Elektrik,Elektrik Devresi

ELEKTRİK AKIMI


ELEKTRİK YÜKÜNÜN ÖLÇÜLMESİ

Elektrik yüklerinin ( elektronların ) iletken içindeki hareketi elektrik akımını oluşturur Elektrik yüklerinin hareketine elektrik akımı denir

Metallerde iletkenliği sağlayan serbest elektronlardır Sıvı çözeltilerde ve gazlarda ise pozitif ve negatif yüklü iyonlardır

Elektrik akımının yönü pozitif yüklerin hareket yönü ile aynı yönlü , negatif yüklerin (elektronların ) hareket yönü ile zıt yönlü kabul edilmektedir

Elektrik yükünün ölçülmesi için yük ölçer gerekir Basit bir elektrik devresinde şunlar bulunabilir : Üreteç , iletken teller , lamba , reosta , anahtar gibi

Pil devrede elektron akışının sürekliliğini sağlayan bir üreteçtir Pilin (+) ve (-) kutupları vardır Pilin devrede yük akışını sağlamasının nedeni (+) ve (-) kutuplar arasında potansiyel farkının (gerilim) olmasıdır Potansiyel farkı ( V ) sıfır olduğunda yük akışı durur ve akım geçmez

Elektroliz : Bileşik halindeki bir sıvı maddenin elektrik akımı etkisiyle ayrışmasına Elektroliz denir

Elektrik akımının etkisi ile ayrışan bileşiğe (çözeltiye ) Elektrolit denir Elektrik akımını çözeltiye getiren iki iletkene Elektrot denir Üretecin (+) kutbuna bağlı elektrota Anot denir Üretecin (-) kutbuna bağlı elektrota da Katot denir Elektrikle yüklü atom veya atom gruplarına İyon denir Bir devrede anoda giden (-) yüklü iyonlara Anyon denir: Katoda giden (+) yüklü iyonlara da Katyon denir

Akım Şiddeti: Bir iletkenin kesitinden bir saniyede geçen elektron miktarına akım şiddeti denir i harfi ile gösterilir Akım şiddeti ampermetre denilen aletle ölçülür Ampermetre devreye seri bağlanır Bağlandığı yerin direncini etkilememesi için ampermetrenin iç direnci çok çok küçüktür Pratikte sıfır kabul edilir Akım şiddeti birimi amperdir A harfi ile gösterilir

1 amperin binde birine miliamper denir

Bir İletkenin Direnci

Elektronlar bir iletken içinde hareket ederken atom ve moleküllerle etkileşir ve enerji kaybederler İyi iletken olmayan maddeler içinde ise hareket edemez ve akım oluşturamazlar, yani engellerle karşılaşırlar Maddeler üzerinden geçen akıma karşı bir tepki yani direnme gösterirler Bu direnmeye direnç denir Direnç şekildeki gibi gösterilir ve R ile sembolize edilir

Direnç birimi ohm olup kısaca W ile gösterilir

Kısa Devre

Akımın dirençsiz yolu tercih etmesine kısa devre denir

Değişken Direnç (Reosta)

Bir iletkenin direncini değiştirmek için kullanılan alete reosta denir Reostaya ayarlı dirençte denilir Kısa devre prensibi geçerlidir

Potansiyel Farkı (Gerilim)

Potansiyel iş yapabilme yeteneği olarak ifade edilebilir Potansiyel enerji, depolanmış ve kullanıma hazır enerji demektir Pil ve üreteçlerde de böyle bir enerji vardır Potansiyel farkı denildiğinde iki noktanın potansiyellerinin farkı demektir Üreteçlerin (+) ve (–) kutuplarının potansiyelleri farklıdır Dolayısıyla üretecin iki ucu arasında bir potansiyel farkı (gerilim) vardır Bu potansiyel farkına gerilim de denir

ELEKTROMOTOR KUVVETİ

Pil, akü ve üreteçlerin içinde kullanılmaya hazır bir enerji varıdr İçerisinde mekanik, kimyasal veya başka çeşit enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren düzeneklere elektromotor kaynakları (emk) denir

Örneğin pil ve akümülatörler kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürürler Üretecin, bir q yükünü devrede dolaştırmak için harcadığı enerji, o üretecin elektromotor kuvveti (emk) olarak tanımlanır e ile gösterilir

Üreteçler bir devrede akım sağlayan kaynaklardır Bir iletken üretece bağlanmaz ise, iki ucu arasında potansiyel farkı oluşmaz ve üzerinden akım geçmez

Üreteçlerin Bağlanması

1 Seri Bağlı Üreteçler

Bir üretecin (+) kutbunu diğer üretecin (–) kutbuna bağlanmasıyla elde edilen bağlama şekline seri bağlama denir

