Elektrik

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Atla: kullan, ara

Elektrik, serbest ortamda bulunan "özgür elektronların" (herhangi bir atoma esir olmamış elektronların)çekim alanı yaratılarak bir noktaya doğru toplanması sonucunda oluşan enerji biçimidir. Bu serbest elektronları herhangi bir atoma esir olmuş elektronlarla karıştırmamak gerekir. Herhangi bir çekim alanı yaratabilecek düzenekle özgür elektronların oluşturulan çekim alanına çekilmesi ve sıraya dizilmesi ile elektrik oluşur. Örneğin; su gücünün, buhar gücünün, rüzgar gücünün çevirdiği bir jeneratör bu çekim merkezinin oluşmasını sağlar. Jeneratör dönüş hızı çekim gücünü-şiddetini belirler. Hız arttıkça çekim gücü artar. Çekim gücü arttıkça yakalanan ve sıraya dizilen elektron sayısı artar. Bu da üretilen elektrik enerjisinin gücünü arttırır. Dönmekte olan jeneratör oluşturduğu uzay-hiçlik ortamına elektronları çekmeye başlar. Bu ortama doğru akmaya başlayan özgür elektronlar jeneratörün stator sargıların da yakalanarak sıraya dizilir. Dönme hareketi devam etmekte olduğu için elektron yakalanması da devam etmektedir. Stator salgılarında yakalanan her elektron kendinden önce yakalanmış olanları iter. Tıpkı bir su borusuna verilmekte olan suyun davranışı gibi akmaya başlarlar. Oluşan elektrik akımı kullanılırsa, yani herhangi bir aygıtı çalıştırıyorsa bu elektronlar taşıdıkları enerjiyi boşaltırlar ve bozumuna uğrarlar. Enerjisini boşaltan ve bozumuna uğrayan bu elektronlar bir çöp oluştururlar. Bu çöp etkisine Elektromotor adı verilir. Bir jeneratöre elde edilen elektrik enerjisi kullanılmazsa ne olur.? Generatörlerde elde edilen elektrik enerjisi herhangi bir kaynağa kanalize edilmez ve kullanılmazsa, generatörün stator sargılarının sığasından sonra tekrar ortama geri dönerler. Yani tekrar özgür elektron olurlar. Elektrik sistemlerinde ki kayıpların önemli bir oranı da bu yüzden oluşur. (Kaçaklar) Özgür elektronlar doğası itibariyle tekrar özgür olmaya eğilimlidirler. Yakalandıkları ve üzerinde akmakta oldukları sistemin sığası yeterli olmadığında, sığa üzeri oranda elektronlar o sistemden ayrılırlar. YANLIŞ BİLİNENLER. - Elektrik, bir generatörün stator sargılarının (bakır atomlarının) atomsal yapısının üretimi değildir. Böyle olsa idi, o sargıların kısa sürede bozunuma uğraması gerekirdi. - Sürtünme ile elde edilen şey elektrik değil, elektromanyetik enerjidir. Sürtünme ile oluşan çekim alanı "yarım kalmış" bir etkidir ve elektronlar o alana sadece yaklaşmışlardır. Yaklaşan ama bir akış yapabilecek şekilde sıraya dizilmemiş olan elektronlar, sürtünme sona erdikten kısa süre sonra oradan uzaklaşırlar. Elektromanyetik enerji, elektrik enerjisinden bir önceki aşamadır ve bu iki olgunun birbirine karıştırılmaması gerekir.

