Elektriksel gerilim, bir elektrik alan içerisinde iki nokta arasındaki elektrik potansiyel farkını ifade eden bir büyüklüktür. Gerilim, birim yük başına düşen potansiyel enerji olarak tanımlanır ve birimi SI birim sisteminde Volt (V) olarak ifade edilmektedir. Matematiksel olarak şu şekilde tanımlanabilir:
Burada:
V: Gerilim (V),
EP: Potansiyel enerji (J),
q: Elektrik yükü (C)
olarak ifade edilir.
Elektriksel Yükler
Potansiyel enerji formül ile yüklere ve aralarındaki mesafeye bağlı olarak tanımlanmaktadır.
Burada:
k: 8.98 x 109, Coulomb sabiti (Nm2 / C2),
EP: Potansiyel enerji (J),
q1, q2: Elektrik yükü (C),
r: İki yük arasındaki mesafe (m)
A Noktasındaki Potansiyel Fark
olarak ifade edilir.
A noktasındaki potansiyel fark aşağıdaki formül kullanılarak bulunabilir.
Gerilimin Anlamı
Gerilim, bir elektrik yükünün, bir elektrik alanda iki nokta arasında hareket ederken kazandığı veya kaybettiği potansiyel enerjiyi temsil eder. Eğer bir elektrik devresinde gerilim varsa, bu yüklerin akmasını (elektrik akımı) sağlayan bir kuvvetin olduğunu gösterir.
Kaynağı ve Ölçümü
Gerilim, genellikle batarya ve jeneratör benzeri elektrilsel enerji kaynağı tarafından oluşturulur. Gerilim voltmetre kullanılarak ölçülür. Voltmetre, devrede ölçüm yapılan noktalar arasında bağlanır ve bu noktalar arasındaki potansiyel farkı gösterir.
Gerilim Türleri
Doğru Gerilim (DC Gerilim): Potansiyel fark zamanla sabittir, örneğin bir batarya gerilimi doğru gerilim olarak ifade edilir.
Gerilim Türleri
Alternatif Gerilim (AC Gerilim): Potansiyel fark zamanla periyodik olarak değişir, örneğin evlerimizde kullanılan elektrik şebekesi gerilimi alternatif gerilim olarak ifade edilir. Türkiye'de elektrik şebekesi 220 V AC gerilim ve 50 Hz frekansında çalışmaktadır.
Gerilim Seviyeleri
Elektrik enerjisi, farklı ihtiyaçlara göre çeşitli gerilim seviyelerinde iletilir, dağıtılır ve kullanılır. Gerilim seviyeleri, genellikle sistemin tasarımına, kullanılan ekipmanlara ve enerji aktarım mesafesine bağlı olarak belirlenir. Aşağıda, gerilim seviyeleri genel sınıflandırmalarıyla açıklanmıştır:
- Alçak Gerilim (AG): 1000 volt (1 kV) ve altındaki gerilim seviyeleridir.
- Kullanım Alanları: Evsel ve ticari uygulamalar (230/400 V). Küçük işletmeler ve ofisler. Elektrikli cihazlar, aydınlatma sistemleri.
- Örnek: Evlerde kullanılan priz gerilimi (örneğin, Türkiye’de 220 V).
- Orta Gerilim (OG): 1 kV ile 34.5 kV arasındaki gerilim seviyeleridir.
- Kullanım Alanları: Elektrik dağıtım sistemleri (şehirlere enerji aktarımı), endüstriyel tesisler, fabrikalar, yüksek güçlü motorlar ve jeneratörler.
- Örnek: 10 kV, 15 kV, 33 kV gibi değerler.
- Yüksek Gerilim (YG): 34.5 kV ile 154 kV arasındaki gerilim seviyeleridir.
- Kullanım Alanları: Elektrik iletim hatları (şehirler ve bölgeler arası enerji aktarımı), yüksek güçlü endüstriyel tesisler, uzun mesafeli enerji taşıma uygulamaları.
- Örnek: 66 kV, 110 kV.
- Çok Yüksek Gerilim (ÇYG): 154 kV üzerindeki gerilim seviyeleridir.
- Kullanım Alanları: Ülkeler arası elektrik iletim sistemleri, büyük sanayi tesisleri ve enerji projeleri.
- Örnek: 400 kV, 500 kV.
