Dinamo
Dinamo, 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 m ekanik 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 'dır; 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 m otoru, 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 elektrom otor 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; arm atüre 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, kom ütatör otomatik olarak fırçaları önce bobinin bir yarısına, sonra öbür yarısına bağlar.