|
|
#1
3 December 2008, 10:21
|
|||
|
|||
Elektriqin tarihcesi..
Yıllar boyunca elektrik bilim adamları için zor bir konu olmuştur. Mevcut olduğu uzun zamandan beri bilinmesine rağmen, eski insanlar elektriğin tam olarak ne olduğunu açıklamakta büyük zorluk çekmiştir.
Binlerce yıl önce, insanlar sarı amberin sürtünme sonucu birçok hafif cisimleri çektiğini anlamıştır. Eskiçağda insanlar bazı hayvanlarda elektrik bulunduğunu görmüş, hatta bazı hastalıkları tedavi etmek için torpil balığında görülen elektrik yükü boşalmasını kullanmayı bile denemiştir. Cisimlerin elektrik özelliğinden faydalanılan pusulayı ilk kullananların Çin'liler olduğu sanılmaktadır. Çin'li general Huang-ti, mıknatıs özelliğe sahip taşların yüklü olduğu bir kayığın sürekli kuzeye doğru yöneldiğini fark etmiştir. Bu gözlem sonucunda taş ve tahta parçaları ile basit bir düzenek yaparak, bu düzeneği kuzey yönünü bulmak için kullanmıştır. Han hanedanlığı zamanında Çinli komutanların bu pusulayı sık sık kullandıkları sanılmaktadır. Ortaçağda bu alanda fazla bir yenilik olmamıştır. 1600 yıllarında İngiliz fizikçisi William Gilbert, kükürt ve reçine gibi bazı maddelerin amberle aynı özellikleri taşıdıklarını, ****ller gibi bazı maddelerin ise elektriklenmediklerini ortaya koymuştur. 17. yüzyılın ortalarında, Alman fizikçisi Otto von Guericke, elektrikli cisimlerin benzer yüklü maddeler tarafından itildiğini saptamış ve 1660’ta elektrik kıvılcımlarının gözlenmesini sağlayan elektrostatik makineyi icat etmiştir. Otto von Guericke elektriği ıslak bir tel yardımıyla kısa mesafelerde de olsa taşımayı başarmıştır. 18. yüzyılda, elektrik konusundaki ard arda gelen gelişmeleri insanlar hayranlıkla izlemişlerdir. Statik elektrik üreteçleri gösterilerde sık sık sergilenmiştir. Hollandalı matematik öğretmeni Pieter Van Musschenbroek, "Leyden Kavanozu" adı ile anılan bir saklama kabını keşfederek elektriğin saklanabileceğini göstermiştir. Bu kavanoz televizyon, bilgisayar, kamera gibi günümüzde kullanılan modern araçların elektronik devrelerinde kullanılan sığaçların (kapasitör) atası olarak kabul edilmektedir. Ben Franklin 1752 yılında meşhur uçurtma deneyini yapmıştır. Fırtına başlamak üzereyken, uçurtmasının tepe noktasına kadar bağladığı tel yardımıyla havalanmasını sağlamış, telin ucuna da bir ****l anahtar asmış, anahtarın ucuna da bir "Linden Kavanozu" yerleştirmiştir. Yağmur ipi ıslatınca tel iletken hale gelmiş, telden akan elektrik akımı yardımıyla "Linden Kavanozunu" durağan elektrik ile doldurmuştur. 1770'lerin sonlarında ve 1780'lerin başlarında iki İtalyan profesör ilginç buluşlar yapmıştır. İtalyan profesör Luigi Halvani, ölü kurbağaların bacaklarının elektrik makineleri yanında getirildiklerinde kasıldığını keşfetmiştir. Bu gözlemini doğrulamak için deneyler yapmış ve kurbağanın sinir hücrelerinin elektrik taşıdığını düşünmüştür. Diğer bir İtalyan profesör olan Alessandro Volta, bugün bildiğimiz anlamda pilleri ilk kez icat etmiştir. Üst üste dizilmiş kurşun tabakalar, asit veya tuza banılmış kağıtlar ve bakır kullanarak ilk pil düzeneğini yapmış, elektriğin saklanıp kontrollü bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir. Elektrik alanında en büyük buluşlardan birini 1785 yılında Coulomb gerçekleştirmiştir. Coulomb birbirleriyle farklı elektrik yüküne sahip cisimlerin arasındaki çekim kuvvetlerini ölçüp, soyut elektrik kavramına elektrik miktarı ya da elektrik yükü adı verilen kesin olarak ölçülebilir bir büyüklüğün denk düştüğünü göstermiştir. 