Ünite özeti

23 Kasım 2012 Cuma

7.Ünite yaşamımızdaki elektrik ünite özeti (geniş özet)

               - Demir, nikel ve kobalt gibi mıknatıs yapımında kullanılan maddelere manyetik maddeler denir. Bu maddeler, dışarıdan bir manyetik etkiye maruz kaldığında kolayca mıknatıslık özelliği (manyetik özellik) kazanır. Manyetik özellik gösteren bu tür maddelerin sahip olduğu mıknatıslık özelliği, maddeyi oluşturan atomların yapısındaki elektronların hareketi ile oluşur.

- Mıknatısların çekme özelliğinin en kuvvetli olduğu uç kısımlarına kutup adı verilir. Mıknatıslar bir ucu kuzey (N), bir ucu güney (S) olmak üzere iki kutupludur ve mıknatıslar ne kadar parçalanırsa parçalansın sahip olduğu çift kutupluluk özelliğini korur.

- Mıknatısın kuzeye yönelen ucuna kuzey kutbu (N), mıknatısın güneye yönelen ucuna güney kutbu (S) denir. Mıknatısların aynı kutupları birbirini iter, farklı kutupları ise birbirine çeker.

- Bir mıknatısın itme ya da çekme özelliği gösterebildiği bölgeye, mıknatısın manyetik alanı denir. Manyetik alan; manyetik kuvvet çizgileri ile belirlenir. Oluşan bu kuvvet çizgileri; mıknatısın kuzey (N) kutbundan başlar, güney (S) kutbunda son bulur. Manyetik alan kuvvet çizgileri mıknatısın kutuplarından uzaklaştıkça seyrekleşir.

- Akım geçen tel yanında bulunan mıknatısa bir kuvvet uygular. Elektrik akımı sırasında iletkendeki elektriksel yük hareketleri birtakım manyetik olaylara neden olur. Elektrik akımının etkisiyle manyetik özellik kazanarak oluşturulan doğal olmayan bu tür mıknatıslara elektromıknatıs adı verilir.

- Elektromıknatısın kutupları, bobinden geçen akımın yönü ne bağlı olarak değişim gösterir. Bir elektromıknatısın kutuplarını bulmak için sağ elimizin parmaklarını akım yönünde bobin üzerine sararak bobine paralel olacak şekilde açtığımızda başparmak yönü N kutbunu gösterirken diğer uç S kutbu olur. Oluşan manyetik etki, telden geçen akıma bağlı olduğundan bobin ü zerinden geçen akım yön değiştirdiğinde buna paralel olarak elektromıknatısın kutupları da yer değiştirir.

- Bir iletken üzerine sarılan telden geçen akıma bağlı olarak iletken çevresinde oluşan manyetik etki; iletken telden geçen akım ve sarım sayısı ile doğru orantılıdır. Tel üzerinden geçen elektrik akımı nedeniyle oluşan manyetik etki, akım geçmemesi durumunda kaybolur. Benzer biçimde bobinin sarım sayısı ya da bobinden geçen akım arttırıldığında elektromıknatısın çekim gücü de artar.

- Kuvvetli bir manyetik alan içerisine konulan iletken bobinlerin üzerinden elektrik akımı geçirildiğinde bobin, oluşan elektromanyetik kuvvet etkisiyle dönmeye başlar. Bu şekilde çalışan düzeneklere elektrik motoru adı verilir. Yapısında elektromıknatıs bulunan elektrik motorları elektrik enerjisini hareket enerjisine çevirir. Kapı zili, hırsız alarmı gibi kullandığımız birçok aracın yapısında elektromıknatıs bulunur. Ayrıca elektrik motoruna sahip mikser, çamaşır makinesi gibi araçların içinde de elektromıknatıs bulunur.

Üzerine tel sarılı bir akım makarasına, bir çubuk mıknatıs v hızıyla yaklaştırılıp uzaklaştırılırsa akım makarası üzerinden belli bir akım geçer. Devrede herhangi bir üreteç olmadan tamamen sistemin manyetik alan değerinin değişim değeri ve hızına bağlı olarak iletken telde gözlemlenen akıma indüksiyon akımı denir.

