Arkadaşlar merhaba
Merak ettiğim bir konuyu sizlere sormak istiyorum. Soru şu kablodan geçen akım mı önemlidir yoksa güç mü önemlidir.Örneğin bir kablodan 12 volt 100 amper geçince oluşan ısı ile 220 volt 100 amper geçince oluşan ısı aynı mıdır? Eğer aynı değilse kablo akım taşıma değerleri kaç volt için hesaplanmıştır. Bu konuda sizden yardım istiyorum.
Bakın,kablonun akım taşıma değerleri sn.Ertek68'in de ifade ettiği gibi,yalnızca akım şiddeti baz alınıp da buna göre kesiti hesaplanır,voltaja göre değildir.Dediğiniz husus,yalnızca yüksek gerilimin kayıpsız,kablo metalinde ısınma olmaksızın ve enerjinin kayıpsız iletilmesinde,akım taşıma kapasitesi çok yüksek olanı bilerek seçilerek,bildiğiniz gibi ayni sabit lan bir
Elektrik gücünün,trafolarda amperinin düşürülüp geriliminin çok yükseltilmesiyle,uzak mesafelere iletilmesi sırasında ayrı bir öneme sahiptir,yani sizin asıl sorunuzla bir ilişkisi bulunmamaktadır.
Örneğin ben,ups hattımın giriş besleme kısmında bir elektrik kablosu seçimi yapmak isteyeyim.Bunun için mutlaka takviyede kullanılan 12 voltluk özel kablo veya akünün ana arterinden sigortaya dağıtımının yapıldığı,bir otomobildeki gibi(Kırmızı) çok özel kablo mu kullanmam gerekir?Böyle bir kural ayrıca hiç yoktur.Bina iç tesisatında kullanılan tek telli(Damarlı),kalınca bir kabloyu da pekala kullanırım.Kullanırken yalnızca,bu kablo örneğin ups'nin talebi olan,çekeceği 30 amperi ısınmadan,yanmadan,zorlanmadan taşıyabilir mi?Taşıyorsa benim için bir sorun bulunmaz,rahatça 12 veya 220-380 volt (ac,dc) de de kullanılsa,ayrca benim için bir sorun olmayacaktır.Çünkü burada yalnızca zorlanmadan taşıyabileceğı bir akım kapasitesi bizim için önem taşıyacaktır,voltaj değeri değildir.Ama alüminyumdan yapılan bir kablo ise,o zaman seçim değişerek,farklı metallerin birim elektrik iletme özellikleri,omajları gibi değerleri de fark göstereceğinden,haliyle bakıra göre daha kalın olanı ayni iş için kullanılacaktır.
12 volt 100 amperle bir kablodan geçen(Dc) yükün,220 volt 100 amperle(Ac) geçen yükle nizami şekilde akımın alıcıya iletilip,tamamının alıcıda tüketilmesi durumunda bir ısınma farkı olmayacaktır.Bunu izninizle 2 farklı varsayım olarak incelemek istiyorum.
Yani,ayni problemi,bir başka şekliyle düşünüp sormuş olalım.Bu defa alıcıya(Tüketici cihaz,motor,rezistans,lamba,vb.) iletilen güç(Dc'de: Volt*amper değeri,ac'de lineeer(Omik) olmayan kapasitif ve indüktif yüklerde: Volt*amper*cos fi) bu akımı göndermeyip kablo uçlarını kısa devre yapalım,yani tüm gücün bu kablo tarafından harcanmasına,yok olmasına göz yumalım.O zaman ısınma değerleri yine ayni olacak mıdır?Bu o kadar da zor bir soru değildir,güç formülünde dikkate alınan değerlerin çarpımı kadar bir güç,kabloda yararsız işe(Isıya) dönüşüp yok edilecektir.Peki 220 volt*100 amper mi güç olarak daha büyüktür,yoksa 12 volt*100 amper mi?Tabiki matematiği biraz iyi olan birisi bile rahatça "22000 Watt=22 kWatt'ın 1200 Watt=1.2 kWatt.'dan" daha büyük olduğunu rahatça da söyleyebilecektir.İlk durumda güç faktörünü hesaba katmadım,kablonun omik bir direnç gibi enerjiyi yok etmesini varsaydık.Çünkü doğru akım ve alternatif akımdaki "omik yük" davranışı tamamen aynidir(Akım ve gerilimdeki faz kayması farkı yoktur),yani volt*amperdir diye eski bilgilerimizden de bilmekteyiz.
