Üye Girişi
Elektrik enerjisinin üretildiği haliyle kullanılması mümkün olmaz. Çünkü bu enerjinin voltaj seviyesinin kontrol altında tutulması gerekir. Hem uzak mesafelere taşınması ve şehir şebekelerine dağıtılması hem de son kullanıcıya ulaşması noktasında voltaj seviyesinin mutlaka doğru oranda olması sağlanmalıdır. Transformatörler de işte bu noktada devreye girer. Trafo adıyla da bilinen transformatör çeşitleri elektrik enerjisinin akım seviyesini yükseltmek ya da düşürmek amacıyla kullanılan cihazlardır. Haliyle bu enerjinin şebekeye dağıtılması ve güvenli bir şekilde kullanılması noktasında trafo çeşitlerinin kritik bir görev üstlendiğini söyleyebiliriz.
Transformatör, elektrik akımının gerilim seviyesini değiştiren ve manyetik indüksiyon prensibiyle çalışan bir cihaz olarak tanımlanabilir. Trafo çeşitleri düşük voltajlı olan elektrik enerjisinin yüksek voltajlı hale gelmesini sağlayabildiği gibi yüksek voltajlı olan elektriğin düşük voltajlı olmasını da sağlayabilir. Bunu sağlarken gerilim değeri değişse de frekansın sabit kalması mümkündür. Bu yönüyle trafo çeşitleri elektrik enerjisinin güvenli şekilde kullanılmasını sağlamakla birlikte verimli bir biçimde kullanılmasına da sağlamış olur çünkü akım kayıpları da minimum seviyeye indirgenir.
Genel olarak bir trafonun üç ana bileşeni vardır. Bu bileşenler; primer sargı (giriş), sekonder sargı (çıkış) ve manyetik nüve şeklinde adlandırılır. Bu yapılar sayesinde elektrik enerjisi bir sargıdan diğerine, fiziksel bir temas olmadan aktarılır ve gerilim dönüşümü sağlanmış olur.
Transformatörlerin yani daha fazla bilinen adıyla trafoların temel görevi elektrik enerjisinin taşınması esnasında gerilim seviyesini uygun seviyeye getirmek ve bu sırada enerji kayıplarının azalmasını sağlamaktır. Bir anlamda "elektrik kullanıcılarına uygun voltajda enerji sağlamak" olarak bu görevi tanımlayabiliriz. Elektrik enerjisi üretildikten sonra şehir şebekelerine ulaşır ve trafolar sayesinde üretildiği alandan çok daha uzak noktalara taşınabilir. Bu sırada elektrik enerjisinin uygun voltaj seviyelerine dönüştürülmesi de trafo sayesindedir.
Örneğin, elektrik santralinde 15.000 volt üretilen enerji, yüksek gerilimli trafo yardımıyla 154.000 volta çıkarılabilir. Bu sayede enerji iletim hatlarında daha az kayıpla daha uzak mesafelere taşınması mümkün olur. Şehir merkezine yaklaşıldığında ise dağıtım trafoları bu voltajı tekrar düşürür çünkü yaşam alanlarında kullanılabilir voltaja getirilmesi gerekir.
Trafoların çalışma prensibi biraz karmaşık olabilir. Öncelikle elektromanyetik indüksiyon prensibiyle çalışan sistemler olduğunu belirtmeliyiz. Bu prensibi Michael Faraday keşfetmiştir. Elektromanyetik indüksiyon prensibinde bir bobinden geçen alternatif akım, manyetik alan oluşturur. Bu manyetik alan, diğer bobinde bir elektrik akımı indükler ve primer sargıya alternatif akım uygulanır. Manyetik nüve ile akım sekonder sargıya aktarılır.
Elektrik akımının yükseltilip azaltılması bu noktada sağlanır ve sekonder sargıda sarım sayısı primer sargı dan fazla ise bu cihaz yükseltici trafodur ve enerjinin çıkış gerilimi yükseltilir. Ancak sekonder sargının sarım sayısı daha az ise bu alçaltıcı trafodur ve enerjinin çıkış gerilimi düşürülür. En temel şekli ile trafoların çalışma prensibini bu şekilde açıklayabiliriz.
Trafolar yapısal özellikleri, kullanım amaçları, bağlantı şekilleri gibi pek çok farklı unsura göre farklı seçenekler sunar. Genel olarak trafo çeşitlerini şu şekilde sıralayabiliriz:
Güç Transformatörleri
Güç trafoları elektrik santrallerinde üretilen enerjinin yüksek voltajla iletim hatlarına aktarılması amacıyla kullanılan transformatör tipleridir. Bu cihazlar oldukça büyük boyutlara sahiptir ve çalışma kapasiteleri de yüksektir.
Dağıtım Transformatörleri
Dağıtım trafoları ise şehir şebekelerinde yer alan konutlar ya da sanayi bölgelerine enerjinin iletilmesini sağlayan trafolardır. Çoğunlukla direk tipi ya da yer tipi olarak tasarlanan dağıtım transformatörleri şehirlerde tercih edilir.
Oto Transformatörler
Oto trafolar tek bir sargı üzerinden çalışan trafo çeşitleridir. Bu transformatörlerde primer ve sekonder arasında doğrudan bağlantı bulunur. Maliyet avantajı sağlayan oto transformatörler minimum oranda yer kaplar.
İzolasyon Transformatörleri
Primer ve sekonder devreleri birbirinden tamamen ayıran trafo türüdür. Bu cihazlar genellikle tıbbi cihazlar, laboratuvar sistemleri gibi hassas uygulamalarda kullanılan trafo türleridir.
Ölçü Transformatörleri (Akım ve Gerilim Trafosu)
Bu transformatörlerin kullanım nedeni ise elektrik sistemlerinde bazı ölçümlerin yapılmasıdır. Ölçüm cihazlarının zarar görmesini önlemek amacıyla voltajı düşürerek izole etme görevini üstlenirler.
Kaynak Transformatörleri
Elektrik enerjisinin kaynak işlemi için uygun forma dönüşmesini sağlayan trafolardır ve kaynak makinelerinde kullanılırlar.
Trafoların tahmin edilenden çok daha fazla kullanım alanına sahip olduğunu belirtelim. Sizlere en temel kullanım alanlarını şu şekilde aktarabiliriz:
Elbette trafo seçimi kullanım alanına uygun tipte ve kapasitede olmalıdır. Seçim yaparken yapılan hatalar sistemde enerji kaybına ve ciddi arızalara neden olabilir.
Trafo seçimi yaparken çoğunlukla sadece kapasite dikkate alınır. Elbette trafonun kapasitesi doğru şekilde belirlenmelidir ancak bununla birlikte tercih yaparken dikkat edilmesi gereken daha farklı unsurların da olduğunu belirtelim. Nelere dikkat edilmesi gerektiğini şu şekilde sıralayabiliriz:
