ELEKTRİKLE İLGİLİ BAZI KAVRAMLAR

ELEKTRİKLE İLGİLİ BAZI KAVRAMLAR
Akümülatör: Elektrik depo/ayan pil Amper: Elektrik akımı birimi İletken: Elektriğe geçirebilen madde
Direnç: Bir maddenin üzerinden ge¬çen elektriğe gösterdiği direnç mik-ları. Ohın'la Ölçül
Sigorta: Elektrikle çalışan makina-ları, çok fazla akımdan koruyan bir tel.
Volt: Elektro-mıttiv kuvvet birimi Watt: Güç birimi.
1 metre
Yan sayfadaki resim, camlardan oluşan bir yalıtkan zincirinde bir elektrik akımını gösteriyor.
Sürtmeyle, canı, yün, silgi ve ebonit gibi maddeleri (Şekil A ve B) elektrikle yüklemek mümkündür. Bu tip elektriğe'statik elektrik denir. Çünkü bu elektrik, durgun elektriktir. Bir elementin (Şekil C) atomlarında esil miktarda artı ve eksi vük vardır.
Eğer bir bardak sudaki bütün protonlarla, elektronlar birbirlerinden ayrılıp birer metre uzağa konulur/arsa, birbirlerini 25 trilyon tonluk bir güçle çekeceklerdi.
Elektrik ve bir bardak su
Bugün, bütün maddelerin atomlar¬dan oluştuğu bilinmektedir. Örneğin, bir bardak suda (100 gram) üç milyon, milyar, milyar oksijen atomu ve bunun iki misli kadar da hidrojen ato¬mu vardır.
Her atomda, proton sayısı kadar elektron vardır. Cu da zaten bekle¬nen sonuçtur çünkü madde normal olarak yüksüzdür. Fakat bu, suda hiç elektrik yükü olmadığı anlamına gel-
SMece artı yüklerle eksi yükler bir¬birini dengeler.
Bir cisim elektriklendiği zaman (ör¬neğin sürterek) eksi, artı dengesi bo-jMbr. Örneğin proton sayısı daha " ıolursa, cisim artı yüklü, elektron ı fazla olursa eksi yüklü olur.


a) Sürtmeden önce: bez ve balonda aynı
miktarda artı yük vardır.
b) Sürtmeden sonra bezde fazla artı yük,
balonda isejazlaeksi vük vardır



elektron akışı
Melal gibi bir Helkende (Şekil A) atomun en dışındaki elektronlar rahatlıkla hareket edebilirler. Farklı yüklerle yüklenmiş iki cisim bir iletkenle birbirlerine bağlandığı zaman (Şekil C) iletkendeki elektronlar I. cisim tarafından itilir
mtknatu
Ampermetre elektrik akımını ölçer. Ölçülecek akım, bu dikdörtgen telden geçirilir. Bu tel bir manyetik alanda rahatlıkla dönebilir. Akım,

(eksi yüklü) ve artı yüklü olan ikinci cisim tarafından çekilir. Bu yolla, elektronlar, l'den 2'ye (Şekil D) akarlar. Yalıtkanda ise (Şekil B) elektronlar atomlarına sıkı sıkıya bağlıdırlar bu nedenle hareket edemezler.
bobin
telin mıknatıslanmasına sebep olur ve böylece tel döner ve tele bağlı olan göstergeç de akımın miktarını gösterir.

ELEKTRİK AKIMI
Biri artı yüklü, diğeri eksi yüklü iki ci¬sim düşünün. Bu iki cisim bir metal telle birbirlerine bağlanabilir. (Örne¬ğin bakır, demir.)
İki farklı yüklü cisim birbirirte bir ilet¬kenle bağlanırsa, farklı yükler birbi¬rini çekeceğinden, artı yüklü cisim¬deki fazla protonlar, eksi yüklü ve protonu az olan cisme doğru akar¬lar. Fazla elektronu olan (eksi) cisim¬den az elektronu (artı) olan cisime doğru olduğunu söylemek de doğru¬dur.
Elektronların hareketliliği yanında protonlar hareketsizdir, bu nedenle iletkenin üzerinden elektronlar hare¬ket ederler. Bu elektron akışına elek¬trik akımı denir. (Soldaki şekle ba¬kın.)
Elektrik ve su akımı
Bir metalden akan elektrik akımı, ır¬mak akıntısına benzetilebilir. Bu ben¬zetme özellikle elektrik akımının na¬sıl ölçüldüğünü anlamak için yarar¬lıdır (Sağdaki şekil). Bu su akıntısı¬nın gücü, bir noktadan bir saniyede geçen su miktarıyla belirlenir. Aynı şekilde elektrik akımının gücü, bir sa¬niyede iletkenin belirli bir noktasın¬dan geçen elektron miktarıyla belir¬lenir.
Elektrik yükü Coulomb kulonla


