Elektrik Enerjisi Nasıl Taşınır? (Konu Anlatımı) | 1- Elektrik Yükü Çeşitleri (Artı ve Eksi Yükler) :
Doğada iki çeşit elektrik yükü vardır. Bunlar pozitif yani (+) artı ve negatif yani (-) eksi elektrik yükleridir.
• Aynı cins elektrik yükleri birbirlerini iterler.
• Zıt elektrik yükleri birbirlerini çekerler.
İTER İTER ÇEKER
2- Elektrik Akımının Oluşması :
Zıt elektrik yükü ile yüklü olan veya üzerinde biriken elektrik yüklerinin sayısı farklı olan iki cisim iletken bir tel ile birbirlerine bağlandığında cisimlerden birinden diğerine elektrik yükü hareketi olur. Elektrik yüklerinin hareketine elektrik akımı denir. Elektrik akımı, daima (–) yüklerin yani elektronların hareketi sayesinde oluşur.
Elektrik akımının oluşabilmesi için iletken telin iki ucu arasındaki elektrik yüklerinin enerjilerinin farklı olması gerekir. Elektrik akımının oluşması sırasında enerji, yüksek enerjili cisimden (kutuptan) düşük enerjili cisme (kutba) doğru gerçekleşir.
Elektrik akımının sürekli olabilmesi için elektron hareketinin sürekli olması gerekir. Elektron hareketini sürekli hale getirebilmek için elektrik enerjisi (elektron yani (–) elektrik yükü) üreten kaynaklar kullanılır. Elektrik enerjisi (elektron yani (–) elektrik yükü) üreterek sürekli elektrik akımının oluşmasını sağlayan kaynaklara elektrik akımı kaynağı veya güç kaynağı veya üreteç denir. Pil, akümülatör, dinamo, jeneratör elektrik akımı kaynaklarıdır.
Pil, basit elektrik devrelerindeki yüklere elektriksel bir kuvvet uygulayarak yüklerin elektrik enerjisi kazanmalarını ve bu enerjinin iletken tel boyunca iletilmesini sağlar. Bunun sonucunda iletken teldeki elektrik yükleri arasında enerji aktarımına neden olur. Negatif elektrik yüklerinin titreşim hareketleri sonucu yükler arasında gerçekleşen elektrik enerjisi aktarımına elektrik akımı denir.
Elektrik akımı, yüklerin akışı anlamına gelmez. Elektrik akımı, yüklerin titreşim hareketinin sonucunda oluşur yani elektrik akımı yüklerin akışı sonucunda değil, yüklerin titreşim hareketi sonucunda oluşur.
3- Elektrik Yüklerinin Akışı :
Zıt elektrik yükü ile yüklü olan yani (+) pozitif ve (-) negatif elektrik yükü ile yüklü olan iki cisim iletken bir tel ile birbirlerine bağlandığında (-) negatif yüklü cisimden (+) pozitif yüklü cisme doğru elektron akışı olur. İletken tel üzerinde elektronların akması sonucu elektrik akımı oluşur. Elektrik akımı sayesinde de elektrik enerjisi oluşur.
Elektrik akımı oluşurken;
• Negatif (-) yüklü cisme negatif (-) kutup veya katot denir.
• Pozitif (+) yüklü cisme pozitif (+) kutup veya anot denir.
• Elektron akışının yönü negatif (-) kutuptan yani katottan pozitif (+) kutba yani anota doğrudur.
• Elektrik akımının yönü pozitif (+) kutuptan yani anottan negatif (-) kutba yani katota doğrudur.
4- Pil, Pil Çeşitleri ve Pillerin Özellikleri :
Kimyasal enerjiyi depolayan, gerektiğinde depoladığı kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çeviren elektron yani (-) elektrik yükü üreten kaynaklara pil denir.
Pillerin; Volta pili, limon pili, Daniell pili, kuru pil (Leclanche pili) gibi çeşitleri vardır.
Bütün pillerde ortak olan bazı özellikler vardır. Bunlar;
• Bütün pillerde (+) ve (-) kutup bulunur.
• Bütün pillerde iki farklı cins metal kullanılır.
• Bütün pillerde elektrik akımını ileten yani elektronların geçişini sağlayan bir sıvı bulunur.
5- Basit Elektrik Devreleri :
Pil, pil yatağı, ampul, duy, anahtar ve bağlantı kablolarından oluşan devreye basit elektrik devresi denir.
(Elektrik yüklerinin üretecin bir kutbundan çıkıp diğer kutbuna girmesini yani akışını sağlayan düzeneğe basit elektrik devresi denir).
• Devredeki pil elektrik enerjisi üretir (yani elektrik yükü yani elektron kaynağıdır ve elektrik akımının oluşmasını sağlar).
• Devredeki pil yatağı, pillerin devreye bağlanmasını sağlar.
• Devredeki iletken tel, elektrik enerjisinin (elektrik yüklerinin yani elektronların) akışını sağlar.
