Dinamo

İngiliz fizik bilgini Michael Faraday, 1831 yılında yaptığı bir deney esnasında, bakır tel türünden bir iletkeni bir mıknatıs yakınında hareket ettirmekle elektrik akımı meydana getirilebileceğini keşfetmişti. Bilim dilinde "jeneratör" diye tanımlanan "dinamo"nun temel çalışma ilkesi, işte bu keşfe dayanmaktadır.
Basit ve kısa bir tanımlamayla dinamo mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren makinedir. Teknoloji çağının en büyük unsuru olan elektrik akımı çoğunlukla dinamolar tarafından sağlanır.

Dinamolar kullanıldıkları amaçlara göre değişik boyarlarda olabilir. Bir otomobilde gerekli elektrik akımını sağlayacak dinamoyla, büyük bir şehrin elektrik ihtiyacını karşılayan dinamonun aynı boyutlarda olmayacağı tabii bir şeydir.
Dinamolar iki türdür. Bu türlerden biri "doğru akım", ötekiyse "alternatif akım" meydana getirir.
Hangi amaçla kullanılırsa kullanılsın, bir dinamo temelde iki kısımdan meydana gelir:

• Duraç (Stator bobin)
• Döneç (Döner bobin)

Doğru akım verecek dinamolarda ayrıca bir kollektör ve madeni fırçalar bulunmaktadır. Dinamolarda kuvvetli bir manyetik alana ihtiyaç olduğu için, bunu oluşturacak elektrik mıknatısı kullanılır. Buna karşılık "manyeto" denilen küçük dinamolar sabit mıknatıs kullanılarak çalışır.

Endüstri alanında kullanılan dinamolar, büyük enerji meydana getirmek zorundadırlar. Dolayısıyla bunlarda dört, altı, sekiz yerine göre daha fazla kutup kullanılır. Bu tür dinamolarda, döneçler bir merkez (bir eksen) çevresinde birleştirilmiş ayrı bobinler yapısındadır. Alternatif akım sağlayan dinamolar (alternatörler), döneçleri bakımından değişiklik gösterirler. Bu tür dinamolarda,döneçler genellikle her manyetik alan için iki,üç bobin ihtiva eder. Söz konusu bobinler, birbirleriyle ayrı bir "endükleme" devresi meydana getirecek şekilde birleştirilmiştir. Bobin sayısına göre, iki ya da üç alternatif akım meydana getirirler. Bu nedenle de alternatif akım sayısına göre "iki fazlı" veya "üç fazlı" alternatörler olarak tanımlanırlar.

Dinamoların kullanılış alanı çok yaygındır. Bunlara aynı zamanda "jeneratör" denilmesinin nedeni, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmek suretiyle elektrik akımı yaratmalarıdır. "Jeneratör" de "meydana getirici " anlamına kullanılan bir deyimdir.

Aydınlatmada, ısıtmada ve maki­nelerin çalıştırılmasında kullanılan elektrik akımı üreteç ya da jeneratör denen makinelerce üretilir. Bu üreteçlerin temel çalışma ilkesi kimyasal enerji, su ve ışık enerjisi, mekanik enerji gibi herhangi bir enerji biçi­mini elektrik enerjisine dönüştürmektir. Bildiğimiz elektrik pillerinin enerji kaynağı kimyasal, güneş pillerininki ışık, dinamo ve alternatörlerinki ise meka­nik enerjidir. Bir dinamo ve alternatör, en basit tanımıyla, hareketli bir bölümün dön­mesiyle açığa çıkan mekanik enerjiyi doğru­dan elektrik enerjisine dönüştürerek akım üretir. Dinamoların ürettiği elektrik akımı tek yönde akan doğru akım'du; bu yüzden dina­molara doğru akım üreteci de denir. Alternatörler ise yönü belirli aralıklarla değişen alter­natif (değişken) akım ürettiğinden alternatif akım üreteci olarak bilinir. Dinamo ve alternatörlerde makinenin dönen parçasını çalış­tırmak için gerekli olan mekanik enerji dizel motoru, benzin motoru, buhar ya da su türbi­ni gibi çeşitli kaynaklardan sağlanabilir.

