Aktif güç ve Reaktif güç
Elektriksel güç bir benzetmeden yola çıkılarak anlatalım. Hidroelektrik santrallerinde kullanılan bir su türbini, barajda bulunan suyun boşalma yüksekliği ne kadar yüksekse ve türbin üzerinden saniyede geçen su miktarı ne kadar fazla ise, o kadar güçlü döndürülecektir. Bir elektrik devresinde elektrik gerilimi bir barajdan suyun boşalma yüksekliğine, elektrik akımı ise su akışına benzer. Nihayetinde bir elektrik devresinde elektrik gerilimi ve devreden geçen akım ne kadar büyük olursa oluşturulan etkiler ( bir motorun döndürülmesi, bir direncin ısıtılması vb.) o kadar güçlü olmaktadır. Bu benzetmeye uygun olarak elektrik de yüksekten boşalan bir su gibi bir güç kaynağı kabul edilmiştir. Böylece elektriksel güç kavramı ortaya çıkmıştır. Elektrik güç formülü:
Elektriksel güç, iş yapan güç manasında aktif güç ( etkin güç ) ve iş yapmayan güç anlamında reaktif güç ( tepkin güç ) olarak iki kısımda incelenmektedir. Birimi volt amper reaktif (Var) olan reaktif güçten daha sonraki yazılarımızda bahsedeceğiz. O yüzden burada yalnızca aktif güç tanımlanacaktır.
Aktif gücün birimi Watt (W) olup 1 V luk bir doğru gerilim altında 1 A lik bir doğru akımın oluşturduğu güç 1 Watt’dır (J.Watt: bir İngiliz Müh.) şeklinde tanımlanmaktadır. Kullanılan az katları miliwatt (mW) çok katları kilowatt (kW) ve megawatt(MW) dır.
Tüm elektrikli aygıtların işletme gerilimi ve işletme gücü verilmektedir. Elektrik donanımları (şalter vb.) bu güce uygun olarak değerlendirilmektedir. Aygıtların etiketlerinde verilen bu güç değerleri anma gücü ya da nominal güç olarak isimlendirilmektedir. Anma gücü bir aygıtın işletme koşullarında dayanabileceği gücü gösterir.
Güç Ölçümü
Elektriksel güç voltmetre ve ampermetre kullanılarak dolaylı olarak hesaplanır. Ayrıca Wattmetre denilen ölçü aletleriyle direkt olarak ölçülmektedir.
Wattmetre bir çapraz bobinli ölçme aletidir ve bir ampermetre ile voltmetrenin birleştirilmiş şeklidir. Bu alet devreden geçen akımı ölçebilmek için devreye hem seri, gerilimi ölçebilmesi için hem de paralel bağlanır. Bu nedenle birkaç girişlidir. Akım ve gerilim değerleri alet içinde çarpılır ve tek bir ibre ile gösterilir.
Güç Hesabı
Herhangi bir elektrik aygıtının akım, gerilim ve güç değerlerinden en az ikisi biliniyorsa üçüncüsünün hesap yoluyla bulunması mümkündür.
Örnek: 220 V gerilim altında bir elektrik sobası 15 A akım çekerse çektiği güç:
P= U . I = 220 . 15 = 3300 W = 3,3 kW olarak bulunur.
Alternatif gerilimde güç hesaplaması bazı hallerde farklıdır. Ancak bütün ısıtıcı aygıtlar ve akkor flemanlı lambalar için gücün hesaplanmasında P=U.I kuralı hem doğru gerilim hem de monofaze ( tek faz) alternatif gerilim için geçerlidir. Trifaze ( üç fazlı ) gerilimde güç hesaplaması farklı olup hiçbir halde bu formül uygulanamaz.
Güç ohm yasasından faydalanılarak birkaç farklı şekilde yazılabilir.
U = I. R R = U / I I = U/R (Ohm Yasası)
P= U.I (Güç kuralı)
Her ikisinden
P = I2 . R P = U2 / R elde edilmektedir.
Örnek: Bir ısıtıcı direncin üzerinde 1 Ω ve 100 W değerleri yazılıdır. Bu direncin yanmaması için uygulayacağımız gerilim değeri ne olmalıdır?
P = U2 / R U2 = P . R U = √(P . R) = √(100 .1) = 10 V
Bir elektrik aygıtında direnç kararlı iken, bu aygıtın gücü akımın karesiyle artar. Örneğin: gerilimin ya da akımın 2 kat artması sonucu güç 4 kat artacaktır. Gerilimin ya da akımın 4 kat artması sonucunda ise güç 16 kat artacaktır.
Örneğin 110 V ve 60 W bir elektrik ampulü 220 V luk bir gerilime bağlandığında flemanı yanıp kopacaktır. Bu oluşum genellikle gerilimin oluşturduğu bir sonuç zannedilmektedir. Halbuki bir oto bujisinde bulunan 20000 V luk bir gerilim aynı ampulü kızartamaz bile. Çünkü akımı çok küçüktür. Flamanın yanıp kopmasında akım ve gerilim birlikte yani güç rol oynamaktadır. Gerilimin 110 V dan 220 V a çıkartılmasıyla yani 2 kat artırılmasıyla lambaya verilen güç 4 kat artmıştır( 4 x 60W = 240 W). Bu güce dayanamayan fleman yanarak kopmuştur.
