I. STATİK (DURGUN) ELEKTRİK
A. ATOMUN YAPISI VE ELEKTRİK YÜKLERİ
Atom,
ortada çekirdek ve çevresinde dolanan elektronlardan oluşur. Atomun
çekirdeği proton ve nötronlardan oluşmuştur. Çekirdekteki nötronlar
yüksüz ve protonlar pozitif (+) yüklüdür. Çekirdeğin çevresinde
dolanmakta olan elektronlar ise negatif (-) yüklüdür. Atomlarda
hareketli olan parçacıklar sadece elektronlardır. Bundan dolayı
elektrikte yük hareketi elektron hareketiyle gerçekleşir. Pozitif yükler
hareketsizdir.
• Bir atomda pozitif yükler ile negatif yükler birbirine eşit ise buna nötr (yüksüz) atom denir.
• Eğer nötr bir atom elektron kaybetmiş ise pozitif yükler çoğunlukta olacağı için bu atoma pozitif yüklü atom (iyon) denir.
• Eğer nötr atom elektron kazanmış ise bu atoma negatif yüklü atom (iyon) denir.
Aynı tür yükler birbirini iter, zıt yükler birbirini çeker. Yükler arasındaki bu kuvvete Coulomb kuvveti denir.
Coulomb kuvveti yüklerin büyüklükleri ile doğru, aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır.
Doğadaki
en küçük elektrik yükü elektronun ve protonun yüküdür. Bunlar birbirine
değer olarak eşit fakat işaret olarak zıttır. Elektron ve protonun yükü
çok küçük olduğu için yük birim olarak coulomb (C) kullanılır.
B. ELEKTRİKLENME ÇEŞİTLERİ
1. Sürtünme ile elektriklenme
Ebonit
çubuk yün kumaşa sürtüldüğünde ebonitin (-) , yün kumaşın (+)
yüklendiği görülür. Cam çubuk ipek kumaşa sürtüldüğünde camın (+), ipek
kumaşın ise (-) yüklendiği görülür. Sürtünme ile elektriklenme yalnızca
bazı yalıtkan maddeler arasında gözlenebilir.
2. Etki ile elektriklenme
Yüklü
bir cisme bir başka iletken cisim yaklaştırıldığında aynı tür yükler
birbirini itip, zıt yükler birbirini çekeceği için cisimlerin üzerinde
bir yük hareketi oluşacaktır.
3. Dokunma ile elektriklenme
Yüklü
bir cisim nötr veya yüklü bir başka iletken -dokundurulduğunda
aralarında yük alışverişi olur • süre sonra yükler dengelenerek yük
alışverişi durur.
Topraklama : Yüklü bir cismi nötr hale getirmek için torağa dokundurulması olayına topraklama denir.
• Lastik, plastik, ebonit, kağıt, cam gibi elektriği iletmeyen maddelere yalıtkan madde denir. Sürtünmeyle elektriklenen ve enerjiyi üzerinde durgun olarak tutan maddeler yalıtkan maddelerdir.
• Metaller gibi elektriği ileten maddelere iletken madde denir, iletkenlerde elektronlar serbestçe hareket edebilir.
C. ELEKTROSKOP
Cisimlerdeki yük varlığını ve türünü anlamamıza yarayan alete elektroskop denir. Elektroskop yüklendiğinde yaprakları açılır ve yüksüz olduğunda yaprakları kapalı durumda olur.
D. ŞİMŞEK, YILDIRIM ve GÖK GÜRÜLTÜSÜ
Bulutlar
hareket ederken birbirlerine ve hava moleküllerine sürtünürler.
Sürtünme sonucu üzerlerinde elektriklenme oluşur. Yer yüzünün buluta
yakın olan kısımları da cinste (zıt) elektriklenebilir. Bu sebeple bulut
ile yeryüzü arasında zaman zaman elektriksel boşalma .Bu olaya yıldırım denir.
Yüksek binaları, kuleleri yıldırımdan korumak için yıldırımlık yapılır. Yıldırımlık (paratoner),
toprağa bağlı sivri uçlu bir metal çubuktur. Bu uca düşen yıldırımdaki
elektrik, iletken bir kablo yardımıyla toprağa aktarılır. Böylece
paratoner yardımıyla yıldırımın tehlikelerinden korunuruz.
Bulutlarda biriken elektrik yalnız yer yüzüne değil, bulutun bir noktasından diğer bir noktasına da boşalabilir. Bu olaya şimşek denir. Gerek şimşek, gerekse yıldırım, ışık ile birlikte şiddetli bir ses meydana getirir. Bu sese gök gürültüsü
denir. Işık, sesten çok daha hızlı yayılır. Şimşeklerin çaktığı bir
havada ilk önce parlak ışığı görür sonrada gök gürültüsünü duyarız.