- Kapalı bir devrede üreteç olmadan bu biçimde elde edilen indüksiyon akım şiddeti; mıknatısın oluşturduğu manyetik alanın şiddeti, mıknatısın yaklaşıp uzaklaşma hızı ve akım makarası u zerindeki telin sarım sayısıyla doğru orantılı olarak değişir. Ayrıca manyetik alanın değişimine bağlı olarak akım makarasında oluşan bu akımın mıknatıs yaklaşırken gözlenen yönü ile mıknatıs uzaklaşırken gözlenen yönünün birbirine zıt olduğu görülmüştür.

- İndüksiyon yoluyla ya da başka bir anlatımla artan veya azalan manyetik alan etkisiyle elde edilen, belli bir süre içinde devamlı olarak yön değiştiren elektrik akımına ise alternatif akım denir.

- Tersine çalışan elektrik motoru olarak da düşünebileceğimiz jeneratörler, elektrik akımı üreten araçlardır. Jeneratörler hareket enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür. Güç santrallerinde bulunan jeneratörlerde üretilen elektrik enerjisi elektrik iletim hatları ile evlerimize kadar taşınır.

- Jeneratörlerin elektrik enerjisi üretmesi için gerekli olan hareket enerjisi; su, ısı ya da nükleer reaksiyonlarla sağlanabilir.

- Doğru akım jeneratörleri, yapı bakımından alternatif akım jeneratörlerine benzer. Yalnız burada elde edilen akım hep tek yönlü dür. Bundan dolayı bu jeneratörlere doğru akım jeneratörü denir. Bisikletimizde kullandığımız dinamolar bir çeşit doğru akım jeneratörüdür.

- Akımın geçişine bağlı olarak iletken ü zerinden iletilen elektrik enerjisinin bir kısmı ısı enerjisine dönüşür. İletkenin direnç değerine bağlı olarak açığa çıkan ısı enerjisi, iletken direncinin haricinde iletkenden geçen akımın şiddetinin büyüklüğü ve akımın geçiş süresine bağlı olarak değişim gösterir.

- İletken üzerinde kontrolsüz olarak açığa çıkan ısı enerjisi sonucu meydana gelebilecek buna benzer tehlikeleri engellemek için öncelikle iletken ü zerinden geçen akımın kontrol altına alınması gerekir. Bu düşünce ile elektrik devrelerindeki tellerin aşırı ısınmasıyla oluşabilecek tehlikelere karşı önlem olarak sigorta adı verilen araçlardan yararlanılır.

- Sigortalar, taşıyabilecekleri en yüksek akım miktarına göre sınıflandırılır. Devre emniyetinde kullanılan sigorta değeri önemlidir. Bu nedenle sigorta seçerken sigorta gücü dikkate alınmalıdır. Bir aracın çektiği en büyük akım şiddeti bulunurken; aracın güç değeri, şebeke gerilimine bölünür. Devrede kullanılacak olan sigortalar, kullanılacağı devreden geçen akım değerinden biraz yüksek değerde seçilmelidir.

- Evimizdeki elektrik enerjisinin aktarımını kontrol altına almamıza yardım eden sigortalar yapısal özelliklerine göre; buşonlu, bıçaklı ve otomatik sigorta olarak üç gruba ayrılır.

- Bazı iletkenler, üzerinden geçen elektrik akımının etkisiyle kısa sürede ısınıp akkor hâle gelerek çevresine ışık verir. Üzerinden geçen elektrik akımının etkisiyle ampul içindeki yüksek dirençli telin kısa sürede ısınıp akkor hâle gelmesiyle ışık veren ampuller akkor filamanlı ampul olarak adlandırılır. Ampulün içinin havası boşaltılıp, filamanın eriyip buharlaşmasını engellemek için azot ve argon gibi gazlarla doldurulmuştur. Eğer ampulün içindeki hava boşaltılmasaydı; filaman tel havada bulunan oksijenle reaksiyona girerek yanar ve kopardı. Filamanın kopması ile ampul u zerinden elektrik akımının geçişi kesilerek elektrik enerjisini ışık enerjisine dönüştürme özelliğini kaybeden ampulleri günlük konuşmalarımız sırasında ispatlamış ampul olarak nitelendiririz.