19.yüzyılın ilk yarısında, Micahel Faraday, İngiltere'de elektrik ve mıknatıs bilimi üzerine deneyler gerçekleştirmiş, ve yaptığı çalışmalar motor, jeneratör, transformatör, telgraf ve telefon gibi modern buluşların yapılmasına yol açmıştır. Faraday ayrıca bugün sıkça kullanılan katot, anot, iyon, elektrot gibi kelimelerin de türetilmesini sağlamıştır. Faraday'ın elektromanyetik irkilim (indüksiyon) ilkeleri bugün elektrik santrallerinde elektrik üretmek için kullanılmaktadır Daha sonra bütün bu sonuçlar Laplace, Poisson ve Gauss gibi bilim adamları tarafından tarafından 19. yüzyıl başlarında denklem haline getirilmiş ve 1897 yılında Thomson’un elektronu bulması ile söz konusu deneysel sonuçların büyük bir bölümünün açıklanmasını sağlanmıştır. Fransız bilim adamı Andre Ampere, elektrik akımının ölçülmesine büyük katkılar yapmıştır. Amerikalı bilim adamı Joseph Henry, elektromanyetik irkilim (indüksiyon) üzerine çalışmalar gerçekleştirmiştir. Karl Gauss elektromanyetik irkilimin ölçülmesi için kullanılacak birimleri oluşturmuştur. Alman bilim adamı Georg Ohm, voltaj, akım ve direnç arasındaki ilişkiyi bulmuştur. Biz bu ilişkiye Ohm Yasası adını vermekteyiz. STATİK ELEKTRİKLENME STATİK ELEKTRİKLENME Statik elektrik yada elektrik akımı elde etmek için bir dış etki, çekirdekle elektron arasındaki çekme kuvvetinden daha büyük bir kuvvet doğurmalıdırki atomdan elektron koparabilsin. Öyleyse bu dış etki herhangi bir enerji olacaktır. Bu enerji sürtme, basınç, sıcaklık, ışık, manyetizma, kimya gibi enerjilerden biri olabilir. Bu enerjilerden herhangi biriyle elektrik elde edilebilir. A-SÜRTÜNMEYLE ELEKTRİK ELDE EDİLMESİ İlk çağlardan beri bilinen usuldür. Kimi cisim birbirine sürtülürse elektriklendikleri gözükür. Di elektrikler veya yalıtkanlar (cam, reçine,ebonit, kükürt, yün, ipek vb.) sürtme ile hafif cisimleri çekme özelliği kazanırlar. Bu durumda bu cisimler için bir elektrik yükü kazandılar veya elektriklendiler denir. Burada elde edilen statik 'durgun' elektriktir. Bu elektrik yükü sürtünme noktalarında toplanırlar. Sürtünmeden önce ebonit yada kürk atomlarında elektrik bakımından denge vardır. Sürtünmeyle doğan kuvvet kürk atomundan elektron koparır. Bu atomlar ebonit üzerinde toplanır. Böylece kürk (+), ebonit ise (-) yükle yüklenmiş olur. Cam ile ipeğin sürtülmesinde ise cam (+) , ipek (-) elektrikle yüklenir. B-DOKUNMA İLE ELEKTRİK ELDE EDİLMESİ (Yüklenme) Statik elektrik birbirine dokundurulan cisimler üzerinden akar. Örneğin, (+) elektrik yüklü bir çubuk, yüksüz madeni bir çubuğa dokundurulursa ikinci çubukta elektriklenir. Bu olayı şöyle açıklayabiliriz: I. çubuk (+) yüklü olduğuna göre elektronları azalmış demektir. İki çubuk birbirine dokununca I. Çubuğun protonları ile II. Çubuk (+) yüklü bir durum alır. I. Çubuğun (+) yükü ise bir miktar azalır. Dokunmayla yüklemede özdeş küreler net yükü eşit olarak paylaşır. Statik elektriği bir cisimden başka cisme aktarmak için bir başka yolda iki cismi madeni bir telle birleştirmektir. Bu durumda yukarıdaki olay aynen tekrarlanır. Elektronlar madeni tel üzerinden (-) yüklü cisimden (+) yüklü cisme akarlar. Ancak madeni tel yerine cam yada lastik kullanılırsa bu akımın olmadığı görürüz. Cisimler yüklerini saklarlar. Buradan da elektriği akıtan cisimlere 'iletken' cam, lastik gibi elektrik akıtmayan cisimlere 'yalıtkan' denir. C- ETKİ İLE ELEKTRİK ELDE EDILMESİ Yüklü bir cisim yüksüz bir iletkene yaklaştırıldığında cisim kendisine zıt olan yükleri çekeceğinden, iletkenin bir ucuna doğru pozitiflik diğer ucuna doğru negatiflik hakim olacaktır. Yüklü