Seri bağlı üreteçlerin her birinden eşit şiddette akım çekilir Dolayısıyla üretecin tükenme süresinden bir kazanç yoktur

Üreteçlerin toplam elektromotor kuvveti, her birinin elektromotor kuvvetlerinin toplamına eşittir

εt = ε1 + ε2 + ε3 dür

Üreteçler seri bağlı olduğundan iç dirençlerinin toplamı,

rT = r1 + r2 + r3 olur

2 Ters Bağlı Üreteçler

Bir üretecin (–) kutbunu diğer üretecin (–) kutbuna ya da (+) kutupların birbirine bağlanmasıyla elde edilen bağlama şekline ters bağlama denir Ters bağlamada emk lar birbirini yok edici yönde etki yapar Eğer ters bağlı iki üreteç özdeş ise toplam emk sıfır olur

εT = |ε1 – ε2| dir

Büyük emk değeri küçük emk değerinden çıkarılır

Üreteçler ters bağlı olsa da iç dirençler seri bağlıdır Dolayısıyla toplam iç direnç

rT = r1 + r2 olur

3 Paralel Bağlı Üreteçler

Üreteçlerin (+) kutbu bir noktada (–) kutbu da başka bir noktada olacak şekilde birleştirilerek oluşturulan bağlamaya, paralel bağlama denir

Paralel bağlı üreteçler özdeş seçilir Özdeş olmaması durumunda devre analizi için yeni kurallar gereklidirParalel bağlı üreteçlerin devreye verdikleri akımlar eşit olur

Toplam emk üreteçlerden birinin emk sına eşittir

εT = ε dir

İç direnci önemsiz paralel bağlı üreteç sayısının artması devreden geçen akım şiddetini etkilemez Fakat üreteç sayısı arttıkça her bir üreteçten geçen akım azalır ve üreteçlerin tükenme süreleri artar

Paralel bağlamanın özelliği gereğince, toplam iç direnç,

Üreteçlerin Tükenme Süresi

Bir üretecin tükenme süresi, yapılış boyutlarına, yapısını oluşturan maddenin cinsine ve üreteçten birim zamanda çekilen akıma bağlıdır

Bir üretecin tükenme süresi, üreteçten çekilen akımla ters orantılıdır Akım ne kadar çok çekilirse üreteç o kadar çabuk tükenir

Buna göre, devreye eşit şiddette akım veren seri bağlı özdeş üreteç ya da piller paralel bağlı olanlara göre daha çabuk tükenir

ELEKTRİKSEL ENERJİ

Uçları arasındaki potansiyel farkı V olan üretece bir R direnci bağlandığında i akımı geçiyor

Akım geçerken çok hızlı hareket eden elektronlar iletkenin atom ve moleküllerine çarparak kazandıkları kinetik enerjilerin bir kısmını bu parçacıklara aktarırlar Bu enerji ısı enerjisi alarak açığa çıkar İletkenden t sürede akım geçtiğinde ısıya dönüşen elektriksel enerji,

E=Vit

bağıntısından bulunur V = i R değeri yerine yazılırsa,

E = i2 R t olarakta kullanılabilir

V; volt, i : amper, t : saniye cinsinden alınırsa, elektriksel enerji Joule cinsinden bulunur

Elektriksel Güç

Bir iletkenin birim zamanda yaydığı elektriksel enerjiye o iletkenin gücü denir

Buna göre, elektriksel güç,

P=i , V=i2R olur

LAMBALARIN IŞIK ŞİDDETİ (PARLAKLIĞI)

Yanan bir lambanın ışık şiddeti ya da parlaklığı lambanın gücü ile orantılıdır

Direnci R, uçları arasındaki gerilimi V olan lambadan i şiddetinde akım geçiyorsa, lambanın gücü,

Buna göre, lambadan geçen akım ya da lambanın gerilimi azalırsa lambanın ışık şiddeti veya parlaklığı da azalır

ELEKTRİK AKIM KAYNAKLARI

Bir iletkenden elektrik akımının geçebilmesi için iletkenin iki ucu arasında bir potansiyel farkı olmalıdır Elektrik akımı katı iletkenlerde (-) uçtan (+) uca doğru akan elektronlar , sıvı ve gazlarda ise (+) ve (-) iyonların hareket etmesiyle sağlanır

Elektrik akımı , elektrik yüklerinin iki nokta arasında sürekli akışıdır Elektrik devrelerinde iki nokta arasında potansiyel farkı oluşturan ve yüklerin sürekli olarak hareketlerini sağlayan düzeneklere Elektrik Akımı Kaynakları denir Örneği pil , akümülatörler ve elektrik santralleri gibi Elektrik akım kaynakları ikiye ayrılır Bunlar doğru akım kaynakları ve alternatif akım kaynaklarıdır