• Devredeki ampul, iletken telden elektrik enerjisinin (yani elektronların) geçtiğini ya da geçmediğini (yani elektrik akımının oluşup oluşmadığını) gösterir.
• Devredeki duy, ampullerin devreye bağlanmasını sağlar.
• Devredeki anahtar, elektrik enerjisinin (yani elektrik yüklerinin yani elektronların) geçmesini ya da geçmemesini sağlar.
Basit elektrik devrelerinde anahtar açıkken devreden elektrik enerjisi (elektrik yükleri yani elektrik akımı) geçemez ve ampul yanmaz. Böyle devrelere açık devre denir.
Basit elektrik devrelerinde anahtar kapalı iken devreden elektrik enerjisi (elektrik yükleri yani elektrik akımı) geçebilir ve ampul yanar. Böyle devrelere kapalı devre denir.
Basit elektrik devrelerinde elektrik akımının yönü, pilin dışında (+) kutuptan (-) kutba doğru, pilin içinde ise (-) kutuptan (+) kutba doğrudur.
Basit elektrik devrelerinde elektronların akış yönü pilin dışında (-) kutuptan (+) kutba doğrudur.
1. Etkinlik : Devre Elemanlarını Hatırlayalım (Çalışma Kitabı – 82)
Amaç : Ön bilgilerin yoklanması.
Yapılacaklar : • Devre elemanlarının sembolleri, şemaları ve görevleri
yazılarak ön bilgilerdeki eksikler belirlenir ve giderilir.
2. Etkinlik : Nereden, Nereye, Nasıl Geldim? (Çalışma Kitabı – 82)
Amaç : Öğrencilerin ünitenin başındaki ve sonundaki durumlarını
karşılaştırarak kendilerini değerlendirmelerini sağlamak. Ayrıca ünite ile ilgili ön bilgilerini hatırlayarak bu ünitede ne öğrenmek istediklerini ve öğrenmek istediklerine nasıl ulaşacaklarını belirlemek.
Yapılacaklar : • Çalışma kitabının 1. ünitesinde sayfa 11’deki 2. etkinlikteki
tablo kullanılır ve bu tablo deftere çizdirilir.
• Çizelgenin 1. bölümündeki sorular üniteye başlamadan cevaplandırılır.
• Ünitenin işlenişi sırasında neyi, ne kadar öğrendiklerinin farkına varmaları için 2. bölümdeki sorular cevaplandırılır.
1. Alternatif Etkinlik : El Feneri (Öğretmen Kitabı – 126)
Amaç : El fenerindeki ampulün ışık vermesi için devrenin kapalı
olması gerektiğinin farkına varmak.
Yapılacaklar : • Anahtarın kullanımını sorular okunarak şekil üzerinde
gösterilir.
6- Devre Elemanları ve Sembolleri :
Basit elektrik devresini oluşturan araçlara devre elemanı denir.
Devre Elemanının İsmi Devre Elemanının Sembolü
7- İletken ve Yalıtkan Maddeler :
a) İletken Maddeler :
Elektrik enerjisinin (elektrik yüklerinin yani elektronların) üzerinden serbestçe geçebildiği (akabildiği) maddelere iletken maddeler denir.
(Elektrik akımını iletebilen maddelere iletken maddeler denir).
Metaller (altın, gümüş, bakır, demir, çinko, alüminyum), çivi, alüminyum folyo, tuzlu su, asitli su, sirke (bazlı su, insan vücudu) iletken maddelerdir.
b) Yalıtkan Maddeler :
Elektrik enerjisinin (elektrik yüklerinin yani elektronların) üzerinden serbestçe geçemediği (akamadığı) maddelere yalıtkan maddeler denir.
(Elektrik akımını iletemeyen maddelere yalıtkan maddeler denir).
Plastik, cam, tahta, hava, porselen, kauçuk, silgi, kâğıt, saf su, alkol, şekerli su, ebonit, mika, teflon, bakalit yalıtkan maddelerdir.
NOT :
1- Elektrik enerjisini iletkenlerden az, yalıtkanlardan daha fazla iletebilen maddelere
yarı iletken maddeler denir. Silisyum, germanyum, karbon (kömür), bakır oksit yarı iletken maddelerdir.
2- Elektrik enerjisini iletkenlerden daha iyi iletebilen maddelere süper iletken maddeler denir. Altın, gümüş, platin süper iletken maddelerdir. (Süper iletkenler sıcaklık azaldığında direnç küçüldüğü için elektrik akımını daha iyi iletirler).
3- Yalıtkan olan sıvılar, yüksek elektrik enerjisi altında iletken hale geçebilirler.
Gazların İletkenliği :
Katı ve sıvı haldeki maddeler iletken veya yalıtkan maddeler olabilirler. Gaz halindeki maddeler ise normal şartlarda yalıtkan olmasına rağmen bazı özel durumlarda yani uygun şartlar sağlandığında iletken hale geçebilirler. Gaz halindeki yüksek elektrik enerjisinde iletken hale geçebilirler.
