Deri Etkisi Nedir? İletkenleri Tam Performansta Kullanıyor muyuz?

Alternatif akım, transformatörler yardımıyla kolayca yükseltilip alçaltılabildiği için iletim hatlarımızın vazgeçilmezidir. Ancak ne yazık ki alternatif akımın frekansı enerji kayıplarını da beraberinde getiriyor. Peki frekans neden kayıpların artmasına sebep oluyor? Alternatif akımdan kaynaklı deri etkisi nedir? Detaylar yazımızda.

A- A+

25.10.2019 tarihli yazı 21730 kez okunmuştur.

Deri Etkisi Nedir?

Lenz yasası gereği sürekli yön değiştiren bir manyetik alan içinde ters yönde bir manyetik alan indüklenir. Bu manyetik alandan kaynaklı, iletkenin merkezinde akımın akış yönüne ters bir akım akar. Bu akımlara girdap akımları denir. Girdap akımları iletkenin merkezindeki akıma ters yönde bir etki uyguladığından akım iletkende eşit bir şekilde dağılmaz. Akımın eşit bir dağılım göstermemesi ve iletkenin dış çeperine doğru yoğunlaşması olayına "deri etkisi" denir.

► İlginizi Çekebilir: Elektrik Dersleri: İletkenler ve Yalıtkanlar

Deri Etkisi Neden Zararlıdır?

Deri etkisi ne kadar artarsa iletkenin o kadar az bir kesitinden akım geçmektedir. Akım taşıyan kesit küçüldükçe iletkenin direnci artış gösterir. Direnç arttıkça da ısıl kayıplar artar. Akım belirli bölgelerde yoğunlaşacağı için iletkenin ısıl dayanımı doğru akımlı bir sisteme göre daha çabuk aşılacaktır. Haliyle doğru akım iletiminde kullanılan bir iletkenin, aynı değerde yüksek frekanslı alternatif akım iletiminde kullanılması iletken ömrünü kısaltacaktır.

Doğru Akımda ve Alternatif Akımda Deri Etkisi

Doğru akım zamanla yön değiştirmez. Bu sebeple sabit yönlü bir manyetik alana sahiptir. Zaman göre yön değiştirmeyen bir manyetik alan, ters yönde bir kuvvet üretmeyeceğinden dolayı doğru akımda deri etkisi görülmez.

► İlginizi Çekebilir: DC (Doğru Akım) mı Yoksa AC (Alternatif Akım) mı?

Alternatif akımın pozitif ve negatif alternanslardaki hareketi deri etkisi oluşumunun başlıca sebebidir. Deri etkisinin kayıpları frekansın artışıyla orantılı olarak artmaktadır. Frekans arttıkça formülden de görüldüğü üzere akımın geçtiği alan azalacaktır.

Etki Eden Faktörler Nelerdir?

► Frekansın artışıyla girdap akımları artacağından dolayı deri etkisi de orantılı olarak artacaktır.

► İletkenin çapı arttıkça deri etkisi artacaktır. Frekans 50Hz'den küçükse ve iletkenin çapı 1 cm'den az ise, deri etkisi ihmal edilebilir.

► İletkenin şekli çok önemlidir. Tek parça iletkende deri etkisi çok telli örgülü iletkene göre daha fazla görülür.

► Malzemenin manyetik geçirgenlik değeri ne kadar fazla ise deri etkisi de o kadar fazla görülecektir.

Deri Etkisini Önlemek İçin Neler Yapılabilir?

Şebeke frekansımız için bakacak olursak iletken sayısını arttırarak deri etkisini azaltabiliriz. İzole edilmiş örgülü iletkenler halihazırda kullanılmaktadır. Örgülü iletkenler aynı zamanda mekanik dayanımı da arttırmaya yardımcı olur.

► İlginizi Çekebilir: Enerji Kabloları ve Seçim Kriterleri

Mikrodalga gibi yüksek frekanslı uygulamalarda ise örgülü iletkenler yeterli bir çözüm olmaktan çıkıyor. Dalga kılavuzu adını verdiğimiz üst yüzeyi gümüş kaplanmış ortası boş bakır borular tercih ediliyor. Frekans çok yüksek olduğu için akım bu iletkenlerin yalnızca üst yüzeylerinden akar böylece kayıp en aza indirgenmiş olur.

Kaynak:

► circuitglobe.com
► allaboutcircuits.com