Elektrik Nedir ?

XIX yüzyılın ilk yarısında İngiltere'de platin flâman kullanılan akkor lambalar yapılmıştı Ancak lambalarda istenilen düzeyde vakum elde edilemediği için başarılı sonuçlar alınamamıştır Civa pompasının bulunmasıyla yüksek vakum sağlama olanakları doğdu ve böylece daha iyi sonuçlar alındı Ancak akkor lambanın ticari uygulamaya girebilmesini sağlayan mucit, Amerikalı Thomas Alva Edison ( 1847 - 1931 )'dır Edison, 1877'de, sesi kaybedip yineleyebilen gramofonu ( fonograf ) geliştirmişti İki yıl sonra da lamba üzerinde çalışmaya başladı En uygun flâman maddesinin seçimi için yüzlerce deney yaptıktan sonra karbon flâmanlı akkor lamba için patent başvurunu yaptı Üç yıl sonra New York sokakları artık bu lambalarla aydınlanıyordu Edison yaşamı boyunca gerçekleştirdiği çeşitli buluşları için 1093 patent aldı

1833 yılında Almanya'nın Göttingen kentinde iki bilim adamı Gauss ve Weber, birbirlerine olan uzaklıkları 1,5 km olan evleri arasında bir tür telgraf düzeneği kurmuşlardı Bu düzenekte alıcı olarak galvanometreler kullanılıyordu Gerçekte bu yıllarda küçük ticari uygulamaları da içeren bir telgraf teknolojisi Avrupa'da ve Amerika'da gelişmeye başlamıştı Ancak günümüzde telgrafın asıl mucidi olarak Amerikalı Samuel F B Morse ( 1791 - 1872 ) kabûl edilmektedir Morse'un 1837'de geliştirdiği telgrafta alıcı aygıt, göndericiden gelen imle çalışan bir elektromıknatıs ve bu mıknatısın hareketiyle kâğıdın üzerine mors kodunu yazan bir düzenekten oluşuyordu Mors kodu, bugün Mors alfabesi olarak bilinen nokta ve çizgileri içeriyordu Samuel Morse'un telgraf sistemi, 1844 yılında Washington - Baltimore şehirleri arasında 65 km'lik bir telgraf hattı olarak uygulamaya sokuldu

1856 yılında New York ile Kanada'nın doğu kıyısındaki New Foundland adası arasında telgraf hattı kuruldu Bundan sonra da New Foundland ile İrlanda arasındaki ilk transatlantik telgraf kablosunun döşenmesi girişimleri başladı 6 Ağustos 1857'de başlayan kablo döşeme çalışmaları çok büyük güçlüklerle karşılaştı ve ancak bir yıl sonra 5 Ağustos 1858'de tamamlanabildi Bununla birlikte henüz iletilen mesaj sayısı 400'ü bile bulmamışken, denizaltı kablosu 1 Eylül 1858'de onarılamayack biçimde arızalandı Kıtalararası telgraf iletişimi ancak 8 yıl sonra, 7 Eylül 1866'da yeniden başlayabildi

XIX yüzyılda telgrafın uygarlığın ve yaşamın vazgeçilmez bir parçası haline gelmesinden sonra gerçekleşen en önemli aşama telsiz telgrafın bulunmasıdır Alman fizikçi Heinrich Hertz ( 1857 - 1894 )'in Maxwell'in elektromagnetizma kuramından hareket ederek yaptığı deneyler sonucunda elektromagnetik dalgaların haberleşmede kullanılabileceği anlaşılmıştı Bu gelişmeyi teknolojik sonucuna ulaştırmayı başaran mucit ise İtalyan fizikçi Guglielmo Marconi ( 1874 - 1937) oldu Marconi, ile telsiz telgraf patentini, sinyalleri birkaç km uzağa ulaştırarak 1892'de aldı Daha sonra çalışmalarını sürekli geliştirdi ve ilk kıtalararası radyo sinyalini göndermeyi başardı 12 Aralık 1901'de, İngiltere'nin güneybatı ucundaki Cornwall'dan gönderilen sinyaller, Atlas Okyanusunun öte yakasından, Kanada'nın New Foundland adası kıyılarındaki St John'dan alındı Bu olayı izeleyen tarihlerde birçok yerde telsiz telgraf istasyonları kurulmaya başladı