Hava, gaz halindeki bir maddedir ve normal şartlarda yalıtkandır. Ancak bazı durumlarda hava da iletken hale geçebilir.
Şimşek ve yıldırım olayları elektrik enerjisi boşalmasıdır. Şimşek ve yıldırım olaylarında normalde yalıtkan olan hava yüksek elektrik enerjisi sayesinde iletken hale gelir.
Aydınlatmada kullanılan flüoresan ve neon lambalar, gazların özel koşullarda (düşük basınçta ve havasız ortamda) iletken hale gelmesinden yararlanılarak yapılmıştır.
NOT : 1- Benjamin Franklin, 1752 yılında yaptığı deneyde, fırtınalı bir havada ucuna metal bir
anahtar bağladığı uçurtmanın yükselmesini sağlayarak yıldırım çarpması sonucu anahtardan kıvılcım çıkmasını sağladı. Bu sayede yıldırımın elektrik enerjisi boşalması olduğunu gösterdi.
9- Elektrik Enerjisinin Taşınması :
Farklı enerji türlerinden elektrik enerjisinin üretilmesini sağlayan kuruluşlara elektrik santrali denir. Elektrik santrallerinin termik santral, hidro elektrik santrali, nükleer santral gibi çeşitleri vardır. Bunun dışında rüzgâr enerjisi, güneş enerjisi ve jeotermal (termal su kaynakları) enerji ile çalışan santraller de vardır.
Elektrik enerjisi, basit bir elektrik devresinde olduğu gibi elektrik santralinde başlayıp evlere, işyerlerine kadar uzanan ve oradan tekrar santrale dönen kapalı bir devrede taşınır. Elektrik enerjisi, kullanıldığı yerlere göre ışığa, sese, ısıya ve harekete dönüşür.
Elektrik santrallerinde üretilen elektrik enerjisinin kullanılacağı yerlere taşınmasını enerji nakil hatları sağlar. Enerji nakil hatları, ya toprak altında bulunan iletken tellerden ya da çelik direkler üzerinde bulunan iletken tellerden oluşur.
Enerji nakil hatlarında genelde bakır veya alüminyumdan yapılan iletken teller kullanılırken demirden yapılan iletken teller kullanılmaz. Enerji nakil hatlarında demir gibi iletkenlerin kullanılmamasının nedeni de bakır ve alüminyumun demire göre hem kolay işlenmesi hem de daha kolay eğilip bükülmesidir. (Enerji nakil hatlarında genelde alüminyumdan yapılan iletken teller kullanılır).
Enerji nakil hatlarında kullanılan çelik direkler iletkendir. Elektrik enerjisinin taşınması sırasında iletken tellerin çelik direklere temas etmesi halinde elektrik enerjisi toprağa akar ve enerji kaybı olur. İletken tellerin çelik direklere temas etmesini önlemek için bu tellerin direklere temas eden kısımlarında cam, seramik gibi yalıtkan maddeler kullanılır.
10- Yalıtkan Maddelerin Elektrik Enerjisinin Tehlikelerine Karşı Kullanılması :
Maddeler elektrik enerjisini iletebilme özelliğine göre iletken ve yalıtkan maddeler olarak iki grupta incelenirler. İletken maddeler elektrik enerjisinin taşınması için kullanılırken yalıtkan maddeler de elektrik enerjisinin zararlı etkilerinden korunmak için kullanılırlar. Bunun için iletken maddelere yalıtkan maddeler ile yalıtım yapılır. Yalıtım yapılırken en çok porselen, plastik, bakalit ve kauçuk gibi yalıtkanlar kullanılır.
Günlük hayatta kullanılan elektrikli ev aletlerinin (ütü, televizyon, fırın, süpürge, bilgisayar, müzik seti) çalışabilmesi için elektrik enerjisi gereklidir. Şehir şebekesinden evlere gelen, evlerden de elektrikli ev aletlerinin içine giren elektrik enerjisinin zararlı etkilerinin önlenmesi için elektrik enerjisini taşıyan iletken kablolar veya içerisinde elektrik enerjisi bulunan ev aletleri yalıtkan maddeler ile kaplanmıştır. Bundan dolayı ev aletlerine rahatça dokunulabilir ve elektrik enerjisinin zararlı etkilerinden korunulabilir. Ev aletlerindeki iletken kablolara dokunulması halinde elektrik çarpması görülür ve bu da zararlı sonuçlar doğurabilir.
Ev aletleri kullanılırken;
• Yıpranmış kablolar yenileri ile değiştirilmelidir.
• Bir prize birden fazla fiş takılmamalıdır.
• Elektrik kablolarının yanında yanıcı ve ısıtıcı cihazlar kullanılmamalıdır.
• Elektrikli cihazlar tamir edilirken elektrik enerjisi kesilmelidir.
• Nemli ortamlarda elektrikli cihazlar kullanılmamalıdır.
• Bozulmuş prizler yenileri ile değiştirilmelidir.
