery, is what causes current to flow.

Gerilim, bir elektrik devresinin güç kaynağının oluşturduğu, yüklü elektronları (akım) iletken bir döngü boyunca iten ve ışık oluşturma gibi iş gerçekleştirmelerini sağlayan basınçtır.

Kısaca, gerilim = basınçtır ve volt (V) olarak ölçülür. Terimin adı, günümüz konut tipi pillerin öncüsü olan voltaik pilin mucidi İtalyan fizikçi Alessandro Volta'dan (1745-1827) gelmektedir.

Elektriğin erken dönemlerinde gerilim, elektromotor kuvvet (emf) olarak bilinirdi. Ohm Kanunu gibi denklemlerde gerilimin E simgesiyle gösterilmesinin nedeni budur.

Basit bir doğru akım (DC) devresinde gerilim örneği:

Gerilim nedir? - Başlık
  1. Bu DC devresinde anahtar kapalıdır (açık konumdadır).
  2. Güç kaynağındaki gerilim (pilin iki kutbu arasındaki "potansiyel farkı") etkinleştirilir ve elektronların pilin negatif terminalinden akım olarak akmasını sağlayan bir basınç oluşturulur.
  3. Akım ışık kaynağına ulaşarak ışık vermesini sağlar.
  4. Akım güç kaynağına geri döner.

Gerilim ya alternatif akım (AC) gerilimi ya da doğru akım (DC) gerilimidir. Farklı oldukları yönler:

Alternatif akım gerilimi (dijital multimetrede ile temsil edilir):

  • Akış, aşağıda gösterildiği gibi eşit şekilde dalgalanan sinüs dalgaları şeklindedir:
    AC gerilimi
  • Düzenli aralıklarla yönü tersine döner.
  • Yaygın olarak mekanik enerjinin (akan su, buhar, rüzgar veya ısıdan güç alan dönme hareketi) elektrik enerjisine dönüştürüldüğü jeneratörler aracılığıyla elektrik hizmetleri tarafından üretilir.
  • DC geriliminden daha yaygındır. Elektrik dağıtım firmaları, cihazların büyük kısmının AC gerilimi kullandığı evlere ve iş yerlerine AC gerilimi sağlar.
  • Birincil gerilim beslemesi ülkeden ülkeye farklılık gösterir. Örneğin Amerika Birleşik Devletleri'nde 120 volt'tur.
  • Televizyon ve bilgisayar gibi bazı ev cihazları DC gerilimi gücü kullanır. Bunlar AC gerilimini ve akımını DC'ye dönüştürmek için redresörler (bir dizüstü bilgisayarın kablosundaki büyük blok gibi) kullanır.
Jeneratör
Jeneratörler dönme hareketini elektriğe dönüştürür. Dönme hareketi genellikle su akışı (hidroelektrik santral) veya gaz, benzin, kömür ya da nükleer güç ile ısıtılan su buharı tarafından sağlanır.

Doğru akım gerilimi (dijital multimetrede V hat çizgisi ve mV ile temsil edilir):

  • Düz bir hat boyunca ve yalnızca tek bir yönde ilerler.
  • Genellikle pil gibi depolanmış enerji kaynakları tarafından üretilir.
  • DC gerilimi kaynaklarında pozitif ve negatif terminaller bulunur. Terminaller devrede kutup sağlar ve kutup, devrenin DC mi AC mi olduğunu belirlemede kullanılabilir.
  • Yaygın olarak pille çalışan portatif ekipmanlarda (otomobiller, el fenerleri, kameralar) kullanılır.

Potansiyel farkı nedir?

Gerilim ve "potansiyel farkı" terimi genellikle birbirinin yerine kullanılır. Potansiyel farkı, bir devredeki iki nokta arasındaki potansiyel enerji farkı olarak tanımlanabilir. Fark miktarı (volt olarak ifade edilir) elektronları belirli bir noktadan bir diğerine hareket ettirmek için ne kadar potansiyel enerji olduğunu belirler. Miktar, devre aracılığıyla potansiyel olarak ne kadar iş yapılabileceğini tanımlar.

Örneğin ev tipi bir AA alkalin pil 1,5 V sunar. Tipik ev tipi elektrik prizleri 120 V sunar. Devredeki gerilim ne kadar yüksekse daha fazla elektron "itilebilir" ve daha fazla iş yapmaları sağlanabilir.

Gerilim/potansiyel farkı bir depoda saklanan suyla karşılaştırılabilir. Depo ne kadar büyükse yükseklik (ve buna bağlı olarak potansiyel hız) de o kadar fazla olur, ayrıca bir vana açıldığında suyun etki yaratma kapasitesi de o kadar yüksek olur ve su (elektronlar gibi) akabilir.

Gerilim ölçümü neden faydalıdır?

Teknisyenler pek çok sorun giderme durumunu ele alırken devrelerin normalde ne şekilde performans göstermesi gerektiğini bilerek yaklaşırlar.

Devreler, küçük bir cihazdan ev cihazına ve endüstriyel motora kadar bir yüke enerji sağlamak için kullanılır. Yükler genellikle gerilim ve akım da dahil olmak üzere, standart elektrik referanslarını tanımlayan bir isim levhası taşır. Bazı üreticiler isim levhası yerine yükün devresinin ayrıntılı bir şemasını (teknik şema) sağlar. Kılavuzlar standart değerler içerebilir.

Bu rakamlar teknisyene bir yük normal çalıştığında hangi değerleri beklemesi gerektiğini söyler. Bir dijital multimetredeki değer, normdan sapmaları nesnel bir şekilde belirtebilir. Yine de teknisyen, bu farklılıklara yol açan faktörleri belirlemek için bilgisini ve deneyimini kullanmalıdır.

Referans: Digital Multimeter Principles, Glen A. Mazur, American Technical Publishers.