Tarihçesi[değiştir | kaynağı değiştir]

Henüz elektrikle ilgili hiçbir bilginin var olmadığı yıllarda, insanlar sadece elektik balığının çarpma etkisinden haberdarlardı. MÖ 2750 yılından kalan Eski Mısır yazılarında bu balığa "Nilin Gökgürültüsü" (Ing."Thunderer of the Nile") şeklinde değinilmekte ve diğer balıkların "koruyucusu" olarak tasfir edilmektedir. Elektrik balığı, 1000 yıl kadar sonra eski Yunan, Romalı ve Arap doğa bilimciler ve hekimler tarafından tekrar rapor edilmiştir. Birkaç antik zaman yazarı, örneğin; Pliny the Elder ve Scribonius Largus, kedi balığı ve torpil balığı tarafından yayılan elektrik şoklarının uyuşturma etkisini doğrulamışlardı ve bu elektik şoklarının iletken bir nesne içinde yolculuk yapabileceğinden haberdarlardı. Gut hastalığı ve baş ağrısı gibi hastalıklardan muzdarip olan hastalardan elektrik balıklarına dokunmaları istenilir ve alacakları elektrik şokunun etkisinin hastalıklarına çare olacağına inanilirdi. Şimşek ve başka bir kaynaktan gelen elektriğin keşfine dair tarihteki en eski ve gerçeğe en yakın yaklaşım, 15. yüzyılda şimşek kelimesini (Arapçada "raad") torpil balığı için kullanan Araplara dayandırılır.[1]

Akdeniz etrafındaki eski kültürler, kehribar kamışı gibi bazı objelerin kedi kürkü ile ovulduktan sonra tüy gibi hafif nesneleri çekebileceğini biliyorlardı. Miletus'un (Aydın'ın Söke ilçesinde eski bir yerleşim) Thales'i (Tarihte elektrikle ilgilendiği bilinen en eski araştırmacı) , MÖ. 600 yılları civarında bir dizi gözlemlerde bulunmuştu ve sürtünmenin manyetit gibi ovulmaya ihtiyacı olmayan minerallerin aksine, kehribar maddesini manyetik duruma getirdiğine inanıyordu. Thales'in çekimin manyetik etkiden kaynaklandığına dair inancı yanlıştı ancak ilerleyen zamanlarda bilim, manyetizma ve elektrik arasında bir bağlantı olduğunu kanıtlayacaktı.[1]

Yüzyıllar sonra, 1752'de, Benjamin Franklin elektrik üzerine yoğun deneyler gerçekleştirmiş ve kendi mallarını satarak elde ettiği geliri bu deneyler için kullanmıştır. Yıldırım ile dural elektrik (statik elektrik) arasındaki bağı tanınmış uçurtma deneyi ile incelemiştir. Metal bir anahtarı uçurtmanın alt tarafındaki ıslatılmış sicime bağlayarak, fırtınalı bir günde uçurmayı denemiştir. Birbiri ardına dizilen kıvılcımlar metal anahtar üzerinden eline doğru hareket etmistir ve buda şimşeğin gerçektende elektrikle ilgili olduğunu göstermiştir.[1]

Bilimsel toplulukta elektriğin tekrar ilgi odağı olması ile, Luigi Galvani (1737-1798), Alessandro Volta (1745-1827), Michael Faraday (1791-1867), André-Marie Ampère (1775-1836), ve Georg Simon Ohm (1789-1854) un da aralarında bulunduğu bazı bilim adamları, elektrik alanında önemli katkılarda bulunmuşlardır. 1791 de Luigi Galvani, elektriğin sinir hücrelerinden kaslara sinyal geçmesini sağlayan bir materyal olduğunu gösteren biyoelektrikle ilgili keşfini yayınlamıştır. 1800 lerde ise Alessandro Volta "Voltaik Pili" bulmuştur.[1]

19. ve 20. yüzyılların sonunda ise, elektrik mühendisliği tarihinin en önemli isimlerinden bazıları belirmiştir: Nikola Tesla, Samuel Morse, Antonio Meucci, Thomas Edison, George Westinghouse, Werner von Siemens, Charles Steinmetz ve Alexander Graham Bell. Eski Yunan düşünür Miletli Thales MÖ yaklaşık 600 yılında, bir kürk parçasını sürtünen kehribarın saman çöpü, kuş tüyü gibi hafif cisimleri çektiğini bulmuştu. Bu nedenle birçok dile yerleşmiş olan elektrik terimi ’’Amper’’ anlamındaki yunanca ‘’elektron’’ sözcüğünden türetilmiştir.