NOT : 1- Fiş, duy, priz, kablo gibi araçların üzerindeki cam, seramik veya plastik gibi yalıtkan
maddeler elektrik enerjisinin zararlı etkilerinden korur.
2- Elektrik kablolarında elektrik enerjisinin taşındığı kısım metaldir yani iletkendir. Elektrik kablolarının dış kısmı ise plastikle kaplanmıştır. Elektrik kablolarının üzerinin yalıtkan maddelerle kaplanmasının nedeni ısı kaybını önlemek ve elektrik enerjisinin zararlı etkisini yok etmek içindir.
3- Elektrikli cihazlarda yalıtkan olarak sert plastik, kablolarda ise yumuşak plastik kullanılır. Kablolarda yumuşak plastiğin kullanılmasının nedeni esneme ve bükülebilme özelliğine sahip olması ve kabloların kolay kullanılmasıdır.
4- Elektrik tellerinin bakır ya da alüminyumdan yapılıp demirden yapılmamasının
nedeni bakır ve alüminyumun iyi iletken olması, kolay işlenmesi kolay eğilip bükülmesidir.
5- Elektrik santrallerinde üretilen elektrik enerjisini yerleşim yerlerine taşıyan enerji nakil hatlarında alüminyumdan yapılan iletken tellerin kullanılmasının nedeni hafif ve ucuz olmasıdır.
6- İletken kablolar kullanım amacına göre farklı kalınlıkta ve şekilde olabilirler. Bu kablolar üzerinden geçen elektrik enerjisinin miktarında göre farklı teknikler ve malzemeler kullanılarak yalıtılırlar.
7- Piller güvenli elektrik enerjisi kaynaklarıdır ve kullanımı sırasında zarar vermezler.
8- Şehir elektriği yüksek elektrik enerjisine sahiptir ve kullanırken dikkatli olunmalıdır.
Hazırlayan:Murat Üstündağ |
IŞIK ETKİSİ AMPULLER VE GÜÇ |
Evlerimizde aydınlatmada kullandığımız ampulün yanması için anahtarı kapatmamız gerekir. Anahtar kapalı olunca devre tamamlanır. Elektronların hareketi sonunda ampul ışık verir. Her maddenin iletkenleri birbirinden farklıdır. Elektronların hareketleri sırasında iletkenin atomları elektronlara karşı direnç gösterir. Bu dirençten dolayı iletken tel ısınır. Isınan tel, akkor haline gelerek ışık saçmaya başlar. Ampullerin yapılışında elektriğin ısı etkisinden yararlanma esası göz önüne alınmıştır.
Deney: Elektrik devresine bağlı bir ampulün ışık vermesi
Amaç: Ampulün nasıl ışık verdiğini vermek.
Araç ve Gereçler:
- Duylar ve ampuller. (2.2 volt – 3 adet)
- Anahtarlar
- Pil (2 x 1,5 V)
- Bağlantı Kabloları
Ampul Nasıl Yanar?
Anahtar kapalı olunca devre tamamlanır. İletkenden geçen elektronlar ampulün içindeki erime noktası ve direnci çok büyük olan tungstenden yapılmış ince iletkenden geçerken tel çok çabuk ısınarak akkor hale gelerek çevreye ışık saçar. Ampul, içindeki tel çok yüksek sıcaklığa ulaştığında oksijenle reaksiyona girmemesi ve daha dayanıklı olması için oksijensiz veya yanmayan gazlarla doldurulur. Örneğin; argon gazı gibi.
Deneyin Yapılışı ve Sonucu:
Şekildeki düzenek kurulur.
1. ve 2. ampuller birbirlerine seri , 3. ampule paralel bağlıdırlar.
A anahtarı kapalıyken, b anahtarı açıkken 1. ve 2. ampuller yanar.
B anahtarı kaplıyken, a anahtarı açıkken 3. ampul yanar.
Her iki anahtarda kaplıyken, bütün ampuller yanar; fakat 3. ampul daha parlak yanar.
Bunun nedeni 1 ve 2’nin birbirine seri bağlı olmasıdır. 1 ve 2 birbirine paralel bağlı olsalardı, bütün ampuller eşit parlaklıkta yanarlardı
ELEKTRIK AKIMI
Bir gazın, elektrik yükünün, parçacığın devinimi, dolanımı, yer değiştirmesi; cereyan hava akımına AKIM denir.Elektrik akımı, katı, sıvı ya da gaz iletken içinde elektrik yüklerinin yer değiştirmesidir.Bir elektrik akımı, doğru ya da değişken olabilir.Değişken akımlar DÖNEMLİ ve DÖNEMSİZ akımlar olmak üzere ikiye ayrılır.
AMPUL
Saydam ya da yarısaydam, gaz sızdırmaz cam bir kılıftan oluşan ve içinde ışık veren bir filaman bulunan aydınlatma düzeneğine AMPUL denir. Mum ampul, uzunca ve sivri uçlu, akkor telli küçük elektrik ampullüdür.