Daha XIX yüzyılın ikinci yarısının hemen başlarında insan konuşmasının elektrikle iletilebilmesi üzerine düşünceler ve tasarılar geliştirilmeye başlanmış ve hatta bazı deneylere bile girilmişti Ancak telefonun gerçek mucidi olarak bilinen Alexander Graham Bell ( 1847 - 1922 )'in telefonun patentini alması 1876 yılını buldu Bell'in telefon sisteminin esasını, elektromıknatısın, ses dalgasıyla orantılı olarak akım üretecek bir biçimde titreştirilmesi oluşuyordu ABD Patent Dairesi'nden aldığı patent belgesinde buluşuna ilişkin olarak şu sözler yer alıyordu ; "Ağızdan çıkan seslere ya da başka seslere eşlik eden, hava titreşimlerine benzeyen elektrik titreşimleri yaratarak, ağızdan çıkan sesleri ya da başka sesleri telegrafik olarak iletmeye yönelik bir yöntem ve aygıt"

Patentin alınışını izleyen bir yıl içinde aygıt üretilerek piyasaya sürüldü ve telefonun kullanımı hızl yagınlaştı XX yüzyılın ilk yarısı için artık elektronik çağı nitelemesi yapmak mümkündür Bu dönemde çok hızlı ve şaşırtıcı bir gelişme çizgisi izleyen elektroniğin uygulamaları, yaşamın her alanını artık doğudan etkiler hale gelmiştir 1904 yılında J A Flaming elektron lambasını ( diyot ) gerçekleştirdi 1907'de Lee De Forest triyot lambayı yaptı 1923'te ise Rus asıllı ABD'li mühendis Vladimir Kosma Zworykin ( 1889 - 1982 )'in, görüntüleri elektrik işaretlerine dönüştüren ikonoskop lambasını bulmasıi televizyonun gelişiminde temel önemde bir adım oldu

Müzik ve konuşma içeren kısa mesafeli ilk radyo yayını, 24 Aralık 1906'da ABD'li mucit R A Fessender tarafından gerçekleştirildi Radyo teknolojisi bu tarihten sonra sürekli gelişme gösterdi Ayrıca 1920'de Kanada'da, 1921'de Avustralya, Yeni Zelanda ve Danimarka'da, 1922'de Fransa, İngiltere ve SSCB'de, 1923'de Belçika, Almanya, Çekoslovakya ve İspanya'da, 1924'te Finlandiya ve İtalya'da, 1925'de de Türkiye'de düzenli radyo yayınları başladı Radyo teknolojisinin gelişimiyle birlikte, kullanılan elektronik devreler de gittikçe daha karmaşık biçimler almaya başlamıştı Bu sorunlarla bağlantılı olarak, elektrik devrelerinin daha sistematik bir biçimde çözümlenmesi ve sentezlenmesine yönelik "devre teorisi" adı verilen matematiksel disiplin önemli gelişmeler gösterdi

Modern televizyon mucidi, Rus asıllı ABD'li elektrik mühendisi Vladimir Kosma Zworykin'dir Zworykin 1923 yılında, televizyon kamerasının en önemli parçası olan ve ilk kez resim tarama yöntemini tümüyle elektronik olarak yapan ikonoskopu buldu Ertesi yıl da kineskop olarak adlandırılan resim tüpünün patentlerini aldı Bu iki buluş, tümüyle elektronik ilk televizyon sisteminin oluşturulmasını olanaklı kıldı 1950'li yıllarda televizyon artık ticari uygulama aşamasına geçmişti

