Elektrik santrallerde generatörler yardımıyla alternatif gerilim olarak üretilir. Bu elektrik iletilip ve dağıtılarak bizlerin kullanımına sunulur. Alternatif gerilim sinüs dalgası biçimindedir. Yani belirli bir periyotta zamanla değişen dalga şeklindedir. Alternatif gerilim sadece sinüs formunda olmayıp kare, üçgen, testere dişi gibi formlarda da olabilir. Çünkü bu dalgalarda belirli periyotta zamanla değişen dalgalardır.
 |
| Periyodik Sinyal Tipleri |
Alternatif gerilim neden sinüs dalga biçiminde olduğu ve neden farklı bir dalga şekline (kare, üçgen gibi. ) sahip olmadığı ve sadece sinüsoidal şekliyle üretildiği merak edilebilir. Bunu anlamak için elektriğin nasıl üretildiğini anlamak gerekir. Alternatif gerilim en basit anlamda manyetik alan içinde hareket eden bir bobinin uçlarında gerilim endüklenmesi olarak ortaya çıkar. Manyetik alan içinde hareket ettirilen bir bobinin uçlarında endüklenen gerilimin dalga biçimi de sinüs dalgasıdır. Dolayısıyla bu kurala bağlı olarak çalışan generatörlerden üretilen alternatif gerilim de sinüsoidaldir.
Normalde bir generatörün tasarımını düşündüğümüz zaman biz istesek de istemesek de generatörler elektriği sinüsoidal şeklinde üretecektir. Yani generatörlerin ürettiği sinyal doğal olarak sinüsoidal formdadır. Çünkü elektrik makinalarının rotor kısımları silindirik biçimdedir. Elektriğin sinüs formunda üretilmesinin sebebi tamamen generatörlerin yuvarlak yapıya sahip olmasındandır.
 |
| Generatör Yapısı |
 |
| Rotorun dönmesi ve sinüs sinyalinin oluşumu |
 |
| 3 Faz Sinüs Sinyal Generatör |
Generatörlerin genel tasarımı bu şekildedir. Eğer generatörün rotoru yuvarlak değilde kare ve altıgen şeklinde olsaydı elektriği kare dalga ya da üçgen dalga şeklinde üretebilirdik. Generatörlerin yuvarlak yapıda üretilmeleri, generatörlerin merkezkaç kuvvetlerinden etkilenmesi diğer yapılardan daha azdır bu yüzden maliyetin diğer yapılardan daha ekonomik olduğu içindir.
Elektrik Sinüs formunda değil de farklı formlarda üretilirse ne olur?
Bir sisteme sinüsoidal sinyal haricinde herhangi bir sinyal girilirse çıkıştan bambaşka bir formda sinyal elde edilebilir. Halbuki aynı sisteme sinüsoidal bir sinyal girildiğinde eğer bir doğrultma işlemi gibi bir işlem yoksa çıkışta elde edilen sinyal yine bir sinüs sinyalidir. Sisteme sinüs sinyali girildiğinde, çıkışta sadece sinyalin genliği ve faz açısı değişir. Dolayısıyla sistemlerin sinüs işaretlerine verdiği tepkileri incelemek daha kolaydır. Değişik frekanslarda yapılacak deneylerin sonuçlarına bakarak sistem hakkında daha çok bilgiye sahip oluruz.
Öte yandan, sinüsoidal olmayan sinyaller, Fourier serisi sayesinde sinüs sinyallerinin toplamı biçiminde ifade edilebilir. Bu yöntem serinin bazı terimlerini kullanarak sinüssel yöntemlerle çalışma ve kıyaslama imkanı tanır.
Diğer bir nedeni ise şebekede oluşacak harmonikler yani ani dalgalanmalar. Harmonik çok fazla olacağından elektrik iletim ve dağıtım hatlarında çok fazla kayıplar olur. Ayrıca bu oluşan harmonikler (ani gerilim dalgalanmalar) evlerimizdeki elektronik cihazlara zarar verir. Günlük hayatımızda yaygın olarak gerilimin yükseltilmesi ve düşürülmesinde kullanılan transformatörler sinüsoidal bir gerilimle çalıştıkları için farklı bir formda sinyal geldiği bunlar kullanılamaz hale gelir.
İşte bu nedenlerden dolayı sinüs dalgasına sahip bir alternatif gerilim üretilmesi ve kullanılması ve incelenmesi en kolay gerilimdir.
Sinüs sinyalinde harmonik olmaz mı?
Olabilir. Ama diğer dalga şekillerine göre daha az olur. Kullanılan yüke göre şebekede harmonikler meydana gelebilir. Harmoniklerin meydana gelmesi devrelerde kullanılan yarı iletkenlere zarar verebilir. Şebekedeki harmoniklerden korunmak için sistemler genellikle koruma ve filtre devreleriyle birlikte tasarlanır.
Özetle sinüs dalgasını kullanmamızın sebepleri daha az harmonik yapan, saf ve sorunsuz bir şebeke kullanmaktır.