Adını "güç" ya da "kuvvet" anlamındaki Yunanca bir sözcükten alan dinamo, İngiliz bilgini Michael Faraday'ın buluşudur. Faraday, 1831'de yaptığı dinamonun yanı sıra, elektrik ile magnetizma (mıknatıslılık) arasın­daki bağlantıyı açıklayan ilk bilim adamı olarak tanınır.

Dinamo ve Alternatörün Çalışma İlkesi

Bir tel ya da bobin (tel sargısı) bir mıknatısın yakınında hareket ettirilirse, bu telin ya da bobinin uçlarına bağlanmış bir ölçme aygıtı telden elektrik akımı­nın geçmekte olduğunu gösterir. Mıknatısın çevresindeki magnetik alanın değişmesiyle harekete geçen ya da "indüklenen" bu akıma indüklenmiş akım denir. Mıknatıs ne kadar güçlü, bobinin sarım sayısı ve mıknatıs çevre­sindeki hareketi ne kadar fazlaysa, elektrik akımını harekete geçiren elektromotor kuvvet (EMK) de o kadar büyük olacaktır. Hareke­tin yönü tersine çevrildiğinde akım da ters yönde akmaya başlar. Eğer iletken olarak bir bobin kullanılıyorsa, bobinin her yarım dönü­şünde akımın yönü değişir ve böylece bir alternatif akım doğar. Tel ya da bobinin hareketi durduğu anda da elektrik akımı kesilir. Bu yüzden, bobinin sürekli dönmesini sağlamak için, iletken tel armatür denen demir bir makaraya sarılır. Bir mıknatısın yakınına yerleştirilen armatürün mili bir tür­binin ya da motorun miline bağlanır ve böylece mıknatısın magnetik alanını kesecek biçimde, sürekli olarak kendi ekseni çevresin­de dönmesi sağlanır. Bu nedenle armatürün bir adı da "hareketli parça" anlamına gelen rotor dur. Mıknatıs olarak genellikle, doğru­dan dinamonun ürettiği akımla beslenen ya da "uyarılan" bir elektromıknatıs kullanılır. Mıknatısı içeren par­ça hareketsiz olduğu için buna da "durağan" anlamında stator denir.

Uygulamada, statorda genellikle birden çok elektromıknatıs bulunur; armatüre de gene birden fazla bobin sarılır. Elektrik akımı bu bobinlerde oluştuğu için, bütün sorun sürekli dönen bobinlerden elektrik akımının nasıl alınacağıdır. Bu sorunun üstesinden gelmek için bobinin iki ucu armatürün miline takılan birer bileziğe bağlanmıştır. Mille bir­likte dönen bilezikler fırça denen karbon parçalarına sürtünür; böylece akım, rotora (hareketli parçaya) bağlı bileziklerden statora (durağan parçaya) bağlı fırçalara geçerek iste­nen noktaya iletilir.

Mekanik enerjiyle beslenen elektrik üre­teçlerinin genel çalışma ilkesi budur. Yalnız, alternatörler ve otomobillerdeki şarj dinamo­su gibi alternatif akım üreteçlerinde bu dü­zenleme, yani hareketli ve sabit parçaların iş­levi tersine çevrilmiştir. Bunlarda hareketli parça elektromıknatıstır ve bir dizi sabit bobi­nin içinde döner; bu durumda akım doğrudan bobinlerden alınacağı için bilezik ve fırça­lara gerek kalmaz. Doğru akım üreten di­namolarda ise. akımı hareketli parçadan sa­bit parçaya aktaran bileziklerin yerini bir komütatör (anahtar) almıştır. Bobin döner­ken, komütatör otomatik olarak fırçaları önce bobinin bir yarısına, sonra öbür yarısına bağlar.