Elektronik teknolojisindeki en önemli aşamalardan biri hiç kuşkusuz, yarı iletken fiziğindeki gelişmelerin sonucunda transistörün icadıyla sağlanmıştır Elektrik sinyallerinin yükseltilmesini, denetlenmesini ya da üretilmesini sağlayan bu yarı iletken aygıt, 1947 yılında ABD'deki Bell Laboratuvarları'nda, John Bardeen, Walter H Brittain ve William B Shockley tarafından icat edilmiştir Mucitler bu buluşları nedeniyle 1956 Nobel Fizik Ödülü'nü paylaşmışlardır Elektron lambalarının bütün işlevlerini yerine getirebilen transistörler ayrıca ek üstünlüklere sahiptirler Transistörler, çok daha küçük boyutlu ve hafif, mekanik etkilere karşı daha dayanıklı, ömrü daha uzun, verimi daha yüksek, ısı kayıpları daha düşük ve harcadığı güç de çok daha az olan aygıtlardır Bu özellikleriyle transistörler, elektronik sanayiinde devrim olarak nitelendirilebilecek gelişmelere yol açmışlardır Transistörsüz bir dünyada küçük ve yüksek hızlı bilgisayar olanaksız olacaktı

İlk hesap makinasını, XVII yüzyılda Fransız matematikçi ve fizikçi Blaise Pascal ( 1623 - 1662 ) yapmıştı Bu aygıt toplama çıkarma yapabilen dişli çarklardan oluşuyordu Daha sonra Alman filozof ve matematikçi Gottfried Wilhelm Leibniz ( 1646 - 1716 ), çarpma ve bölme de yapabilen bir makina geliştirdi Ancak bugünkü bilgisayarlara yakın makina tasarlayan mucit, İngiliz metamatikçi Charles Babbage ( 1792 - 1871 ) oldu Bununla birlikte Babbage'ın otomatik sayısal bilgisayarı, elektroniğin olanaklarından yararlanamadığı için tam bir gelişim sağlayamadı

XX yüzyılda, oldukça karmaşık işlemler yapabilen ancak mekanik ve yavaş çalışan öğelerden oluşan ilk bilgisayar, ABD'li elektrik mühendisi Vannevar Bush ( 1890 - 1974 )'un yönetiminde 1930'lu yıllarda Cambridge'de Massachusets Teknoloji Enstitüsü ( MIT )'nde yapıldı İlk elektronik bilgisayarın yapımına ise 1942'de başlandı ve aygıtın yapımı 1945 yılında tamamlandı Yarı iletken teknolojiye geçilmesinden sonra bilgisayarların hızında ve bellek sığasında büyük ilerlemeler sağlandı Transistör kullanan ilk bilgisayar 1950 yılında ABD Standartlar Bürosu tarafından yapıldı Transistör çağından tümleşik devreler çağına geçilmesiyle, bilgisayarlar çok daha büyük işler yapan aygıtlara dönüştüler

Elektriğin, 1950'li yıllara kadar getirmeye ve kısaca betimlemeye çalıştığımız yaklaşık 2500 yıllık tarihi bu şekildedir Elektrik teori ve pratiğini etkileyenler ve ona yön verenler belirtmeye bile gerek yok ki, yukarıda adları geçen 30 kadar büyük bilim adamından ibaret değildir Elektrik olgusunun anlaşılması ve insanlığın yararına kullanılması için her ülkede yüzlerce bilim insanı yaptıkları araştırmalarla bu sürece katkıda bulunmuşlar ve bilgi birikimi oluşturmuşlardır Büyük dahilerle eşdeğerde ve eş zamanlı ve hatta daha önce keşif ve buluşlar yapan bazı bilimcilerin çalışmaları da çeşitli nedenler ve koşullar yüzünden yeterince etkili olamadan kalabilmiştir Öte yandan yine her ülkeden binlerce eğitimci bilim insanı, elektrik teori ve pratiğinin gelişmesi ve yükselmesine eğitim yoluyla hizmet etmiştir Eğitim, bilim için araştırma kadar önemlidir

