Elektrik Nedir

Elektrik, durağan ya da devingen yüklü parçacıkların yol açtığı fiziksel olgudur.

Maddenin Elektron, pozitron, proton vb. parçacıklarının hareketleriyle ortaya çıkan enerji türü de diyebiliriz

Elektrik yükü, maddenin ana niteliklerinden biridir ve temel parçacıklardan kaynaklanır. Elektrik olgusunda rol oynayan temel parçacık yükü, negatif işaretli olan elektrondur. Elektriksel olgular çok sayıda elektronun bir yerde birikmesiyle ya da bir yerden başka yere hareket etmesiyle ortaya çıkar.

Elektrik olgusunda rol oynayan diğer parçacık yükü, pozitif işaretli olan protondur. Elektrik yüklü cisimler mıknatıs gibidir: negatif ve pozitif yüklü cisimler birbirini çeker, ama aynı elektrikle yüklü olan iki cins birbirini iter.

Tahta, cam, plastik, seramik, hava vb birçok malzemede elektronlar atomlara sıkıca bağlıdır. Örnek olarak verilen tüm bu malzemelerde elektronlar atomlara sıkıca yapışmıştır. Elektronlar hareket etmediği için bu malzemeler yalıtkan malzemeler olarak nitelendirilir.

Ancak birçok metal malzemede elektronlar atomlarından ayrılıp hareket edebilir. Bu elektronlara serbest elektron denir. Altın, gümüş, bakır, alüminyum, çelik vb serbest elektronlara sahip malzemelerdir. Serbest elektronlar bu malzemeler üzerinden elektriğin kolaylıkla geçmesini sağlar. Bu yüzden bu tür malzemelere iletken malzemeler denir. Hareket halindeki elektronlar elektrik enerjisini bir noktadan diğerine taşır.

Elektrik iki türdür. Statik elektrik ve Dinamik elektrik. Yaklaşık 2000 yıl kadar önce,Yunanlı bilgin Thales Kehribarın kumaş parçasına sürtülmesi ile küçük kıvılcımlar çıkardığını görmüştü. Statik elektrik ilk kez bu şekilde gözlemlendi. Statik elektrik durgun, pratik olarak iş yapmayan elektrik türüdür, kontrolsüz bir enerji şeklidir ve zaman zaman boşalmalar yapar.Yağmurlu havalarda bulutlar pozitif yüklü statik elektrikle dolarlar, yeryüzü negatif elektrik yüklü olduğu için, yüksek yerlerden bulutlara elektrik atlar buna yıldırım adı verilir.

Eğer bu elektrik atlaması buluttan buluta ise o zaman şimşek adını alır. Statik elektriğe; saçımıza sürdüğümüz tarakta, arabadan indiğimizde tuttuğumuz kapı kolunda, Televizyon ekranına elimizi sürdüğümüzde de rastlarız. Statik elektrik elde etmek için yapılan araca Van De Graaf jeneratörü adı verilir bu jeneratörle 20 milyon volt kadar statik elektrik elde edilebilir.

İkinci elektrik türü Dinamik, yani hareketli elektriktir. Bu elektrik kaynakları Elektron devinimi sağlarlar. Elektronlar negatif kutuptan pozitif kutba doğru hareket ederler.

D.C. elektrik kaynağı hepimizin çok iyi bildiği piller, akümülatörler ve dinamolardır. Piller ve akümülatörler kimyasal reaksiyonlardan elektrik enerjisi üretirler,akümülatörler ve pillerin bazı tipleri tekrar doldurulabilir ve tekrar tekrar kullanılabilirler. Nikel Kadmiyum piller, Nikel Metal Hidrit piller bu tip pillerdendir. Akümülatörlerin esası sülfürik asit içindeki kurşunun kimyasal reaksiyonudur. Dinamo ise tersine çalışan bir motor dur denilebilir. Kuvvetli bir manyetik alanda dönen bir sargının (bobin) üzerinde elektrik akımı oluşması esasına dayanır. Düz akım denmesinin nedeni burada ki elektriğin bir volt zaman grafiğinde düz bir yol izlemesi nedeni iledir, yani bu elektrik çeşidinin voltajı zamanla değişmez.