Elektriksel yük[değiştir | kaynağı değiştir]

Ana madde: Elektriksel yük

Ayrıca bakınız: elektron, proton, nötron

Kütle gibi, elektriksel yük de soyut bir özellik olup, fizikçiler tarafından maddenin davranışlarını tanımlamak için kullanılır. Bir diğer deyişle, hiç kimse doğrudan bir elektriksel yük görmemiştir, ancak bazı parçacıkları inceleyerek benzerliklerin varlığı saptanmıştır.

Kütlenin tersine, biri diğerinin tersi davranışlar sergileyen iki tür elektriksel yükten söz edilir, ve uzlaşımsal (konvansiyonel) olarak, artı (veya pozitif) ve eksi (veya negatif) diye adlandırılırlar.

Elechargepm.svg Elechargepp.svg
farklı türden iki yük ise birbirini çeker aynı türden iki yük ise birbirini iter

Eşit miktarda artı ve eksi yüke sahip parçacıklar ise, biri diğerini elediğinden, yüksüz veya nötr olarak adlandırılırlar. Parçacıklar arasındaki bu gücün nicel değerlendirilmesi ise Coulomb yasası ile hesaplanmaktadır.

Elektrik alanı[değiştir | kaynağı değiştir]

Ana madde: Elektrik alanı
Half-length portrait oil painting of a man in a dark suit
Michael Faraday, elektrikli motor teknolojisinin temelini oluşturduğu

Elektrik alanı kavramı ilk kez Michael Faraday tarafından kullanılmıştır. Kütlelere etki eden yerçekimi gücü gibi elektrik alanı gücü de elektrik yüklerine etki etmektedir. Ancak aralarında birkaç farklılık söz konusudur. Yerçekimi gücü ancak nesnelerin kütlelerine bağlıyken, elektik alanı gücü bu nesnelerin elektrik yüklerine bağlıdır. Yerçekimi gücü iki kütleyi her zaman yaklaştırmaya uğraşırken, elektrik alanı gücü, söz konusu yüklerin türüne göre, nesneleri yaklaştırabilir veya tam tersine uzaklaştırabilir.

Elektriksel gerilim (potansiyel)[değiştir | kaynağı değiştir]

İki konum arasındaki elektriksel gerilim farkı, artı yüklü bir noktasal yükü bu iki konum arasında ilerletmek için (elektriksel güce karşı) üretilen olarak tanımlanır. Bu iki konumdan biri sıfır gerilim noktası olarak düşünüldüğü takdirde, çevresindeki herhangi bir konumun gerilimi, noktasal bir yükün oraya ulaşması için gereken iş olarak tanımlanabilir. Tek yüklerin geriliminin hesaplanabilmesi için, ikinci konumun sonsuzda yer aldığı varsayılır. Elektriksel gerilimin ölçüm birimi volt'tur (1 volt = 1 joule/coulomb).

Bu kavram, sıcaklığa benzetilebilir. Uzayın herhangi bir konumu için bir sıcaklık değeri söz konusudur, ve iki konum arasındaki fark ısının hangi yön ve miktarda değiştiğini gösterir. Benzer biçimde, uzayın her konumu elektriksel gerilim değerine sahiptir, ve iki konum arasındaki gerilim farkı, bu kavramın arkasındaki gücün yön ve şiddetini gösterir.

Elektrik akımı[değiştir | kaynağı değiştir]

Ana madde: Elektrik akımı

Elektrik akımı, elektriksel yükün akışı olup, şiddeti amperdir (ampermetre ) ile ölçülür. Örnek olarak elektriksel iletme ele alınabilir. Bu durumda, elektronlar (eksicikler), metal tel gibi bir iletken içerisinde hareket ederler. Veya bir diğer örnek, elektrolizdir (kıvılkesim). Bu durumda artı yüklü atomlar sıvının içerisinde hareket ederler. Her ne kadar parçacıkların hızı genelde yavaş olsa da, onları iten elektrik alanı (kıvıl alan) ışık hızına yakın hızda ilerler.