Sonuç:Tüketiciye kadar olan bu iki farklı gerilim,ayni amper değerinde akım taşıyan kabloda elektrik iletimi sırasında,gücün tamamı tüketici kaynağa kayıpsız,tüketici içinde bir zorlayıcı etmen(Kablo omaj değerinin tüketici omaj değerinden küçük oması,örneğin 10 amper taşımayacak olan bir kablonun, ısıtıcının net 10 amper çekmesi,kablonun 5 amper kadar ısınma olmadan yük taşıma kapasitesinin olabilmesi gibi özel zorlayıcı bir durumun olmaması,en ideal kablonun seçilmesiyle) olmadan ideal olarak taşınmasında,kablolarda ısınma miktarı(Yani kablo metalindeki metalik bağda,elektronların metalik bağın,üzerindeki elektron bulutu vasıtasıyla iletimi sırasında,elektronların kinetik enerjilerinin bu bağlarda sürtünmeyle,bir ısı enerjisine dönüşümü sırasında ortaya çıkan güç kaybı esnasında) her iki voltaj durumunda da ayni kalacaktır.
Gelelim,ikinci,sanal olarak bizim kurguladığımız senaryoya.Bu senaryoda,yani kısa devre akımlarının tamamının kablolar içinde ısınma şeklinde gücün tamamının yok edilmesi durumu seçeneğine.Bu seçenekteki durum,yukarıda güç karşılıklarını bulduğumuz(22 kW ve 1.2 kW) güç karşılık değerleri kadar bir ısı enerjisinin,kablo içindeki metalik bağlarda sürtünme ile yok olacağını bize gösterecektir.Yani 22 kW'lık bu büyük güç,omik direnç varsaydığımız(Kablo ne bir spiral(Bobin) sarımda,ne de kapasitif yük oluşturacak tarzda,yani bir kondansatör etkisi yapmadan yükü karşılayacak olarak farzediyoruz.) ayni kesitte seçilmiş kabloda daha büyük bir ısı enerjisi yaratacaktır.Bu güç de,kısa devrede uçlarına uygulanacak olan volt*amper çarpımıyla doğru orantıda,bu kabloda açığa çıkacak olan ısıdır.12 volt*100 amperlik aküden gelen güç ise,bu ayni kablo içinden geçecek olması durumunda(Kısa devre akımı) sadece 12*100=1200 wattlık bir ısı enerjisini açığa çıkarabilecektir.Her iki farklı varsayımda,farklı sonuçta ısıların ortaya çıkacağı matematik,elektrik güç formülleriyle de açıkça ortadadır.Biraz sıradışı varsayımla konuya yaklaşmak istedim.Umarım bu konuda biraz olsun ikna olabilmiş olmanız dileğimle.
Bir üçüncü varsayım olarak da,günlük hayatta sıklıkla karşılaştığımız bu seçenek de,ikisinin arası bir durumdur,yani hem kablolarda ısı şeklinde yitip giden bir faydasız güç kaybı,hem de kısmen iletimin yine tüketici cihaza verilmesiyle sağlanan bir durumu düşünelim.Bunun çözümü de,yukarıda ayrı ayrı bazlarda alınan hesapların,öngörülerin,kablonun ne kadarının kısmen bundan etkilendiğine,cihazın güç olarak,toplam gücün yüzde kaçını net olarak alabildiği esas alınarak,bu problemin net cevabı(Isınma durumunun hangi halde daha fazla olabileceği) doğru olarak ve hassasiyetle de çıkarılabilir.Kolay gelsin.Saygılarımla.
