ELEKTRİK YÜKLERİ VE ELEKTRİK ENERJİSİ

Elektrik Yükleri ve Elektriklenme Özet 4

1. ELEKTRİK YÜKLERİ VE ELEKTRİKLENME

Cisimlerin birbirleri ile etkileşimi sonucunda üzerlerinde fazladan elektrik yükü birikmesine elektriklenme adı verilir.

Elektriklenmeden teknolojinin ve günlük yaşamın birçok alanında yararlanılır.

☼ Elektriklenmenin günlük yaşamdaki uygulamalarından biri fotokopi makineleridir.

☼ Otomotiv ve beyaz eşya sanayisinde de cisimler boyanırken elektriklenmeden faydalanılır.

☼ Fabrika bacalarındaki filtre sistemlerinde de elektriklenmeden faydalanılır.

☼ Şimşek de günlük yaşamda sık karşılaşılan bir elektriklenme olayıdır.

ELEKTRİKLENME ÇEŞİTLERİ

a.Sürtünme ile Elektriklenme

Sürtünme ile elektriklenmede birbirine sürtünen cisimlerden biri diğerine elektron verir ve kendisi pozitif

(+) yükle yüklenir. Elektron alan cisim üzerinde (–) yük fazlalığı oluşacağı için bu cisim negatif (–) yükle yüklenir. Alınan yük verilen yüke eşit olduğu için yük miktarı eşittir.

Ebonit çubuk, yün kumaşa sürtüldüğünde elektriklenir. Çünkü yün kumaşta bulunan negatif yükler sürtünmenin etkisiyle ebonit çubuğa geçer. Böylece ebonit çubuk negatif elektrik yüküyle yüklenmiş olur.

Cam çubuğu ipek kumaşa sürttüğünüzde cam çubuktaki negatif yükler kumaşa geçer. Böylece cam çubuk pozitif elektrik yüküyle yüklenir.

b. Dokunma ile Elektriklenme

Dokunma ile elektriklenme, yüklü bir cismin yük fazlalığı olmayan cisme dokundurulması ile gerçekleşebildiği gibi, yüklü bir cismin, yüklü bir cisme dokundurulması ile de gerçekleşebilir. Dokunma ile elektriklenme sonucunda cisimlerin yük işaretlerinin ne olacağı, cisimlerin birbirlerine dokundurulmadan önceki yük işaretleri ve yük miktarları ile alakalıdır.

c. Etki (Tesir) ile Elektriklenme

Bir elektriklenme çeşidi de etki (tesir) ile elektriklenmedir. Bu, yüklü bir cismin başka bir cisme dokundurulmadan sadece elektrik yüklerinin birbirini itmesi ve çekmesinden yararlanılarak yapılan elektriklenme çeşididir.

2. ELEKTRİK YÜKLÜ CİSİMLER

Pozitif (+) yüklü cisim: (-) yük kaybetmiş nötr bir cisimde (+) yük fazlalığı olur. