Atomun Yapisi Ve Elektrİk YÜklerİ

[KoJiRo]

I. STATİK (DURGUN) ELEKTRİK
A. ATOMUN YAPISI VE ELEKTRİK YÜKLERİ
Atom, ortada çekirdek ve çevresinde dolanan elektronlardan oluşur. Atomun çekirdeği proton ve nötronlardan oluşmuştur. Çekirdekteki nötronlar yüksüz ve protonlar pozitif (+) yüklüdür. Çekirdeğin çevresinde dolanmakta olan elektronlar ise negatif (-) yüklüdür. Atomlarda hareketli olan parçacıklar sadece elektronlardır. Bundan dolayı elektrikte yük hareketi elektron hareketiyle gerçekleşir. Pozitif yükler hareketsizdir.

• Bir atomda pozitif yükler ile negatif yükler birbirine eşit ise buna nötr (yüksüz) atom denir.
• Eğer nötr bir atom elektron kaybetmiş ise pozitif yükler çoğunlukta olacağı için bu atoma pozitif yüklü atom (iyon) denir.
• Eğer nötr atom elektron kazanmış ise bu atoma negatif yüklü atom (iyon) denir.
Aynı tür yükler birbirini iter, zıt yükler birbirini çeker. Yükler arasındaki bu kuvvete Coulomb kuvveti denir.

Coulomb kuvveti yüklerin büyüklükleri ile doğru, aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır.

Doğadaki en küçük elektrik yükü elektronun ve protonun yüküdür. Bunlar birbirine değer olarak eşit fakat işaret olarak zıttır. Elektron ve protonun yükü çok küçük olduğu için yük birim olarak coulomb (C) kullanılır.

1 coulomb = 6, 25 .1018 elektron yüküdür.

B. ELEKTRİKLENME ÇEŞİTLERİ

1. Sürtünme ile elektriklenme
Ebonit çubuk yün kumaşa sürtüldüğünde ebonitin (-) , yün kumaşın (+) yüklendiği görülür. Cam çubuk ipek kumaşa sürtüldüğünde camın (+), ipek kumaşın ise (-) yüklendiği görülür. Sürtünme ile elektriklenme yalnızca bazı yalıtkan maddeler arasında gözlenebilir.

2. Etki ile elektriklenme
Yüklü bir cisme bir başka iletken cisim yaklaştırıldığında aynı tür yükler birbirini itip, zıt yükler birbirini çekeceği için cisimlerin üzerinde bir yük hareketi oluşacaktır.

3. Dokunma ile elektriklenme
Yüklü bir cisim nötr veya yüklü bir başka iletken -dokundurulduğunda aralarında yük alışverişi olur • süre sonra yükler dengelenerek yük alışverişi durur.
Topraklama : Yüklü bir cismi nötr hale getirmek için torağa dokundurulması olayına topraklama denir.
• Lastik, plastik, ebonit, kağıt, cam gibi elektriği iletmeyen maddelere yalıtkan madde denir. Sürtünmeyle elektriklenen ve enerjiyi üzerinde durgun olarak tutan maddeler yalıtkan maddelerdir.
• Metaller gibi elektriği ileten maddelere iletken madde denir, iletkenlerde elektronlar serbestçe hareket edebilir.

C. ELEKTROSKOP
Cisimlerdeki yük varlığını ve türünü anlamamıza yarayan alete elektroskop denir. Elektroskop yüklendiğinde yaprakları açılır ve yüksüz olduğunda yaprakları kapalı durumda olur.

D. ŞİMŞEK, YILDIRIM ve GÖK GÜRÜLTÜSÜ
Bulutlar hareket ederken birbirlerine ve hava moleküllerine sürtünürler. Sürtünme sonucu üzerlerinde elektriklenme oluşur. Yer yüzünün buluta yakın olan kısımları da cinste (zıt) elektriklenebilir. Bu sebeple bulut ile yeryüzü arasında zaman zaman elektriksel boşalma .Bu olaya yıldırım denir.

Yüksek binaları, kuleleri yıldırımdan korumak için yıldırımlık yapılır. Yıldırımlık (paratoner), toprağa bağlı sivri uçlu bir metal çubuktur. Bu uca düşen yıldırımdaki elektrik, iletken bir kablo yardımıyla toprağa aktarılır. Böylece paratoner yardımıyla yıldırımın tehlikelerinden korunuruz.
Bulutlarda biriken elektrik yalnız yer yüzüne değil, bulutun bir noktasından diğer bir noktasına da boşalabilir. Bu olaya şimşek denir. Gerek şimşek, gerekse yıldırım, ışık ile birlikte şiddetli bir ses meydana getirir. Bu sese gök gürültüsü denir. Işık, sesten çok daha hızlı yayılır. Şimşeklerin çaktığı bir havada ilk önce parlak ışığı görür sonrada gök gürültüsünü duyarız. Örneğin; gök gürültüsünün şimşekten bir saniye sonra duyulması yıldırımın 350 metre uzakta oluştuğunu bize gösterir.