Bilimin gelişimi, toplumsal bir süreçtir ve bu nedenle ekonomik ve toplumsal koşullardan etkilenmiş ve aynı zamanda onu etkilemiştir Bu çerçevede elektriğin gelişimi de ekonomik ve sosyal gelişmelerle ilişki içinde olmuştur Sanayii devriminin getirdiği ihtiyaçlar, elektrik teori ve pratiğinin geliştirilmesi çalışmalarına itici güç olabilmiş, daha sonra elektrik ve elektronik teknolojisinin gelişimi de yeni bir sanayiinin gelişmesinin temellerini atmıştır

Elektriğin gelişimiyle diğer bilimlerin gelişimi arasında da ilişki olduğunu söylemeliyiz Klasik kronojik bir terim olarak "bilimsel devrim", bilim tarihçileri tarafından Kopernik'in "De revolutionibus Orbium Coeslestium ( Göksel Kürelerin Dönüşleri Üzerine )" adlı eserinin yayınlanmasından ( 1543 ), Newton'ın "Philosophia Naturalis Principia Mathematica ( Doğa Felsefesinin Matematik İlkeleri )" 'sının yayınlanmasına ( 1687 ) kadar olan dönem için kullanılmaktadır Ancak bu dönemde gerçekleştiği kabûl edilen bilimsel devrim, esas olarak astronomi, fizik ( mekanik ) ve matematik devrimlerini kapsıyordu Kimya ve elektrik devrimlerinin başlaması için yaklaşık bir yüzyılın daha geçmesi gerekmiştir Elektrik devrimi kavramını da Coulomb'un kendi adıyla tanınan yasasını yayınladığı 1785 ile Maxwell'in "Treatise on Electricity and Magnetism ( Elektrik ve Magnetizma Üzerine İnceleme ) " adlı yapıtını yayınladığı 1873 tarihi arasındaki dönem için kullanabiliriz 88 yıl süren bu dönemde matematikteki gelişmelerle elektrikteki gelişmeler arasında yakından ilişkiler vardır Bu ilişkiye örnek olarak, elektrik ve magnetizmanın matematik kuramının kurulmasının öncülerinden biri olan G Green'i ve çalışmalarını verebiliriz [ Bir fırıncının oğlu olan ve kendisi de fırıncılık yapan Green ( 1793 - 1841 ), hiç eğitim almaksızın kendi kendini yetiştirmiş ender rastlanan matematikçilerden biridir Elektrikle ilgili tüm matematiksel çalışmaları izlemiş ve 1828 yılında "Matematik Çözümlemenin Elektrik ve Magnetizma Kuramlarına Uygulanması Üzerine Deneme" adlı makalesini yayınlamıştı Bu makalede geliştirilen ve bugün onun adıyla anılan Green karşılılık teoremi ile Green teoremi ve Green işlevleri, elektrik potansiyelinin hesaplanmasında kullanılan en önemli araçlardır Green, 40 yaşında Cambridge Üniversitesi'ne kaydolmuş ve matematik bölümünü dördüncü olarak bitirmişti ] Elektrik ile matematik arasındaki ilişki için daha özel olarak da şunu söylyebiliriz Örneğin, Fransız matematikçi Pierre Simon Laplace ( 1749 - 1827 ) Laplace Denklemini, Fransız matematikçi Joseph Fourier ( 1768 - 1830 ) Fourier Serilerini ve Alman matematikçi Carl Friedrich Gauss ( 1777 - 1855 ) vektör hesabının önemli bir teoremi olan Gauss Teoremini geliştirmiş olmasaydı, modern elektromagnetizma kuramı da geliştirilemezdi