Örneğin; gök gürültüsünün şimşekten bir saniye sonra duyulması
yıldırımın 350 metre uzakta oluştuğunu bize gösterir.
ELEKTRİK DEVRELERİ EKTRİK AKIMI
Elektronların iletken içindeki hareketine elektrik akımı denir. Bir iletkenden birim zamanda (t) geçen yük miktarına (q), elektrik akım şiddeti ( I ) denir.
- Elektrik akımı, üretecin ( + ) ucundan çıkıp ( - ) ucuna girecek şekilde oluşur.
- Elektron akımı, üretecin ( - ) ucundan çıkıp ( + ) ucuna girecek şekilde olur.
B. ELEKTRİK DEVRE ELEMANLARI
1. Üreteç
Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çevirerek devreye elektrik akımı veren elemanlara pil veya akümülatör denir. Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren cihazlara jeneratör denir.
Bir üretecin uçları arasındaki potansiyel farka elektromotor kuvvet (emk, V) denir.
2. Direnç
Elektrik akımının geçmesine zorluk gösteren yani elektrik enerjisinin harcandığı elemana direnç denir. Bunlar lamba, ütü, elektrik ocağı vb. cihazlar olabilir. Direncin birimi ohm (W) dur.
3. Ayarlı Direnç (Reosta)
Devredeki akım şiddetini ayarlamak için kullanılan değişken dirençlere reosta denir.
4. Ampermetre
Elektrik akım şiddetini gösteren ölçü aletine ampermetre denir. Ampermetreler devreye daima seri bağlanır. Akım birimi amperdir.
5. Voltmetre
Elektrik devrelerinde potansiyel farkı (gerilim) gösteren ölçü aletine voltmetre denir. Voltmetre gerilimi ölçülecek elemana daima paralel bağlanır. Potansiyel fark (gerilim) birimi volttur.
Diğer devre elemanları : Topraklama, sigorta
C. OHM KANUNU
Bir iletkenin uçlarındaki potansiyel fark (gerilim) ile iletkenin içinden geçen akım arasında sabit bir oran vardır. Bu orana iletkenin direnci denir.
- Bir iletkenin direnci; öz direnci ve boyu ile doğru orantılı, kesit alanı ile ters orantılıdır.
Özdirenç : Birim uzunluk ve birim kesitteki iletkenin direncine denir. İletkenin cinsine bağlıdır ve ayırt edici bir özelliktir.
Kısa Devre : Elektrik akımının devresini direncin olmadığı yoldan tamamlamasına denir. Direnç üzerinden akım geçmez.
D. DİRENÇLERİN BAĞLANMASI
1. Seri Bağlama
Dirençlerin birer uçları birbirine bağlanarak (uç uca eklenerek) elde edilen bağlama şekline seri bağlama denir.
Eşdeğer direnç, dirençlerin toplamına eşittir.
Toplam potansiyel fark dirençlerin potansiyel farklarının toplamına eşittir.
2. Paralel Bağlama
Dirençlerin birer uçları bir noktada, diğer uçları da başka bir noktada olacak şekilde bağlanmalarına paralel bağlama denir.
Eşdeğer direnç, 1/Reş = 1/R1+1/R2+1/R3
Devrenin toplam akımı, kolların akımları toplamına eşittir.
Kollardaki potansiyel farklar birbirine eşittir.
III. ELEKTRİK DEVRELERİNDE AKIM VE GERİLİM
- SERİ BAĞLI DEVRELERDE AKIM VE GERİLİM
- Seri bağlı devrelerde, toplam gerilim, devredeki dirençlerin gerilimlerinin toplanması ile bulunur.
- Seri bağlı devrelerde, akım kollara ayrılmadığı için ana kol akımı (I), devredeki dirençlerin akımlarına eşittir.
- Seri bağlı devrelerde, dirençlerden geçen akım şiddeti sabit olduğundan, gerilimler, dirençlerin büyüklüğüyle doğru orantılı olur.
- PARALEL BAĞLI DEVRELERDE AKIM VE GERİLİM
- Paralel bağlı devrelerde, paralel bağlı dirençlerin gerilimleri birbirine eşittir.
- Paralel bağlı devrelerde, akım kollara ayrıldığı için toplam akım kollardaki akımların toplanması ile bulunur.
- Her bir koldan geçen akım, o koldaki dirençle ters orantılıdır. Büyük dirençten az akım, küçük dirençten çok akım geçer.
IV. ÜRETEÇLERİN BAĞLANMASI
A. SERİ BAĞLAMA
1. Düz Seri Bağlama
Seri
bağlamada bir üretecin (+) ucu diğer üretecin (-) ucuna bağlanır. Bu
durumda toplam potansiyel fark, üreteçlerin potansiyel farklarının
toplamına eşit olur.