ELEKTRİK DEVRELERİ EKTRİK AKIMI
Elektronların iletken içindeki hareketine elektrik akımı denir. Bir iletkenden birim zamanda (t) geçen yük miktarına (q), elektrik akım şiddeti ( I ) denir.

- Elektrik akımı, üretecin ( + ) ucundan çıkıp ( - ) ucuna girecek şekilde oluşur.
- Elektron akımı, üretecin ( - ) ucundan çıkıp ( + ) ucuna girecek şekilde olur.

B. ELEKTRİK DEVRE ELEMANLARI
1. Üreteç
Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çevirerek devreye elektrik akımı veren elemanlara pil veya akümülatör denir. Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren cihazlara jeneratör denir.
Bir üretecin uçları arasındaki potansiyel farka elektromotor kuvvet (emk, V) denir.
2. Direnç
Elektrik akımının geçmesine zorluk gösteren yani elektrik enerjisinin harcandığı elemana direnç denir. Bunlar lamba, ütü, elektrik ocağı vb. cihazlar olabilir. Direncin birimi ohm (W) dur.
3. Ayarlı Direnç (Reosta)
Devredeki akım şiddetini ayarlamak için kullanılan değişken dirençlere reosta denir.
4. Ampermetre
Elektrik akım şiddetini gösteren ölçü aletine ampermetre denir. Ampermetreler devreye daima seri bağlanır. Akım birimi amperdir.
5. Voltmetre
Elektrik devrelerinde potansiyel farkı (gerilim) gösteren ölçü aletine voltmetre denir. Voltmetre gerilimi ölçülecek elemana daima paralel bağlanır. Potansiyel fark (gerilim) birimi volttur.

Diğer devre elemanları : Topraklama, sigorta

C. OHM KANUNU

Bir iletkenin uçlarındaki potansiyel fark (gerilim) ile iletkenin içinden geçen akım arasında sabit bir oran vardır. Bu orana iletkenin direnci denir.

- Bir iletkenin direnci; öz direnci ve boyu ile doğru orantılı, kesit alanı ile ters orantılıdır.
Özdirenç : Birim uzunluk ve birim kesitteki iletkenin direncine denir. İletkenin cinsine bağlıdır ve ayırt edici bir özelliktir.

Kısa Devre : Elektrik akımının devresini direncin olmadığı yoldan tamamlamasına denir. Direnç üzerinden akım geçmez.

D. DİRENÇLERİN BAĞLANMASI
1. Seri Bağlama
Dirençlerin birer uçları birbirine bağlanarak (uç uca eklenerek) elde edilen bağlama şekline seri bağlama denir.
Eşdeğer direnç, dirençlerin toplamına eşittir.
Toplam potansiyel fark dirençlerin potansiyel farklarının toplamına eşittir.

2. Paralel Bağlama
Dirençlerin birer uçları bir noktada, diğer uçları da başka bir noktada olacak şekilde bağlanmalarına paralel bağlama denir.
Eşdeğer direnç, 1/Reş = 1/R1+1/R2+1/R3
Devrenin toplam akımı, kolların akımları toplamına eşittir.
Kollardaki potansiyel farklar birbirine eşittir.

III. ELEKTRİK DEVRELERİNDE AKIM VE GERİLİM

* SERİ BAĞLI DEVRELERDE AKIM VE GERİLİM

- Seri bağlı devrelerde, toplam gerilim, devredeki dirençlerin gerilimlerinin toplanması ile bulunur.
- Seri bağlı devrelerde, akım kollara ayrılmadığı için ana kol akımı (I), devredeki dirençlerin akımlarına eşittir.
- Seri bağlı devrelerde, dirençlerden geçen akım şiddeti sabit olduğundan, gerilimler, dirençlerin büyüklüğüyle doğru orantılı olur.

* PARALEL BAĞLI DEVRELERDE AKIM VE GERİLİM

- Paralel bağlı devrelerde, paralel bağlı dirençlerin gerilimleri birbirine eşittir.
- Paralel bağlı devrelerde, akım kollara ayrıldığı için toplam akım kollardaki akımların toplanması ile bulunur.
- Her bir koldan geçen akım, o koldaki dirençle ters orantılıdır. Büyük dirençten az akım, küçük dirençten çok akım geçer.
IV. ÜRETEÇLERİN BAĞLANMASI
A. SERİ BAĞLAMA
1. Düz Seri Bağlama
Seri bağlamada bir üretecin (+) ucu diğer üretecin (-) ucuna bağlanır. Bu durumda toplam potansiyel fark, üreteçlerin potansiyel farklarının toplamına eşit olur.
Üreteçler seri bağlandığında toplam potansiyel fark artar. Bu nedenle devre akımı artar. Çekilen akım şiddeti arttığı için üreteçlerin ömrü azalır.
2. Ters Seri Bağlama
Seri bağlı üreteçlerin aynı kutupları birbirine bağlandığında üreteçler ters bağlanmış olur. Bu durumda şekildeki üreteçlerin toplam potansiyel farkı; V=V1+V2-V3 olur. (V1 + V2 > V3 ise,)