ÇAĞDAŞ I
GÜÇ VE ENERJİ
Irmakla suyun akışıyla, Helken telde elektrik akımının akışının karşılaştırılması.
B,
elektriksel
Sn A ile B arasındaki yükseklik farkından dolayı A 'dan B 'ye aklığı gibi elektrik de A ile B arasında potansiyel farkı olduğundan A 'dan B'ye gider. .

• akım miktarı = 1 amp (S) potansiyel fark = 220 volt
Hidrolik bir sistemde, be¬lirli bir yükseklik sağla¬mak için pompa gerekli¬dir. Sürekli olarak potan¬siyel fark elde etmek için elektrik jeneratörüne ihtiyaç vardır


Elektrik akımının bir saniyede
M*C
sahil bir noktadan geçen yüktür (elektron sayısı).
ıtansiyel fark
A,
Bir çağlayanın gücüTUr seviyeleri arasındaki farkla, saniyede akan suyun çarpımına eşittir. Elektriksel .nüç de potansiyel farkla (volt) akımın (amper) çarpımına eşittir.

akırrFMtiarı = 2 airip potansiyel fark =110 volt

Potansiyel fark
Elektrikte, diğer bir önemli ölçüm po¬tansiyel farkıdır. Bu ölçümde elek¬trik akımını, ırmak akıntısına benze¬terek açıklayabiliriz. Su ırmakta bir yöne doğru akar. (Örneğin A'dan B'y@). Bunun sebebi A'nın seviyesi¬nin B'den yüksek olmasıdır. Seviye farkı vardır.
Aynı şekilde, iletkende, A'dan B'ye bir elektrik akımı geçer. Bu elektrik¬sel seviye farkına elektriksel potan¬siyel denir. İki nokta arasındaki "yük¬seklik" (potansiyel fark) farkı elek¬tronları hareket ettiren kuvvettir.
Potansiyel farkının birimini belirle¬mek (volt) için, bir ırmağın çağlayan¬dan geçtiğini varsayalım. Bu çağla¬yandan saniyede elde edilen enerji¬ye güç denir. Bu iki olaya bağlıdır:
Çağlayanın altı ile üstü arasındaki
yükseklik ve suyun akış hızı. Diğer
bir deyişle güç, bu iki olayın çarpı-
mıyla artar. Yani elektriksel güç volt¬
la amperin çarpımıyla bulunur. Biri¬
mi VVatt'tır. i
İnsanlara göre güç kaynağı ,
Evlerde ve endüstride kullanılan j enerjinin çoğu turbo-jeneratörler ta- ı rafından barajlarda üretilir. Kablolar > vasıtasıyla yerel barajlara gelir ve bu- : rada voltaj azaltılır. Sonra da evlere, kullanılmak üzere dağıtılır. Elektrik, voltmetreden ve sigortadan geçer.
Sigorta emniyet içindir. Eğer çok faz¬la elektrik gelirse sigorta fazla ısına¬cak ve atacaktır. Böylece elektrik ke¬silecektir.
Elektriği başka enerji türlerine değiş-tirerek kullanırız. Örneğin, bir elek- : trikli ısıtma aracında elektrik bir di-rençten geçer ve buranın ısınması- j nı sağlar.

Kuzey
.manyetik
alan , /l/f\ı
çizgileri YffâJ
#f

Kutbu
I Dünya büyük
bir 1 mıknatıstır.
Öiğer bütün
mıknatıslar
gibi manyetik
bir alanla
çevrilidir.