Aydınlatma da en çok kullandığımız araçlar başında ampuller gelir.Bunun sebebi ekonomik ve kullanışlı olmasıdır.Bir ampulün yapısını incelediğimizde dışında cam koruyucu, cam koruyucu içinde bakır tel ve duy gibi kısımları vardır.
Cam koruyucu havası boşaltılmış veya içinde asal gaz bulunduran ampulün dış kısmını oluşturur.Filaman(fitil)yüksek sıcaklığa(4000 santigrat dereceye ) kadar dayanıklı ince ve direnci büyük tungstenden yapılmıştır.Bakır tel ve devreden akım geçince akımı filamana getiren iletken bakırdan yapılmış duya takıldığında devrenin tamamlanmasını ve devreden akımın geçmesini sağlar.
Ampullerin üzerinde 2 rakam bulunur.Bunlardan biri ampulün potansiyel farkını (voltajını) gösterir. Bu rakam 110 volt ya da 220 volttur. Ülkemizde 220 voltluk ampuller kullanılmaktadır. Üzerinde 110 volt yazan ampulleri 220 voltluk şehir gerilimine bağlamamalıyız. Diğer rakam ampulün gücünü gösterir. Her ampulün gücü farklıdır.
Ampullerin güçlerinin farklı oluşu ne kadar aydınlatacağını gösterir. Gücü az olanın aydınlatması az, gücü çok olanın aydınlatması daha çoktur.
Aydınlatmada kullanılan lambalarda yüksek sıcaklığa getirilmiş katı cisimlerin akkorluk durumundan, ya da elektrik arkından, bir elektrik boşalmasındaki iyonlaşmış gazların flüorışı ve gazışısından yararlanılır.
AMPUL ÇEŞİTLERİ
AKKOR LAMBA
Bu lambada, joule olayıyla akkor hale getirilen bir iletkenin ışınımı söz konusudur. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, ışık verimi o kadar çok artar ve yayınlanan ışık da mavi ışınım bakımından daha zenginleşerek güneş ışığına yaklaşır. Bu durum, lamba içindeki flamanın sıcaklığının olabildiğince yükseltildiğinin nedenini açıklar; bununla birlikte, sıcaklık daha çok yüksek olursa tel buharlaşabileceğini, lambanın ömrünün yeterli uzunlukta olmasını sağlayan bir çözüm aranmıştır.
ARK LAMBA
Kömürler arasındaki elektrik arkı, akkor flamanlı lambanın bulunmasından çok daha önce, ışık kaynağı olarak kullanılıyordu. Bu lamba,, özellikle genel aydınlatma için büyük bir gelişme gösterdi, ancak kömürlerin sık değiştirilmesi zorunluluğundan dolayı bir kenara itildi. Bununla birlikte, ark lambası çeşitli gelişmelere yol açtı; günümüzde de, ışıma gücü yüksek bir kaynak gerektiren bazı uygulamalarda bu lambadan yararlanılmaktadır.
FLÜORIŞIL(FLORASAN) LAMBA
Bir maddenin, önceden bir ışınımla uyarılmış olan atomları artarda aşamalarla normal durumlarına döndüklerinde flüorışıl oluşur. Bu durumda yeniden yayınlanan dalgaların frekansları,uyarılma ışınımınınkinden çok daha küçüktür. Flüorışıl bir madde, böylelikle bir ışınım frekansı dönüştürücüsü gibi davranır. Sözgelimi, gözle görülmeyen kısa dalga boylu mor ötesi ışık flüorışıl özelliği olan bir katı cisim üstüne düşürülerek, görülebilir ışık elde edilir.Flüorışıl lambada da işte bu özellikten yararlanılır.
HALOJEN LAMBASI
Bu lambalar flamanın yüksek sıcaklıkta buharlaşmasından oluşan tungsten moleküllerinin, iç yüzeyde, giderek artan birikintilerinin yol açtığı ampuldeki kararmanın önlediği akkor flamalı lambalardır.
BOŞALMALI LAMBA
Soygazlar özellikle elektro gazışıya elverişlidir; elektrotlar arasındaki gerilim yeterli olunca, meydana gelen boşalma gaz atomlarının iyonlaşmasına yol açar ve gaz ışık verir. Bu tüpler genel aydınlatmada ve hava alanlarının işaret lambalarında kullanılır: Neonlu tüpler; argon ve cıva karışımlı neonlu tüpler; helyumlu tüpler vb.
Sodyum buharlı lambalar neonla doldurulmuş ve içinde, normal sıcaklıkta cam üstünde yoğunlaşmış katı sodyum parçacıklarında bulunan özel camdan bir tüp içerir. Boşalma, önce, neon sayesinde oluşur ve yayınlanan ışık kırmızımsıdır. Yüksek bir ışık verimi olan bu lambalar yolların ve yer altı geçitlerinin aydınlatmasında kullanılırlar.
