Gözle göremediğimiz elektrik kolay kavranabilen bir kavram olduğu kadar beraberinde çeşitli oluşumları da meydana getirir. Bir iletkenden tek başına akan bir elektrik akımı bir etki oluşturuyorsa, yan yana olan iki iletkenden akan akımın oluşturduğu etki ise başka şekilde meydana gelir. Bu yazımızda deri etkisi ve yakınlık etkisini inceleyeceğiz.
Deri Etkisi Nedir?
Alternatif akımın taşındığı bir iletkenin içinde alternatif akımın meydana getirdiği etkilerden dolayı homojen bir dağılım olmaz. Akım merkezden ziyade yüzeyde yani “deride” akma eğilimindedir. Bu olaya “deri etkisi” denir.
Cümlemizi alternatif akımla başlamıştık. Yani bu deri etkisi ayrıca frekansın sıklığından kaynaklanan bir olaydır. Frekans arttıkça akım daha çok yüzeyden akar. Radyo frekansı gibi yüksek değerlerde akım tamamen yüzeyden akar.
Deri etkisinin beraberinde gelen sonuçlar mevcuttur:
Akım iletken yüzeyinden aktıkça akımın geçtiği yüzey alanı da azalır. Bu nedenle iletkenin omik direnci artar. Bu da kayıpların artmasına neden olur.
İletim hatlarında kullanılan ACSR iletkeninde akım dış yüzeyde akarken, merkezi çelikte akım olmaz. Bu da iletim hattını daha dayanıklı hale getirir. Deri etkisi burada olumlu sonucu itibariyle kullanılmıştır.
Yakınlık Etkisi Nedir?
Mantık olarak deri etkisiyle aynıdır. Alternatif akım taşıyan iletkenlerde akım homojen olarak dağılmaz. İki veya daha fazla sayıda iletken birbirlerinin elektromanyetik alanlarından etkilenirler. İletkenler yan yana bulundurulurken akım taşınırsa, birbirlerinde en uzak noktada akma eğilimindedirler.
Aynı yönde akım taşıyan iletkenlerde akım dış kısımda, farklı yönde akım taşıyan iletkenler akım iç kısımda akar. Buna sebep olan etken birbirlerinin manyetik alanından etkilenme yönüdür.
Transformatörlerde yakınlık etkisi kayıpları, cilt etkisi kayıplarına göre daha fazladır.
Neden DC Sistemlerde Deri Etkisi / Yakınlık Etkisi Görülmez?
DC sistemlerde bu etkilerin görülmeme sebebi Lenz Kanunu ile açıklanır. Her iletkenin sahip olduğu direnç ve endüktans değeri bulunur. Alternatif akıma maruz kalan bir iletkende içindeki endüktans nedeniyle, merkezde daha fazla olmak üzere karşıt bir akım akışı oluşur. Çünkü iletkenin içinde akan akım dıştan içe doğru da daha fazla manyetik alan üretir. Merkezde bulunan bu yüksek karşıt endüktansa karşı akım dış yüzeyde akar. Endüktif reaktans frekansa bağlı olduğundan, frekans arttıkça artar.
Doğru akım akan bir kabloda frekans sıfır olduğundan endüktans da sıfırdır. Bu nedenle akım direnç dışında karşıt bir güç bulamaz. Akım da iletken de homojen şekilde akar. Doğru akımda etrafında manyetik alan üretilir fakat bu sabit alan bir iletkende akım indükleyemez.
Kablolar Neden İç İçe Birçok İletkenden Oluşur?
Deri etkisi sebebiyle alternatif akım taşıyan bir kablonun tüm kesiti kullanılamaz. Bu da hem elektrik hem de fazla malzeme kayıplarına neden olur. Büyük kesitle kablolarda bu etkinin önüne geçebilmek için maksimum çap belirlenir. Birbirinden izoleli şekilde küçük çaplı iletkenler birleştirilerek büyük akım taşıyan kablolar oluşturulur.