- Fluoresan lambalar içinde çok az cıva ve az miktarda da soy gaz bulunan, iç yüzeyi fosfor ile kaplanmış cam tüplerdir. Fluoresan lambalara elektrik akımı geldiğinde tüpün bir ucundaki elektrottan diğer ucuna doğru bir ark oluşur. Oluşan bu ark elektronlar sayesinde gerçekleşir. Tüpün her iki ucunda bulunan elektrotlara uygulanan gerilim bu elektrotların birinden elektronların kopmasını ve büyük bir hızla diğer elektrota doğru hareket etmesini sağlar. Kopan ve yüksek hızla hareket eden bu elektronlar tüp içerisinde gaz hâlinde bulunan cıva atomlarıyla çarpışır. Bu sırada cıva atomları insan gözü nün algılayamadığı mor ötesi ışıma yapar. Bu mor ötesi ışın cam tüpü n iç yüzeyini kaplayan fosfora çarptığında görü nü r ışık meydana gelir.

- Elektrikli araçların birim zamanda kullandıkları enerji miktarı farklı olabilir. Elektrikli araçların birim zamanda harcadıkları elektrik enerjisine elektriksel güç denir. Günlük hayatımızda kullandığımız elektrikli araçların gücü , onların kullanım yerlerine göre yaptıkları işi ne kadar çabuk yaptıklarının bir göstergesidir. Elektrikli araçların harcadıkları elektrik enerjisi miktarı bulunurken elektrikli aracın gücü ile kullanıldığı

süre çarpılır. Bulunan elektrik enerjisinin birimi watt x saniye (joule) ya da kilowatt x saat olarak adlandırılır.

- SI birim sisteminde elektriksel güç birimi watt (vat) olup kısaca W ile gösterilir. 1 saniye çalışarak 1 joule elektrik enerjisi harcayan elektrikli aracın gücü 1 W’tır (watt= joule/sn). Ancak günlük hayatta kullanılan enerji değerleri çok büyük olduğundan güç birimi olarak çoğunlukla watt birimimin üst katı olan kilowatt (kilovat) kullanılarak sembolü kW olan bu birim yardımıyla birim zamanda harcadığı elektrik enerjisi belirlenir. 1 kW'lık güç 1000 W’lık güce eş değerdir. Günlük hayatta elektrik enerjisi birimi olarak kilowatt-saat kullanılmaktadır.

- Evlerimize ya da iş yerlerine gelen elektrik enerjisi, kullanılmadan önce elektrik sayacı adı verilen bir araç üzerinden geçer. Elektrik sayaçlarının çoğu basit bir elektrik motoru gibi çalışır. Sayaçtan geçen elektrik enerjisinin oluşturduğu manyetik etki ile sayaç içinde yatay konumda bulunan disk hareket eder. Sayaca gelen elektrik enerjisi miktarı arttıkça disk daha hızlı döner. Disk döndükçe de gösterge değişir. Böylece sayaç harcanan elektrik enerjisinin miktarını doğrudan kilowatt-saat olarak ölçmüş olur. Kullanıldığı yere göre bir fazlı, üç fazlı gibi çeşitleri vardır.

- Elektrik enerjisinin bilinçli kullanılması ödeyeceğimiz faturanın miktarını düşürerek bize kazanç sağlamasının yanında Dünya'da sınırlı miktarda bulunan yenilenemez enerji kaynaklarının korunmasında da etkili olur. Bir takım ufak özelliklerin bilinmesi, göz ardı edilmemesi ve bazı ufak önlemler sayesinde elektrik enerjisinin daha bilinçli kullanılması sağlanmış olacaktır. Bu çok basit ancak sonuçları çok önemli olan önlemlerden bazıları; iş bittiğinde lambaların söndürülmesi, kullanılmayan alanların (hol, salon, tuvalet, mutfak vb.) lambalarının açık bırakılmaması, gereksiz yere radyo, televizyon, teyp vb. araçları çalıştırılmaması ya da çalışır durumda bırakılmaması, elektrikli aletleri kullandıktan sonra muhakkak fişlerinin çekilmesi, gün ışığında yapılabilecek iş ve etkinliklerin geceye bırakılmaması, elektrikli araçların kullanma talimatlarına uygun olarak kullanılması, buzdolabının kapağının sık sık ya da gereksiz yere açılıp kapanmaması, elektrik enerjisini israf edenlerin uyarılması olarak sıralanabilir.