Cıva buharlı lambalar, yeşilimsi ışıkları nedeniyle artık kullanılmamaktadırlar. Bunlar büyük alanların, stadyumların aydınlatılmasında ve renkli televizyon çekimlerinde kullanılır.
|
PİLLER | A- Pilin Tanımı: Piller; elektrik yükünü biriktiren ve kullanması gereken zamanda harcayan bir depo görevini yüklenmektedir. Pil üreteçler grubunun şimdilik en küçük üyesidir. B- Pil Çeşitleri: a)Volta Pili: Alexsander Volta‘nın 1800’de bulduğu Volta pilinde elektrolit olarak sülfat asidinin suda eriğiyi kullanılır. Elektronlar ise, bir bakır bir de çinko çubuktur. Çinko çubuk negatif, bakır çubuk ta pozitif kutbu oluşturmaktadır. Daha hiçbir elektrik devresine bağlanmamış bir volta pilinin iki ucu arasındaki potansiyel farkı 1 volttur. Devreyi tamamladığımızda 1 voltluk gerilimin hızla düştüğünü göreceksiniz. Çünkü çinko iyon salarak hızla erimeye başlamıştır. Bu iyonlar SO4(sülfat)’la birleşerek ZnSO4 (çinko sülfat karışımı)’ü oluştururlar. Bu arada hidrojen gazı da bakır çubuk etrafında kaçak hava kabarcıkları şeklinde yükselmişlerdir. Akım devam ettikçe gerilim farkı azalır. Artık öyle bir an gelir ki devreden akım geçmez. Eriyik içindeki hidrojen bakır çubuğu kaplar. Elektrolit, artık bakır çubuğun çeperine dokunamaz hale gelmiştir. Kutupların yeni hidrojenle kaplanan bakır çubuğun üzeri temizlenirse ve yeniden eriyik içine batırılırsa, akım geçmeye devam eder. Bu iki türlü yapılır. Biri zımpara kağıdı ile bakırın üzerindeki hidrojen tabakası kazınır. Diğeri ise bakır çubuk ateşe tutularak hidrojen kaplı tabaka yakılır. En basit ve ilk elektrik pili olan volta pili pratik olmadığından günümüzde kullanılmaz. b) Daniel Pili: Ortadan gözenekli bir bölümle ikiye bölünmüş bir kap alalım. Bu kabın birinci bölümüne ZnSO4’ün suda eritilmişini, diğerine de CuSO4’ün sudaki eriyiğini koyalım. ZnSO4’ün bulunduğu yere bir çinko çubuk batıralım. Diğerine de bakır bir çubuk batırılır. Daniel pilini yapmış oluruz. Aslında kimyasal tepkimeyi göz önüne alarak, şöyle bir sonuca varabiliriz. Pozitif elektrik yüklü çinko iyonlarının, bakır çubuğu kaplayıp, kutuplaşma meydana getirmesi gerekir. Oysa böyle bir olay meydana gelmez. Pozitif yüklü çinko iyonları bakır çubuğa doğru giderken, gözenekli kabı geçer geçmez çinko çubuğa doğru negatif elektrik yüklü SO4 iyonlarıyla karşılaşırlar. Bu karşılaşma sonucu bir tepkime oluşur. İkinci kapta bulunan Cu+SO4’deki pozitif elektrik yüklü iyonları ise pozitif kutbu, yani bakır çubuğa doğru giderlerken ve orada birikirler. Burada biriken bakır iyonları daha lsonra elektrik yüklerini sıfırlarlar. Diğer kaptaki elektrik yükü SO4 iyonları ise negatif kutba, yani çinko çubuğa giderek çinkoyu eritmeye başlar. Bu sırada elektron da verirler. Sonuçta bir kimyasal tepkime olur. Buraya kadar olanları özetleyecek olursak, çinko çubuğun eridiğini ve bakır çubuk üzerinde de bir bakır tabakası oluşturduğunu görürüz. Aynı cins madde ile kaplandığından pozitif kutuplanma olmadığı görülür. Bu pillerin gerilim farkı değişmez. Bu nedenle günümüzde hala kullanılmaktadır. c) Leclanche Pili: Bu pilde elektrolit olarak nişadırın sudaki eriyiği kullanılmaktadır. Pozitif kutup olarak kömür, negatif kutup olarak da çinko kullanılmalıdır. Leclanche pilinin çalışma ilkesini tam olarak anlayabilmek için şöyle bir deney yapmakta yarar vardır. Bir kabın içine su koyalım. Bu suyun içinde de nişadır eritelim. Eriyiğin içine bir kömür, diğeri de çinko iki çubuk batıralım. Bu iki çubuğu bir iletkenle birleştirelim. Pozitif yüklü NH4 kömür çubuk üzerini kaplar ve kutuplaşmaya yol açar. Leclanche pilinde bu kutuplaşmayı önlemek amacıyla mangandioksit kullanılır. Gözenekli bir küçük kap içine konan mangandioksite çarptıkları zaman yanarlar. Öte yandan Klor iyonları da çinko çubuğa, yani negatif kutba doğru giderler. Burada ZnCl2’ye dönüşür. Pilden