A.C. Alternatörler vasıtası ile elde edilen elektrik çeşididir. Alternatörleri döndürmek için ise, barajlarda su, elektrik santrallarında çeşitli yakıtlar kullanılır. A.C. denmesinin nedeni bu çeşit elektriğin zamanla yön değiştirmesidir. A.C. nin özelliği transformatör denen aygıtlarla voltajın yükseltilebilmesi veya düşürülebilmesidir. Voltajın yükseltilebilmesi nedeni ile uzak mesafelere daha az kayıpla gönderilen bu çeşit elektrik günlük hayatta en çok kullandığımız elektrik çeşididir. Doğru akım kaynaklarında + ve – kutuplar olduğu halde, alternatif akımda kutuplar yoktur.

Dinamo ile Alternatörün bulunuşu ve geliştirilmesinde katkıları olanlar içinde; Michael Faraday, Nicola Tesla ve Zenobe Gramme sayılabilir. İlk pili Alessandro Volta yapmıştır. İlk akümülatör Gaston Plante tarafından 1859 yılında yapılmıştır.

İletken maddelerin atomlarının son yörüngelerinde 4 ‘den az elektron bulunur. Atomlar bu elektronları 8’e tamamlayamadıkları için serbest bırakırlar. Bu yüzden bir İletken maddede milyonlarca serbest elektron bulunur. Bu maddeye elektrik uygulandığında elektronlar negatif (-) ‘den pozitif (+) yönüne doğru hareket etmeye başlar. Bu harekete “Elektrik Akımı” denir.

Elektrik akım şiddet birimine Amper denir. Bir devreden elektrik akımının akabilmesi için o devrenin Kapalı Devre olması gerekir.

Eğer devre açık olursa serbest elektronlar havada geçemeyecekleri için elektrik akımı akmaz. Bu şekilde ki devrelere de Açık Devre denir.

Bir su borusundan akan suyun hareketini bir iletkenden akan elektronların hareketine yani elektrik akımının akmasına benzetebiliriz. Borudan akan sudur, buna karşın iletkenden akan ise elektronlardır. Su borusu içinden suyun akabilmesi için mutlaka bir basınç farkı gereklidir. Örneğin bir su pompası ile su basılmalıdır ki su borudan akabilsin. Benzer bir şekilde elektrik devresinden de akımın akması için mutlaka bir kuvvete ihtiyaç vardır. Bu kuvvet olmadığı takdirde serbest elektronlar hareket edemez yani elektrik akımı akmaz. İşte serbest elektronları hareket ettirerek devreden elektrik akımının akmasına sebep olan kuvvete Voltaj denir. Voltaj birimi Volt’tur. Kısaca (V) veya (E) harfi ile gösterilir.

İletken cisimlerin üzerlerinden geçen akıma karşı gösterdiği mukavemete direnç veya rezistans denir. Yine su devresinden örnek verecek olursak; nasıl ki su borusunun çeperleri (iç yüzeyi) suyun akışına karşı bir mukavemet gösterir yani suyun borunun içinden akmasını zorlaştırırsa bir iletken içindeki atomlar ve elektronlar da serbest buna Direnç veya Rezistans denir. Elektrik akımına karşı olan bu mukavemet nedeniyle tel ısınmaya başlar ve akımın değeri büyüdükçe telin sıcaklığı da artar. Rezistans (Direnç) birimi Ohm’dur. Rezistans (R)      sembolü ile gösterilir.

Bir direncin üzerinden akım geçtiği zaman elektrik enerjisi ısı enerjisine dönüşür. Devreye uygulanan voltajla devreden geçen akımı çarparsak elektrik gücünü bulmuş oluruz. Elektrik gücü ile de zamanı yani (saati) çarparsak elektrik enerjisini bulmuş oluruz. Birimi de Watt/Saat’tir (Kw/h).

Elektrik akımının iletilmesini sağlayan, iletken ya da iletkenler zinciri ve öğeler dizisidir. Bir elektrik devresinde, akımı oluşturan yüklü parçacıklara enerji veren pil ya da üreteç türü bir aygıt ile lambalar; elektrik motoru ya da elektronik bilgisayar gibi akım kullanan aygıtlar ve bağlantı telleri ya da iletim hatları bulunur. Öğeler birbiri ardına (seri) ya da yan yana (paralel) bağılıdır

Ülkemizde yerleşim alanları üstünden geçen ve zaman zaman evlerin çok yakınlarına kadar gelen yüksek gerilim hatları başka bir tehlike kaynağıdır. Bu gibi yerlerde televizyon antenlerin düzeltilmesi için dama çıkılması başlı başına ayrı bir tehlikedir. Çocukların uçurtmalarını almak için bir sopayla tellere dokunmaya kalkışmaları ölümle sonuçlanan kazalara yol açmaktadır. Bu hatlara 20 m. den daha yakına gelmek son derece tehlikelidir.