Manyetizm

; Yukarıdaki resimdeki gibi Bir yığın düşünün. Etraf, metal parçaları ve hurda araba i dolu. İnsanlar tarafından kaldırılamayacak kadar ağır
[parçalar. Bu yerin ortasında büyük bir vince benzer bir
j araç var. Fakat çengeli yok. Büyük bir plaka alçalıyor ve
daha arabalara değmeden,
[sanki arabalar ona uzanıyormuş gibi geriliyorlar.
Yükselmeye başladığı zaman,
arabanın teki plakaya yapışmış ve sanki güçlü bir yapıştırıcıyla tutturulmuş gibi havaya yükseliyor.

Fakat bu ağırlığı taşıyacak kadar güçlü bir yapıştırıcı yok* Bu büyük plaka aslında, koca arabayı bir parça kağıt gibi kaldırabilen bir mıknatıstır.
Manyetizm olayı günümüzde çok önemli rol oynamaktadır. Bütün dinamolarda ve elektrik motorlarında mıknatıs vardır. Telsiz mikrofonların çoğunda güçlü bir mıknatıs vardır. Nerdeyse bütün karmaşık makinelerde çalışması manyetizme dayanan elektriksel ölçüm aletleri vardır.

MIKNATIS NEDİR?
Mıknatıslar, çeşitli şekillerde olabilir¬ler. Fakat çoğunlukla bir çubuk ve¬ya at nalı sökündedirler. Mıknatısın iki ucunda kutuplar vardır ve bir çu¬buk mıknatısın ortasına bir iğne ta¬kıp, bunu duvara asarsanız, bir ucu¬nun sürekli olarak aynı yönü göster¬diğini göreceksiniz. Bir uç her zaman kuzeyi, diğeri ise güneyi gösterir.
Eğer bir mıknatısla oynarsanız her-şeyi çekmediğini göreceksiniz. Ba¬zı metalleri çekecektir. Fakat tahta, plastik ve kağıt gibi şeyleri çekme¬yecektir.
Mıknatısla çekilebilen cisimlere man¬yetik cisimler denir.

Kuzey Kutbu S= Güney Kutbu
Eğer iki mıknatısınız varsa, birinin kuzey kutbunu, diğerinin güney kut¬bunu çekeceğini göreceksiniz. Aynı şekilde, aynı kutuplar birbirlerini iter¬ler.
MANYETİK ALAN
Mıknatıslar çevrelerinde belli bölge içerisinde olan cisimleri çekerler. Bu bölgeler kuvvet alanları veya manye¬tik alan olarak bilinir.
Manyetik alanı, bir mıknatısın üzeri¬ne kağıt ve onun üzerine de demir tozları serpiştirerek bulabiliriz. Demir tozları manyetik alanın en kuvvetli ol¬duğu yerlerde kümeleşirler. Eğer bu deneyi yaparsanız tozların mıknatısın bir kutbundan diğerine giden çizgi¬ler şeklinde olacağını görürsünüz.

Aşağıda, manyetik maddeler, vurularak, manyetik özelliklerini kaybederler. Mıknatısta, bütün parçacıklar, birinin kuzeyi, diğerinin güneyine gelecek şekilde dururlar. Fakat her vuruşta, parçacıklar yerinden oynar ve birbirlerine değdikleri zaman da manyetik özelliklerini kaybederler.

Bunlar kuvvet çizgileridir, bu çizgi¬ler hayalidir ve mıknatısın kuzey kut¬bundan güney kutbuna giderler. Mık¬natısın gücü ondan uzaklaştıkça aza¬lır. Bunun teknik kelimesi: "Manye¬tik alan zayıflar."
Mıknatıs ilk olarak, yön bulmak için pusulalarda kullanıldı. Pusulaların çalışma sebebi dünyanın kendisinin bir manyetik alan olması ve bir çu¬buk mıknatıs gibi davranmasıdır. Dünyanın manyetik alanına bırakılan bütün mıknatıslar kuvvet çizgilerine göre yönlenecektir. Pusuladaki ibre ufak bir mıknatıstır ve her zaman ku¬zey ve güneyi gösterir.
Pusula, gerçek kuzeyi göstermez; manyetik kuzeyi gösterir ve bu da gerçek kuzeyden birkaç yüz km. uzaktadır.
İLK PUSULA
Pusulayı ilk olarak, 2.000 yıl kadar önce Çinliler kullanmıştır. Bu pusulalar, bir ucu kuzeyi gösterecek şekilde işaretlenmiş basit manyetik maddelerdi. Metal, dairesel kutuda kolaylıkla dönebiliyordu ve her zaman kuzeyi gösteriyordu.