akım geçtiği süre içinde kömür çubuğu kaplayan mangandioksit eksilir. Bunun sonucunda pilden akım geçmeye başlar. Leclanche pilleri sürekli elektrik akımı elde edilmeyen yerlerde kullanılır. Çünkü mangandioksit bitmesi ve kömür çubuğun kutuplaşması akımın kesilmesini ve kömür çubuğun kutuplaşmasını sağlar. Fakat bir süre sonra kutuplaşma devam eder. Sürekli elektrik akımının elde edilmesini gerektirmeyen yerler için ideal bir pildir. d) Kuru Pil: Silindir şeklinde bir çinko kap alalım. İçine suda eritilmiş nişadırı jelatinle karıştırarak, yoğun bir duruma getirip koyalım. Daha sonra içine mangandioksitle kaplanmış bir kömür çubuk yerleştirelim. Devreyi tamamladığımızda günümüzdeki kuru pil yapılmış olur. Çalışma ilkesi aynı Leclanche pilinde olduğu gibidir. Sadece sıvı elektrolit yerine daha koyulaştırılmış ve katı duruma getirilmiş elektrolit kullanılmıştır. Bu nedenle taşınması açısından kolaylık sağlanmıştır. C- Kuru Pil Hakkındaki Diğer Bilgiler: Pil devrede nedir? Pil, enerjili elektronların atomlara çarpmasını ve atomdan atoma enerji aktarılmasını sağlar. Pil, iki nokta arasında potansiyel fark oluşturan araçtır. D- Yapmamız Gerekenler: - Kısa devre pili hemen bitirir. Oluşan hidrojen patlamaya neden olur. Pil birden bire ısınır. - Pil asitli bir alettir. Asit parçalayıcıdır. Bu nedenle dikkatsizce oynanması tehlikelidir. Eğer bir yerimize asit değerse, önce asit değen yeri kurulamalı, sonra soğuk su ve sabunla iyice yıkamalıyız. E- Pilin Kullanıldığı Yerler: Piller küçük ve taşınması kolay olduğu için, walkmen, kumanda aletleri, oyuncak vb. yerlerde kullanılır. F- Kutuplaşma Nedir? Kutuplaşma bir pilin artı ucunun iyonlarının sıvıda ilerleyerek diğer ucu kaplamasına denir. Çünkü, artı uç eksiyi, eksi uç ise artıyı çeker. Böylece bir uç işe yaramaz hale gelir ve devre kitlenir. Pillerde kesinlikle kutuplaşma olur. Ancak, bunu geciktirmek önemlidir. G- Diğer Üreteçler: a) Akümülatörler: Halk dilinde akümülatörler elektrik akımını depolayan ve uzun süre kullanımını sağlayan aygıtlardır. Akümülatörlerin prensibi de, kutuplaşan volta pilinin hemen hemen aynısıdır. Çünkü akümülatör kutupları da belli bir süre sonra kutuplaşır ve elektrik akımı vermez. Akümülatöre, kutuplaşması uzun süren piller de denir. Akümülatörler içlerinde bulunan elektrolit ve elektrotlar açısından kutuplaşması çok uzun süren maddelerden seçilirler. Akümülatörlerin kutupları belli bir süre sonra kutuplaşır. Buna akümülatör boşaldı denir. Bunun giderilmesine de akümülatörün doldurulması denir. b) Jeneratörler: Büyük yerlerde elektrik üreten büyük araçlardır. Jeneratörler bazen elektrikler kesildiğinde devreye giren büyük piller şeklinde de olabilir. |
Pilin Kutupları Arasında Niçin Elektrik Akımı Oluşur? | Pilin Kutupları Arasında Niçin Elektrik Akımı Oluşur?
Pilin içinde gerçekleşen kimyasal olaylar sonucu, çinko kap üzerinde (–) yükler birikir. Ortadaki kömür çubuk üzerinde de (+) yükler birikir. Yani çinko kap eksi(–) yük bakımından zengin, kömür çubuk ise artı(+) yük bakımından zengindir. Önceki konulardan hatırlayacağınız gibi, (+) yükler (–) yükleri kendine doğru çeker. Böylece iletken tel içinde, pilin (–) kutbundan (+) kutbuna doğru elektron akımı başlar. Bu olay teller pilden ayrılınca biter. Eğer teller pilden ayrılmazsa, elektrik akımı, pil içinde kimyasal tepkimeler bitinceye kadar sürer. Elektrik üretmeyen pile, bitmiş pil denir. Protonlar Akamaz Fakat Elektronlar Akar
(–) elektrik yükleri, pilin (–) kutbundan (+) kutbuna doğru hareket eder. Artı(+) yükler atom çekirdeğinde bulunduğu için iletken tel içinde hareket edemez, eksi(-) yükler ise sürekli hareket hâlinde olduğu için bir atomdan diğerine geçerek elektrik akımını oluşturur. Suna GÜLÇEK |
Yaşamımızdaki Elektrik | ELEKTRİK
İletken Maddeler:
Elektriği ileten maddelere iletken denir.