Üreteçler
seri bağlandığında toplam potansiyel fark artar. Bu nedenle devre akımı
artar. Çekilen akım şiddeti arttığı için üreteçlerin ömrü azalır.
2. Ters Seri Bağlama
Seri
bağlı üreteçlerin aynı kutupları birbirine bağlandığında üreteçler ters
bağlanmış olur. Bu durumda şekildeki üreteçlerin toplam potansiyel
farkı; V=V1+V2-V3 olur. (V1 + V2 > V3 ise,)
B. PARALEL BAĞLAMA
Üreteçlerin (+) uçları birbiriyle, (-) uçları da birbiriyle bağlanırsa buna paralel bağlama denir. Paralel bağlı üreteçlerin potansiyel farkları eşittir. Bu durumda toplam potansiyel fark; yine V kadar olur.
Üreteçlerin
toplam potansiyel farkı bir üretecinki kadar olur. Bu nedenle üreteç
sayısı arttıkça devrenin toplam potansiyel farkı ve akımı artmaz.
Çekilen akım şiddeti artmadığı için üretecin ömrü uzun olur.
(Üreteçlerin iç dirençleri ihmal ediliyor.)
V. GÜÇ VE ENERJİ
Elektronlar
bir iletkenden geçerken iletkenin atomlarına çarparak titreşimlere
sebep olurlar. Bu titreşimler iletkene ve çevreye yayılarak ısı
enerjisinin oluşmasına sebep olurlar. Bu şekilde elektrik enerjisi ısı
enerjisine dönüşmüş olur.
Isınan iletkenin erime noktası çok yüksek ise iletken akkor hale gelerek ışık enerjisi de yayar.
- ENERJİ
Bir elektrik devresinden akım geçirildiğinde iş yapılmış (bir miktar enerji harcanmış) olur. Bu enerji
Enerji = Gerilim x Akım x Zaman
E = V . I . t olur.
V2
V = I . R olduğundan enerji E = —- . t veya E = I2 . R. T şeklinde de ifade edilir.
R
E
|
V
|
I
|
R
|
t
|
Enerji
|
Gerilim
|
Akım
|
Direnç
|
Zaman
|
J
|
V
|
A
|
W
|
s
|
wh
|
V
|
A
|
W
|
h
|
1 wh = 3600 J
1 kwh = 1000 wh
1 J = 0,24 cal
B. ELEKTRİKSEL GÜÇ
Bir elektrik devre elamanının harcadığı güç;
Harcanan enerji V . I . t
Güç = ---------------------- P = --------------
Zaman t
Güç = Gerilim • Akım P = V . I
V2
V = l . R olduğundan güç P = ---- veya P = l2 . R şeklinde ifade edilir.
R
P
|
V
|
l
|
R
|
Güç
|
Gerilim
|
Akım
|
Direnç
|
W
|
V
|
A
|
n
|
VI. MANYETİZMA
Demir, nikel, kobalt gibi maddeleri çekme özelliği gösteren cisimlere mıknatıs denir.
Elde ediliş biçimlerine göre; doğal ve suni mıknatıs şeklinde ikiye ayrılırlar.
Mıknatıslık
sürelerine göre ise; geçici ve daimi mıknatıs şeklinde ikiye
ayrılırlar. Mıknatıslar şekillerine göre incelendiğinde; atnalı, çubuk, U şeklinde ve pusula iğnesi şeklinde olanları vardır.
A. MIKNATISIN KUTUPLARI VE MANYETİK KUVVET ÇİZGİLERİ
Mıknatısın çekme özelliği fazla olan uç kısımlarına mıknatısın kutupları denir.
Çubuk
mıknatıs tam ortasından bir iple asıldığında, kutuplardan biri kuzeye,
diğeri güneye yönelir. Kuzeye yönelen uca kuzey kutup (N), güneye
yönelen uca güney kutup (S) adı verilir.
Mıknatıslar; demir, nikel, kobalt gibi maddeleri çekerler. Mıknatıs tarafından çekilebilen bu tür maddelere manyetik maddeler denir.
Mıknatısın, manyetik cisimleri her yönde çekebildiği alana mıknatısın çekim alanı denir. Mıknatısın bu çekim alanına mıknatısın manyetik alanı da denir.
Mıknatısın çevresinde oluşturduğu bu manyetik alan, manyetik kuvvet çizgileri ile gösterilir.
Manyetik kuvvet çizgileri, mıknatısın N kutbundan çıkıp S kutbuna görecek şekilde yönlendirilir.