Her mıknatısın, kuzey kutbu ve güney kutbu olduğundan, kaç mıknatıs olursa olsun, birbirlerinin yanın ı koyulur/arsa, kuzey kutup her zaman için güney kutbun yanma gelecektir. Bir mıknatısın içindeki manyetik parçacıklar ucuca eklenmiştir. (Kuzey kutbu, güney kutbuna). Örnekte, mıknatısın sağ ucu kuzey, sol ucu da güney kutbudur.
Aşağıda at nalı şeklindeki mıknatıslar da çubuk mıknatıslar gibidirler. Eğer ucuca koyulur/arsa ve birinin kuzeyi, diğerinin kuzeyine denk gelirse mıknatıslar birbirlerini iterler. adamı, i bir buluş yap akımından
Urpit bir parça bakır tel ve pu-bukjfsanızbu deneyi yapabilir-IİZ. Teli, pilin iki ucuna bağlayın ve i pusulanın üzerine koyun. Pusu-ibresinin yönünü değiştirdiğini iniz. Bu deney, elektrik akı-' ıının manyetik alan oluşturduğunu östermektedir. Bu alan normal bir iiııknatıs gibi kullanılabilir.
[iğer bir teli, kaiemin etrafına sarar¬danız solenoid denilen bir alet yap¬mış olursunuz. Eğer bu telden akım geçirirseniz ve solenoidin iki ucuna ousulayla bakarsanız bir ucun ku-çey, diğerinin güney kutbu olduğu¬mu göreceksiniz.

iğer akım ters yöne çevrilirse, ku- jplar da ters yöne döner. Elektrik kimi tarafından oluşturulan manye-zme, elektromanyetizm denir.
iğer bu tel, bir manyetik cismin (ör¬eğin demir) etrafına sarılırsa ve
İlkim verilirse çok güçlü bir manye-
I fk alan oluşur. Bu tür mıknatısa elek-
İTomıknatıs denir.
Jersted, eletrik akımının manyetik
L'lan oluşturduğunu gösterdikten ! >nra bilim adamları, manyetik alan-an elektrik akımının oluşup oluşma-ığını merak ettiler.
ynı sene Fransız bilim adamı, Do-
ıinik Arago, elektrik akımı taşıyan 1 ir bakır telin üzerine konulmuş de-
ıir ibrelerin mıknatıslandığını ispatla-i ııştır. Aynı senenin sonlarına doğru
ir Humphrey Davy de bağımsız ola-ı îk bu özellikleri ispatlamıştır.
i .ynı zamanlarda, Andre Ampere bir 1 emir iğneyi mıknatısladı, bir kağıda
ardı ve kağıdın etrafını bakır telle
evirdi.
Ju buluşlar, elektromıknatısın bulun-lasına yol açtı.
tu adımı atan kişinin hiçbir bilimsel ğitimi yoktu. Bu adam bir ayakkabı

