Elektrik endüstrisi, elektronik cihazların derecelendirmelerini ve gereksinimlerini tanımlamak için birçok farklı terim kullanır. Örneğin, “20 A” akım değeri, “12 VDC” çıkış gerilimi ve watt cinsinden “240 W” ifadesi bulunan bir güç kaynağı etiketi görmüş olabilirsiniz. Bu tür derecelendirmelerin arkasındaki anlamı kavramak, aktüatörleri diğer elektrik bileşenleriyle birlikte entegre ederken doğru çalışmayı sağlamak ve elektrik güvenliği gereksinimlerini karşılamak açısından özellikle kritiktir. Bu makalede, elektrikli lineer aktüatörlerle çalışırken amper, volt ve watt arasındaki farkı ele alacağız.
Amperleri Anlamak: Akım Akışının Ölçümü
Elektrik endüstrisinde akım, elektronların hacimsel akışını temsil eder ve ölçü birimi olarak amper (A) veya kısaca "amper" kullanılır. Amper cinsinden ifade edilen elektrik akımı, bir devre yolundan saniyede kaç kulon elektron geçtiğini belirtir.
1 kulon ≈ 6.241.509.074.460.762.607 elektron
1 kulon ≈ 6,24 × 10^18 elektron
1 A ≈ 1 kulon/ saniye
Dolayısıyla:
1 A ≈ 6,24 × 10^18 elektron/ sn
Elektriğin tellerden akışını görselleştirmek için bir başka benzetme de borulardan akan suyu hayal etmektir. Amperde (A) bulunan saniyedeki elektronlar yerine, borulardan akan su litre/saniye (L/sn) gibi birimlerle ölçülebilir.
Voltları Tanımlamak: Elektriksel Potansiyel Farkı
Volt (V), bir devredeki iki nokta arasındaki elektriksel potansiyel farkını temsil eden gerilimin ölçü birimidir. Bu potansiyel fark, bir ampulü yakmak veya bir lineer aktüatörü ileri-geri çevrim yaptırmak gibi iş yapabilme kabiliyetini mümkün kılar. Bir aktüatörün AC mi yoksa DC mi olduğuna bağlı olarak gerilimi "VAC" veya "VDC" olarak listelenmiş görebilirsiniz.
J = "joule" olarak bilinen enerji birimi
Gerilim = Potansiyel enerji/ elektron
Dolayısıyla:
1 V = 1 J/ 1 kulon
Bir pilin (+) pozitif ve (-) negatif terminalleri arasındaki elektriksel potansiyel farkını görselleştirmenin bir başka yolu da bir su pompasının su basıncında fark oluşturmasını hayal etmektir. Bir pilin içindeki kimyasal süreçler elektronların bir terminalden diğerine akmasına olanak tanıyan potansiyeli oluştururken, su pompaları suyu bir taraftan içeri çekip çıkış hortumundan itme potansiyeline sahiptir.
Ohm’un Anlamı: Elektriksel Direnç
Elektrik endüstrisinde ohm (Ω), belirli bir devre içindeki bir yükün elektriksel direncini ölçmek için kullanılan birimdir. Bir devrede elektrik akımının akışına karşı koyan veya onu yavaşlatan herhangi bir bileşen bir yük olarak kabul edilebilir ve belirli bir elektriksel dirence neden olur.
Direnç (Ω) = ρ ℓ/ A
Burada:
ρ = bir malzemenin ohm-metre (Ω·m) cinsinden ölçülen özgül direnci
ℓ = tel uzunluğu (m)
A = telin kesit alanı (m^2)
Elektriksel direnci görselleştirmenin bir başka yolu da farklı boyutlardaki borulardan akan suyu hayal etmektir. Elektrik direncini azaltmak için ince telleri daha kalın tellerle değiştirmek, dar boruları daha geniş olanlarla değiştirerek suyun daha az kısıtlamayla akmasını sağlamaya benzer. Ayrıca, daha uzun teller daha fazla elektrik direncine yol açar; tıpkı daha uzun boruların, daha büyük enerji transfer kaybı nedeniyle daha kısıtlayıcı bir su akışıyla sonuçlanması gibi.
Watt’ı Keşfetmek: Güç Hesabı
Watt (W), gerilim (V) ile elektrik akımının (I) çarpılmasıyla hesaplanabilen elektriksel gücü ölçmek için kullanılan birimdir. Aynı anda iki ölçüm cihazıyla hem gerilimi hem de akımı ölçmek, bir aktüatörün belirli bir anda çektiği watt cinsinden güç tüketimini hesaplamak için gerekli parametreleri elde etmeyi sağlar. Bu, belirli bir zaman diliminde yapılan iş miktarını (joule/saniye) belirlemek içindir. Güç, akım ve gerilim arasındaki ilişkiler aşağıda görüldüğü gibi Watt Yasası’nda bulunabilir:
P = V × I
Güç = Gerilim × Akım
1 W = (1 V) × (1 A)
1 W = (1 J/ 1 kulon) × (1 kulon/ saniye)
1 W = 1 J/ saniye
Elektriksel gücü görselleştirmenin bir başka yolu da belli bir yükseklikten düşen suyun bir su çarkına çarparak güç üretmesini hayal etmektir. Bir DC motor tarafından iş yapılmasına neden olan elektrik akışı yerine, düşen suyun akışı bir su çarkında dönme hareketi oluşturur ve bu, tahılı una öğütmek için kullanılabilir.