cisim uzaklaştırıldığında iletken eski haline döner. Eğer iletkene toprağa değen bir tel bağlanırsa yüklü cisim yaklaştırıldığında iletkenin yüklü cisme yakın ucu cismin yüküne zıt yüklenir. Bunun sebebi, K ucundaki (+) yüklerin, topraktan çağırdığı (-) yüklerdir. Önce tel bağlantısı kesilir, sonra yüklü cisim uzaklaştırılırsa, (-) yükler iletkeni terk edemeyeceğinden iletken (-) ile yüklenmiş olacaktır. Bu şekilde dokunma ve etki ile yüklenme arasındaki farkta anlaşılır. Özet olarak, dokunmada her iki cisim aynı yüklü iken, etki ile elektriklenmede yükler zıt olmaktadır. Statik elektriği bir cisimden başka bir cisime geçirmek için iki cismi birbirine dokundurmak ya da telle birleştirmekten başka bir yol daha vardır. Büyük değerde zıt işaretli elektrikle yüklü iki cismi birbirine yaklaştırırsak daha birleştirmeden elektronlar (-) yüklü cisimden, (+) yüklü cisme atlayabilirler. Bu olaya ARK denir. Yükler çok büyük değerde olursa iki cisim birbirinden uzakken de atlama olabilir. Bu olay şimşek şeklinde tabiatta gözlenebilir. ŞimdiYILDIRIM ve ŞİMŞEK olayına kısaca bir göz atalım: Zıt elektrik yüklü iki bulut karşılaşınca aralarında ARK doğar ŞİMŞEKbuna deriz. Katı cisim elektriklendiği zaman sadece dış yüzü elektrikle yüklenmiş olur. Oysa bir fırtına bulutu elektriklenince onun her zerresi elektrikle yüklenir. Bu bakımdan bulutların yük taşıma kapasitesi çok yüksektir. Böyle bir bulut aksi elektrikle yüklü bir buluta yada yeryüzüne yaklaştığı zaman çok kuvvetli bir elektrik arkı meydana gelir. Genelde bulutla dünya arasındaki hava yalıtkan görevi yapar. Ancak hava rutubetli , bulutun elektrik yükü fazla olursa o zaman havadan yere atlar. Bu büyük bir elektrik arkıdır. Yıldırımla beraber şimşek çakar ve gök gürültüsü duyulur. Yıldırım akımı başlıca üç türlü olur: 1-Buluttan buluta : Yeryüzündeki etkileri zararsız olduğundan bu çeşit yıldırmlar hakkında bilinenler azdır. (+) ve (-) yüklü iki bulut kümesi arasında meydana gelen yıldırımlar daha çok radyo ve telsiz yayınlarını bozar. Bu yıldırımların kuvvetinin yeryüzüne düşen yıldırımlar kadar çok olmadığıda sanılmaktadır. 2- Buluttan yeryüzüne : Bu yıldırımların düşüş hızı 30 km/s dir. Çok yüksek güçte olurlar. Bir defada 200 Coulomb kadar elektrik boşaltırlar. Taşıdıkları elektrik 100 MV tan 1 milyar volt a kadar değişir. Bazı yıldırımların bütün gücü 1 trilyon kW ı bulur. Bunların çoğu düşerken dallanıp budaklanır. Bu yıldırımın düşerken en uygun yolu seçme eğiliminden ileri gelir. 3- Yeryüzünden buluta : Çok yüksek binalarda yıldırımlar yeryüzünden buluta meydana gelebilir. Yıldırımsavar (Paratoner) : Yıldırımın bir elektrik boşalması olduğunu ilk anlayan bir geçit vererek onu zararsız hale getirmeyi ilk düşünen Amerikalı Benjamin Franklin dir. Uçurtma ile yaptığı deneme sonunda yıldırımda bir elektrik akımı olduğunu ispat etmiş yıldırımdan kuruyacak bir araç geliştirmek iiçin çalışmalara başlamıştır. Yıldırımı zararsız hale getiren yıldırım savarın esasını bulmuştur. Yıldırım savar bakır çelik yada paslanmaz alaşımlardan yapılan tepesi sivri bir çubuktur. Dayanıklı çelik bakır telleerin teepesine konan çubuktan toprağa kadar dıştan döşenir. Böylece yıldırım savar düşen yıldırımın zarar vermeden hemen toprağa geçmesini sağlar. Sanıldığı gibi yıldırım savar yıldırımın düşmesini önlemez tersine onu çekerek zararsız hale getirir. Yüksek yapılarda bulunan yııldırım savarlar bazen bütün düşen yıldırımları çekebilir. Ayrıca toprağa bağlı antenlerle çelik yapılarda iyi bir yıldırım savarlar görevini görür. 
|
Normal