- Bütün metaller iyi iletkendir.
- Bakır ve alüminyum iletken olarak en çok kullanılan metallerdendir.
- Altın, gümüş, civa,çinko,alüminyum,nikel
-Metaller içinde en iyi iletken altın ve sonra gümüştür.
- İletkenlik özelliği en iyi olan metal altındır.
- Tuzlu su, limonlu su, deniz suyu, asitli su, maden suyu, sirke,
- Toprak, insan vücudu, kurşun kalem içi de iletkendir.
- Tahta ıslatılırsa iletken hale geçebilir.
-
İletkenler olmasaydı:
- Elektriği bir yerden başka yere taşıyamazdık.
- Elektrikli aletlerimizi çalıştıramazdık
Yalıtkan Maddeler:
Elektriği geçirmeyen maddelere yalıtkan denir. - Tahta, porselen, seramik, yağmur suyu, saf su, şekerli su, ebonit çubuk,alkol, kauçuk, cam, plâstik, hava, kağıt, karton, yalıtkan maddedir.
Yalıtkanlar olmasaydı:
- Elektriğe karşı kendimizi koruyamazdık.
- Yalıtkanlar elektriği kontrol etmemizi sağlar.
- Yangın çıkmasını önler.
Devre elemanları: Pil, ampul,anahtar, kablo.
- Devre elemanları 2 kutupludur.
Ampulün parlaklığı nelere bağlıdır:
- Devredeki pil sayısı arttıkça parlaklık artar.
- Devredeki ampul sayısı arttıkça parlaklık azalır.
- Devredeki pilin kutuplarının yer değiştirmesi ampulün parlaklığını etkilemez.
- Ampulün içindeki telin cinsi değişirse parlaklık da değişir.
DİRENÇ :
Maddelerin elektrik iletimine karşı gösterdiği zorluğa direnç denir.
Direnci ölçen alete direnç ölçer (ohm metre) denir.
Direncin birimi ohm’dur. Ohm kısaca işareti ile gösterilir.
- Yalıtkanların direnci iletkenlere göre çok fazladır.
İletkenin Direnci Nelere Bağlıdır?
☻ iletkenin uzunluğuna,
☻ iletkenin cinsine
☻İletkenin kesit alanına bağlıdır(iletkenin inceliğine, kalınlığına).
REOSTA:Direnci değiştiren araca reosta denir.Bir iletkenin uzunluğunun değiştirilmesiyle direnci değişebilir.
Reosta ile ampulün parlaklığını artırıp azaltabiliriz.
Şekildeki devrede;
☻Sürgü 2 yönünde hareket ettirilince, devredeki telin uzunluğu ve dolayısıyla direnci artar.
Parlaklık azalır.
☻Sürgü 1 yönünde hareket ettirilince , iletken telin uzunluğu azalır.Devredeki direnç azalır, akım artar,
Parlaklık artar.
Şimşek: Atmosferde de rüzgarın etkisiyle bulutlar hem havayla hem de birbirleriyle temas ederler. Bunun sonucunda da elektriklenirler. Elektrik yüklü bulutlar birbirlerine yeterince yaklaşırsa birinden ötekine elektrik yükü boşalması olabilir. Bu olaya şimşek denir.
Yıldırım: Elektrik yüklü bulutlar yeryüzüne yeterince yaklaşırsa buluttan yere elektrik yükü boşalması olur. Bu olaya da yıldırım denir.
Elektrik Çarpması Nedir?
Elektriğin canlı vücudundan toprağa geçmesi olayıdır.
İnsan vücudu iletken olduğundan elektrik çarpmaları kaçınılmazdır.
Elektrik çarpması prizler-elektrikli aletlerden kaynaklanan elektrik kaçakları, kablolarının kopması ya da direklere tırmanılması, yıldırım düşmesi ile ortaya çıkabilir.
Vücuttan geçen elektrik akımları yüksek voltajdaysa, şok, kalp durması, solunum durması, ölüm gibi sonuçlar doğurabilir.
Elektrik çarpmalarına karşı alınacak önlemler:
- Tornavida ve pense gibi aletlerin saplarının plastikle kaplı olması
- Elektrikli işlerle uğraşırken plastik ya da kauçuk eldiven giyilmesi
- Prizlere birden fazla elektrikli alet fişi takılmaması
- Prizlere ıslak elle dokunmamak
- Kablolarda kopukluk yada erime varsa büyüklerimize haber vermek
- Kabloların etrafının plastikle kaplanması
Elektrik Çarpmasının İlkyardımı
- Elektrik akımı şalterden kesilmeli,
- Çarpılan kişi yalıtkan bir cisim veya sopa ile itilmeli
- Yalıtkan eldiven kullanarak kişi itilebilir.
Hazırlayan: ÇİĞDEM TOPUZ |
Pilli Oyuncak Araba Yapalım | |
| 