Elektriksel Parametrelerin Hesaplanması ve Ölçülmesi
Gerilim, akım ve direnç arasındaki ilişkiler Ohm Yasası’nda bulunur; buna göre:
Gerilim = Akım × Direnç
V = I × R
I = V/ R
R = V/ I
Belirli koşullarda bu formüller, bir devreyi analiz etmek için Watt Yasası’ndaki formüllerle birlikte de kullanılabilir ve eksik bir değişken veya parametreyi hesaplamada oldukça yardımcı olur. Bu, bazen hangi değişkenlerin güvenli veya pratik şekilde ölçülebileceğine dair sınırlamalardan kaynaklanabilir. Ayrıca, bir ölçüm cihazının bazı değişkenleri diğerlerinden daha yüksek doğrulukla ölçebildiği durumlarda da bu formüller yararlıdır.
Multimetreler, genel çok yönlülükleri ve ihtiyaç duyduğumuz elektriksel parametrelerin çoğunu ölçebilme kabiliyetleri nedeniyle elektrik alanında belki de en yaygın ölçüm cihazıdır. Multimetreler farklı özellikler, aralık ayarları ve port yapılandırma gereksinimleriyle gelebileceğinden, ölçüm yapmadan önce kullanıcı kılavuzu ve üretici önerilerine göre multimetrenizi doğru şekilde yapılandırmanız önemlidir.
Bir DMM’yi (Dijital Multimetre) devreye seri (inline) bağlamak, daha doğrudan temas sağlayarak daha yüksek doğruluk ve hassas akım çekişi okumaları elde edilmesine imkan tanır. Pens ampermetreler, akımın ani yükselip düşmesi için ideal değildir ve genellikle dijital multimetreye kıyasla daha az doğrudur; ancak belirli koşullarda kullanışlı ölçüm cihazları haline gelirler. Pens ampermetreler, tellerin etrafına kolayca kelepçelendikleri için daha pratiktir; oysa bir DMM, akımı ölçmek için kullanıcıdan devresini kesip DMM’yi seri bağlamasını gerektirir. Akım akışı süreklilik gösteriyorsa, pens ampermetreler bir elektrikli aktüatörün sıkışıp sıkışmadığını veya arızalı olup olmadığını anlamaya çalışmak için de kullanılabilir.
Amper, Volt ve Watt’ı Pratik Uygulamalarda Kullanmak
Artık temelleri ele aldığımıza göre, bu bilgiyi aktüatörlerle kullanacağımız bileşenleri nasıl seçeceğimize uygulayabiliriz. Bir güç kaynağı ve/veya kontrol kutusu seçerken, bu cihazların, seçtiğimiz aktüatörün çalışma gerilimiyle aynı gerilim değerini çıkışlayacak modeller olduğundan emin olmalıyız. Ayrıca kullanacağımız aktüatörün, güç kaynağının ve/veya kontrol kutusunun kaldırmak üzere derecelendirildiği değerden daha düşük veya ona eşit bir akım çekişine sahip olduğunu doğrulamamız gerekir.
Üzerinde etiket olmayan (veya bilgi bulunmayan) bir DC aktüatör için güç kaynağı ya da kontrolör değiştirmek istiyorsanız, bir multimetre kullanarak iki terminali arasındaki gerilim düşümünü ölçün. Ardından motorun tam yükte kaç amper çektiğini doğrulayın. Bu, aktüatörün elektriksel güç tüketimini ve aktüatörle birlikte kablolanacak diğer elektrik bileşenlerini değiştirmeniz gerekirse aramanız gereken derecelendirmeleri daha iyi anlamanıza yardımcı olacaktır.
ÖZET
Endüstride kullanılan farklı elektrik terimlerini bilmek, hangi güç kaynağı, kontrolör ve/veya aktüatörün birbirlerinin elektrik güvenliği gereksinimlerine uygun derecelendirmelere sahip olacağını anlamak açısından kritik önemdedir. Ayrıca, elektrik sistemleri ve cihazlarında bulunan diğer bileşenlerin genel derecelendirmelerini, sınırlamalarını ve uyumluluklarını belirlemek için de faydalıdır.
Bunu bizim kadar bilgilendirici ve ilgi çekici bulduğunuzu umuyoruz; özellikle aktüatör kullanırken amper, volt ve watt arasındaki fark hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız! Sorularınız varsa veya ürünlerimizi daha detaylı görüşmek isterseniz, lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin! Kendi alanımızda uzmanız ve elimizden gelen her şekilde yardımcı olmaktan memnuniyet duyarız.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123