Parçacıkların maddelerdeki akış ilkelerini kullanan aygıtlara elektronik aygıtlar denir.

Düz akım , yüklerin tek yönlü hareketini tanımlarken, dalgalı akım (alternatif akım, AC) düzenli olarak akış yönünün tersine çevirildiği akımı tanımlar. Ohm yasası elektrik akımı ile gerilimi bağlayan önemli bir bağıntıdır.

Doğada elektrik[değiştir | kaynağı değiştir]

Her ne kadar elektriğin doğada gözle görünen hâlleri sayı olarak sınırlı olsa da, elektrik (veya kıvıllık) doğanın en temel olguları arasında yer alır. Mıknatıslık ile birlikte evrenimizin yapı taşları arasında sayılırlar.

Yıldırım, elektrik yükünün atmosferden yeryüzüne aktarılmasıdır.

Yıldırım[değiştir | kaynağı değiştir]

Ana madde: Yıldırım

Yıldırım, sürtünme ile üretilen elektriğe örnek olarak sayılabilir. Bu sürtünme, bulutlar arasında gerçekleşip, su buharı kümelerinin elektrik yükü edinmesine neden olur. Olağan şartlar altında, hava yalıtkan olarak işlev görür, ve bu yük bulutlarda bulunmaya devam eder. Ancak bulutlar birikip elektrik yükleri arttığında, havanın yapısını yerel olarak değiştirip plazmaya dönüştürürler. Ve bu plazma aracılığı ile yüklerini yeryüzüne iletirler; sonuç yıldırımdır.

Özdek (madde) yapısı[değiştir | kaynağı değiştir]

Atom [betimlemesi : nötron, proton, ve eksicik (elektron)

Özdeğin yapı taşları olan atomlar, kendi aralarında birleşip özdecikleri (molekülleri) oluşturmaları, elektrik sayesinde gerçekleşir. Örneğin kristal ve tuzlarda atomları elektrik bir arada tutar.mıknatıslarda zıt kutuplar yani + ile - birbirini çeker ama + ile+ ve - ile - birbirini iter....

Ayrıca gezegenimizin de elektromıknatıssal alanı, çekirdeğinde yer alan elektrik akımlarından doğar.

Büyük Okyanus'tan elektrik akımı üretebilen balık türü.

Hayvanlar[değiştir | kaynağı değiştir]

Birçok balık türü, kendilerini yönlendirmek, korumak ve hatta iletişimde bulunmak amacıyla kullandıkları elektrik akımı üretebilirler. Göreceli olarak yüksek sayılan bu gerilimi, kasa benzer yapılar ile üretip, genelde avlarını sersemletmek için kullanırlar.Özellikle köpek balıkları gibi kıkırdaklı balıklar baş bölgelerinde bulunan elektrik akımına duyarlı bölgeler sayesinde avlarının yerini tespit edebilirler. Bu duruma en iyi örnek çekiç başlı köpek balığıdır son derece geniş olan burun bölgesinde bulunan duyarlı noktacıklar sayesinde son derece keskin bir elektriksel algılamaya sahiptir.

İnsanlar[değiştir | kaynağı değiştir]

NASA tarafından, çok sayıda resim bir araya getirilerek oluşturulmuş, yeryüzünün birleşik gece görüntüsü. Parlak ışıklı bölgelerde insan eliyle yapılmış aydıntlatmalar görülüyor. Avrupa kıtası, Hindistan, Japonya, Nil boyu ve Amerika ile Çin'in doğu kesimlerindeki yoğun nüfuslanma net olarak anlaşılabilirken Orta Afrika, Orta Asya, Amazonlar ve Avustralya'da seyrek yerleşimler göze çarpıyor.

Aslında, çoğu canlı türü elektrik üretir, ve bu elektrik kasları hareket ettirmek ve sinir hücreleri arasında iletişimi sağlamak için kullanılır.

Elektrik üretimi[değiştir | kaynağı değiştir]

İç bağlantılar[değiştir | kaynağı değiştir]

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]