tamircisiydi. Adı Joseph Sturgeon'-dı ve 1783'de Lancashire'da doğdu. Elektromıknatıs, 30 santim uzunlu¬ğunda, 1 cm. çapında ve etrafı 18 kez telle çevrilmiş yumuşak demir¬den yapılmıştır. Telden akım geçiril¬diği zaman, çubuk kuvvetli bir elek¬tromıknatıs oluyordu. Sturgeon'un kullandığı çubuğun ağırlığı 212.6 gramdı, çekebileceği kütlenin ağırlı¬ğı ise 4.1 kilogramdı.
Sturgeon'un deneyi Amerika'da, Jo¬seph Henry'nin ilgisini çekti. Henry, teli ipekle sardı ve demirin çevresi¬ne çok fazla miktarda sarım yaptı.
Küçük bir nal şeklindeki mıknatıs 340.2 kg. ağırlığı kayırabiliyordu.
1830'larda Michael Faraday, mıkna¬tıs ve tellerle deneylere başladı.
Elektrik akımını ölçen galvanometre¬yi yaptı. Bu basitçe etrafına tel sarıl¬mış bir pusulaydı. Telden akım geç¬tiği zaman, bir manyetik alan oluşu¬yor ve bu pusulanın ibresini oynatı¬yordu.
Faraday, bir mıknatıs sulenoid'in içi¬ne itildiği zaman, galvanometrenin ibresinin hafifçe oynadığını ve tekrar ilk konumuna döndüğünü gördü.
Mıknatıs çekildiği zaman da, galva¬nometre diğer tarafa hafifçe oynadı.
Faraday, böylece bir mıknatıs hare¬ket edince elektrik akımının oluştu¬ğunu gördü. Akımın yönü, mıknatı¬sın hareket yönüne bağlıydı. Hare¬ket eden mıknatıs, etkileşim yoluyla solenoidde akım oluşturmuştur. Bu¬na elektromanyetik endüksiyon (et¬kileşim) denir.
Bu buluş çok önemlidir. Böylece bi¬lim mekanik enerjiyi, elektrik enerji¬sine çeviren bir yol bulmuştur.
Mıknatıs, sürekli olarak, sokup çıka¬rılınca, önce bir yöne, sonra diğer yö¬ne hareket eden bir elektrik akımı oluşmuştur. Buna alternatif akım de¬nir.
1887 yılında Alman fizikçi Heinrich

Hertz elektromanyetik dalgaların bi¬linçli olarak havaya yollanabileceği-ni gösterdi. Bunun üzerine Marconı, radyo dalgalarıyla bir yerden bir ye¬re kodlu mesajlar yollamaya çalış¬mıştır. 1895'de 1.6 kilometrelik me¬safe içerisinde başarmıştır ve böyle¬ce telsiz doğmuştur.
Elektromanyetik endüksiyon, belli bir volttaki alternatif akımı başka bir vol¬ta çıkaran transformatörlerde kulla¬nılmaktadır. Akım bir yuvarlak telden geçirilir ve azalıp çoğaldıkça, oluş¬turduğu manyetik alan da azalıp ço¬ğalır. Değişen manyetik alan, deği¬şik miktarda sargı bulunan başka bir solenoidi etkiler ve bu sargı sayısın¬daki fark voltajda değişiklik yapar.
Elektriği üreten barajlar, elektriğin kullanıldığı yerlerde kurulamazlar.
Fakat yine de, elektrik diğer enerji türlerinin tersine, çok uzun mesafe¬leri ve çok az bir enerji kaybıyla, kab¬lolar tarafından götürülebilir. Çoğu zaman, iletkenler veya elektriği ile¬ten teller, uzun çelik sütunların üze¬rinde taşınır. Bu iletkenler genellik¬le alüminyumdan yapılır ve 25 ile 60 milimetre çapında olurlar.
Genellikle iletişim üç fazlıdır. Bu yön¬temde üç iletken kullanılır ve her ilet¬kende voltaj ve akım bir döngünün üçte biri kadar diğerinden farklıdır.
Elektrik sarfiyatı, saatten saate, gün¬den güne ve aydan aya değişir. Ay¬nı zamanda bölgeden bölgeye deği¬şir. Tek bir güç istasyonu müşterile¬rinin bütün isteklerini karşılayamaz.
Bu nedenle bir elektrik ağı kurulma¬lıdır. Bu yöntemde, her baraj elde et¬tiği elektriği aynı yerde toplar. Böy¬lece bir bölge daha fazla elektrik is¬terse bu diğer bir barajın ürettiği elektrikten sağlanabilir.
Bazı ülkelerde bu sistem ülkd çapın¬dadır. İngiltere'de dünyanın en bü¬yük elektrik ağı vardır. 140 baraj ay¬nı anda 55.000 megavvat elektrik sağlayabilmektedir.