Devre kesici nedir? Sigorta nedir?

Devre kesiciler modern teknoloji dünyasında kesinlikle çok özel cihazlardır ve evinizdeki en önemli güvenlik mekanizmalarıdır. Binadaki elektrik kablolarından aşırı akım geçtiği taktirde devre kesiciler elektrik bağlantısını keserek elektrik kablolarının ve elektrikli cihazların zarar görmesini veya yangın çıkmasını engeller. Devre kesiciler kullanılmadığında çok ufak sorunlarda dahi elektrikli aletleriniz zarar görebilir ve yangınlar çıkabilir.

Bu makalede devre kesicilerin nasıl çalıştığı, sigortaların elektrik akımını nasıl kontrol ettikleri ve akım değeri beklenenden yüksek seviyelere çıktığında nasıl elektrik akımının nasıl kesildiği anlatılmaktadır.

Devre kesicileri anlamak için evdeki elektrik tesisatının nasıl çalıştığı üzerine bilgi sahibi olmak faydalı olacaktır.

Elektrik 3 ana özellikle açıklanabilir
– voltaj ( gerilim )
– akım
– direnç ( rezistans )
Voltaj elektriğin iletilmesini sağlayan basınç görevini görmektedir.
Akım elektriğin belli bir alanda akma yoğunluğunu göstermektedir.
Direnç ise üzerinden akan elektrik akımına karşı iletkenin uyguladığı ters kuvveti göstermektedir.
Voltaj, akım ve direnç birbirleriyle bağıntılı büyüklüklerdir.
I = V/R
Yukarıdaki denklemden görüleceği üzere voltaj artar, direnç azalırsa iletken üzerinden akan elektrik akımı artacaktır.
Eğer voltaj düşer iletkenin direnci artarsa iletken üzerinden akan elektrik akımı azalacaktır.

Devre Kesiciler
Enerji iletim hatları, elektrik üretim santralinde üretilen elektriği evlerimize kadar getirmektedir. Evlere kadar gelen elektrik prizler, aydınlatmalar gibi geniş bir alana dağıtılır. Bu devrelerde canlı uç, nötr uç ve toprak olmak üzere 3 farklı uç bulunmaktadır.

Evde elektriğe bağlı herşey yük olarak anılmaktadır. Yüklerin dirençleri sayesinde iş yapılır. Örneğin akkor flamanlı lambanın içinden geçen elektrik akımı yüksek dirençle karşılaşacak ve lambanın içinden geçerken zorlanacaktır. Bu zorlanma sonucu flaman ısınacak ve ışık yayacaktır. Böylece lamba iş yapmış olacaktır.

Elektrikli aletler güvenlik nedeniyle akımlarını göreceli olarak düşük tutarlar. Gereğinden fazla akım devre üzerinden bir süre akmaya devam ederse elektrikli aletin kablosu ve binadaki elektrik kabloları tehlikeli seviyelere kadar ısınabilir. Bu ısınma yangına sebebiyet verebilmektedir.

Devre kesicinin görevi, akım tehlikeli seviyelere yükseldiğinde devreyi kesmektir.

Kesici Dizaynı -Temel Seviye

En basit devre koruyucu cihaz sigortadır. Sigorta bir şase tarafından kapatılmış ince bir telden oluşur ve devreyi tamamlar. Devre kapatıldığında akım sigorta telinin üzerinden akar. Sigorta teli üzerinden fazla akım geçerse sigorta teli kopar ve devreyi kapatır. Böylece devrenin zarar görmesi önlenir.

Ancak sigortalar tek kullanımlıktır. Sigorta her yandığında yenisiyle değiştirmek gereklidir. Devre kesiciler de sigortanın yaptığı işin aynısını yapar ancak tekrar tekrar kullanılabilirler.

Devre kesici temel olarak bimetalik bir şerit veya elektromıktanısa bağlı basit bir anahtar içerir. Aşağıdaki diyagramda tipik bir elektromanyetik dizayn görülmektedir.
Devredeki canlı uç anahtarın iki ucuna da bağlanır. Anahtar açık pozisyona geldiğinde elektrik akımı alttaki terminalden elektromıknatısa akar. Elektromıknatıs kontağı kaldırır, sabit kontağın içinden geçerek üstteki terminalden dışarı çıkar.

Elektrik akımı elektromıknatısı manyetize eder. Elektrik akımını arttırmak elektromıknatısın manyetik gücünü arttırır, aynı şekilde elektrik akımını azaltmak manyetizmayı azaltır. Akım tehlikeli seviyelere yükseldiğinde elektromıknatıs anahtara bağlı metal kolu çekmeye yeterli elektromanyatik kuvvete ulaşır ve devreyi kapatır.

Bimetalik şeritte aynı mantıkla çalışır. Sadece elektromıknatıs yerine yüksek akım nedeniyle bükülen bimetal bir şerit kullanılmaktadır.

Kesici Dizaynı – İleri Seviye
Birçok gelişmiş devre kesiciler akım seviyesinin kontrolü için basit bir elektrik devresi yerine elektronik malzemeler kullanır. Bu elemanlar kusursuz bir kesinlikte çalışırlar, devreyi daha hızlı bir şekilde keserler ve daha pahalıdırlar. Bu sebeplerden ötürü bir çok evde hala geleneksel devre kesiciler kullanılmaktadır.

En yeni devre kesicilerden biri de toprak hatası devre kesicisidir ( ground fault circuit interrupter-GFCI ). Bu özelleştirilmiş devre kesici binadaki elektrik kablolarını korumaktan çok insanları elektrik çarpmalarından korur.GFCI nötr uç ve canlı uç arasındaki akımı izler. Herşey yolundayken her iki kablodaki akımda aynı olmalıdır. Canlı uç toprağa dokunduğunda ( yanlışlıkla canlı uca temas edilmesi gibi ) canlı uçtaki akım değeri büyük oranda artacaktır. GFCI böyle durumda devreyi en kısa sürede kesecektir. Kaçak akım röleleri sayesinde akımın maksimum seviyeye ulaşmasını beklemeden çok kısa süre içinde duruma cevap verilebilir.

Evde dolaşan bütün kablolar ana sigorta panosundan geçer. Bu panoda herbiri farklı elektrik devrelerini kontrol eden onlarca devre kesici bulunabilir. Örneğin devre kesicinin biri oturma odasındaki tüm ışıkları kontrol ederken, diğer bir devre kesici ise yatak odasındaki tüm prizleri kontrol eder. Yüksek akım çeken klima, çamaşır makinası, bulaşık makinesi, elektrikli şofben, elektrikli fırın gibi aletlerin herbirine ayrı bir devre kesici konmalıdır.