Bir
mıknatısın manyetik kuvvet çizgileri, mıknatısın uçlarına yakın
bölgelerde daha sık, uzak bölgelerde ise seyrektir. Manyetik alanın
şiddeti manyetik kuvvet çizgilerinin sık olduğu yerlerde büyük ve
manyetik kuvvet çizgilerinin seyrek olduğu yerlerde küçük olur.
B. MIKNATISLANMA
Manyetik maddeler, sürtünme, dokunma ve tesir ile mıknatıslanabilirler.
Bir
mıknatısın manyetik alanı içine yerleştirilmiş, mıknatıs özelliği
olmayan bazı maddeler, alan içinde belli bir süre kaldıktan sonra
mıknatıslık özelliği kazanırlar. Bu tür mıknatıslanmaya tesir ile mıknatıslanma denir.
Isıtma, çarpma ve manyetik alanının ortadan kaldırılması gibi yollarla maddelerin mıknatıslık özellikleri yok edilebilir.
Mıknatıslık
özelliği olmayan manyetik maddelerin manyetik özellik gösteren küçük
bölgelerinin dizilişi düzensiz ve karışıktır. Mıknatıslandığında ise bu
manyetik özellik gösteren küçük bölgelerin dizilişi düzenli hale gelir.
Demir, mıknatıslandığında mıknatıslığı geçici olur ve buna geçici mıknatıslanma denir.
Çelik ise mıknatıslık özelliğini uzun süre korur ve buna daimi (sürekli) mıknatıs denir.
Mıknatısın Bölünmesi:
Bir mıknatıs bölündüğünde oluşan her parçacığın mıknatıslığı devam eder. Bu nedenle her parçanın N ve S kutupları bulunur.
Bölünmüş
mıknatısın bir ucu N kutbunu iter, diğer ucu ise çeker. N kutbunu iten
uç N, çeken uç ise S tir. Mıknatısın bölme işlemi defalarca
tekrarlandığında elde edilen her parçada N ve S kutuplarının etkisi
devam eder.
Mıknatısların Çekme ve İtme Kuvvetleri :
iki mıknatıs birbirine yeterince yaklaştırıldığında aralarında çekme veya itme şeklinde bir kuvvet oluşacaktır.
Mıknatıslarda aynı tür kutuplar birbirini iter ve zıt kutuplar birbirini çeker.
Mıknatıs etkisinin ortamlardan geçişi:
Mıknatısın
manyetiklik etkisi manyetik kuvvet çizgileri ile belirtilir. Bu
manyetik kuvvet çizgileri manyetik maddelerde daha sık ve etkin olurlar.
Buna karşılık manyetik olmayan maddelerde seyrek olacakları için
mıknatıslık etkisini iyi iletemezler.
Manyetik alan, boşluk dahil her ortamda etkindir ve yalıtılması ortam etkisi ile mümkün değildir.
Bir mıknatısın kutuplarının pusula ile belirlenmesi:
Kutupları bilinmeyen bir mıknatısın hangi ucunun kuzey (N), hangi ucunun güney (S) olduğu bir pusula ile belirlenebilir.
Mıknatısın bir kutbu, pusula ibresinin kuzey yönü gösteren ucuna yaklaştırıldığında, çekme etkisi görülürse bu uç S kutubudur veya itme etkisi görülürse N kutbu olduğu anlaşılır.
- YERKÜRE'NİN MANYETİK ALANI
Ortasından
bir iplik ile bağlanarak asılan çubuk mık sın belirli bir doğrultuyu
alması, mıknatısa bir manyetik alanın etki ettiğini gösterir. Bu alan
yerin manyetik alanıdır.
Mıknatısın
N kutbu kuzeyi ve S kutbu güneyi gösteri kuzeyde bir güney mıknatıs
kutbunun ve güneyde kuzey mıknatıs kutbunun olduğunu gösterir.
Pusula ibresi, manyetik kutuplar doğrultusunda sapacağı için, coğrafi kuzey-güney ekseni arasında bir açı oluşur. Bu açıya sapma açısı denir.
Yerin manyetik kutupları arasındaki eksen ile dönme ı seni arasında yaklaşık 15° lik
açı vardır. Dünya'nın manyetik alanının gösterdiği etki yerin merkezine
konmuş büyük bir çubuk mıknatısın manyetik alanına benzer
- ELEKTROMIKNATIS
İçinden
elektrik akımı geçen telin yanına bir pusula yerleştirildiğinde pusula
ibresinin saptığı gözlenir. Pusula ibresinin ancak manyetik alan etkisi
ile saptığı bilindiğine göre akım geçen iletkenin çevresinde manyetik
alan oluşturduğu anlaşılmaktadır.
Galvanoskop : Pusula tel sargı düzeneğine galvanoskop denir. Bu alet elektrik akımının varlığını tespit etmek için kullanılır.
Kaynak : fenokulu.net
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder