Diyot İcat Edilmeden Önce AC’yi DC’ye Nasıl Dönüştürüyorduk?

Elektrik kullanımı modern elektroniğe kıyasla oldukça eskidir. Nikola Tesla bizlere alternatif akımı hediye etti. Peki ilk yıllarda hangi yollarla alternatif akım doğru akıma dönüştürüldü? Ayrıntılar yazımızda.

A- A+

24.01.2017 tarihli yazı 22095 kez okunmuştur.

Diyot AC DC Doğrultucu İnvertör Tesla

Elektrik sisteminin tamamı başlangıçta Doğru Akım'a (DC) bağlıydı. Elektrik enerjisinin birincil kullanımı çoğu DC'de çalışan ışıklar veya motorlardı. Doğru akım gerektiren tüm uygulamalar için, Londra ve New York Metrosu gibi DC enerji santralleri inşa edildi. Elektrik hizmetleri kurulduğunda şebeke güç aktarma sistemleri daha yaygın hale gelmeye başlamıştı. Neredeyse tüm cihazlar doğru akım kullanıyordu. Fakat iletim hatlarında oluşan kayıplar yeni tür bir iletim yöntemi ortaya koymalıydı. Bu da Nikola Tesla’nın dehası sayesinde alternatif akımın bulunmasıyla sonuçlandı. Cihazların DC koşullarda çalışması dönüştürme işlemine dayanıyordu. AC'yi DC'ye dönüştürmek için doğrultucuya gerek duyulmaktaydı ve gerekli komponentler binlerce ampere dayanma gücüne sahip olmalıydı. Gelin beraber o dönemlerde, AC’yi DC’ye dönüştürmek için kullanılan komponentleri inceleyelim.

►İlginizi Çekebilir: Diyot Nedir? Çeşitleri Nelerdir?

1) Vakum Tüp Diyodu

Başlangıçta Fleming vanası olarak adlandırılan termiyonik vakum tüp diyodu, 1904'te John Ambrose Fleming tarafından radyo alıcılarındaki radyo dalgaları için bir dedektör olarak icat edildi ve genel bir doğrultucu haline geldi. Ayrı bir akımla ısıtılmış flamanlı boşaltılmış bir cam ampul ile bir metal plaka anottan oluşuyordu. Filament, 1884 yılında Thomas Edison tarafından keşfedilen, termiyonik emisyonla (Edison etkisi) elektronları yayarak plaka üzerinde pozitif bir voltaj, tüp boyunca filamentten plağa bir elektron akımı oluşmasına neden oluyor. Yalnızca filament, üretilen elektronlara sahip olduğu için tüp yalnızca bir yönde akım akıtıp tüpün alternatif bir akımı düzeltmesini sağlardı. Bu da vakum tüp doğrultucunun, döneminde modern bir diyot görevi görmesini sağlamıştır. Zamanında kullanılma alanları başlıca; tüketici elektroniği, televizyonlar, radyolar, X-ray ekipmanlarında ve daha birçok alanda kullanılıyordu.

►İlginizi Çekebilir: Redresör Nedir?

2) Metal Doğrultucular

1970'li yıllarda daha kompakt ve daha az maliyetli silikon katı hal redresörlerinin yerini almasına kadar bu üniteler ortak olduktan sonra, metal levha yığınları kullanıldı. Selenyumun veya bakır oksidin yarı iletken özelliklerinden yararlanıldı. Selenyum doğrultucuların ağırlığı hafifti ve karşılaştırılabilir vakum tüpü doğrultucularından daha az güç kullanırken, sınırlı kullanım süresi gibi bir dezavantajına sahiptirler. Kullanıldıkça direnci arttığından sadece düşük frekanslarda kullanıma uygundu. Hem selenyum hem de bakır oksit doğrultucular, anlık voltaj geçişleri için modern silikon doğrultuculara göre biraz daha iyi tolerans gösterirler. Tipik olarak bu doğrultucular, voltajla belirlenen yığınların sayısıyla birlikte merkezi bir cıvata ile bir arada tutulan metal levhalar veya levhaların yığınlarından oluşur. Her hücre yaklaşık 20 Volt olarak derecelendirilir.

3) Cıva Ark Doğrultucusu

1909-1975 yılları arasında yüksek voltajlı doğru akım (HVDC) güç iletim sistemlerinde kullanılan ve endüstriyel işleme alanında kullanılan doğrultucu, cıva ark doğrultucu veya civa ark valfi olarak bilinir. Cihaz, sarılı bir cam kap ya da büyük metal küvet içine alınmıştır. Bir elektrot, katot, teknenin altındaki bir sıvı cıvalı havuza batırılır ve anot olarak adlandırılan bir veya daha fazla yüksek saflıkta grafit elektrot, havuzun üzerine asılır.İşlemin başlatılması ve sürdürülmesine yardım etmek için birkaç yardımcı elektrot olabilir. Katot havuzu ve asılı anotlar arasında bir elektrik akışı oluşturulduğunda, bir elektron akımı katodtan anotlara iyonize edilmiş (plazma) cıva yoluyla akar fakat diğer yolla akmaz.

Bu cihazlar, yüzlerce kilowatlık güç düzeylerinde kullanılabilir ve AC akımın bir ile altı evresini işlemek üzere inşa edilebilir. Cıva ark doğrultucular, 1970'lerin ortalarında silikon yarı iletken doğrultucular ve yüksek güçlü tristör devreleri ile yer değiştirdi. Şimdiye kadar inşa edilmiş en güçlü cıva ark doğrultucusu, Manitoba Hidro Nelson Nehri Bipol HVDC projesinde 1 GW ve 450 kV'luk bir derecelendirme ile monte edilmiştir.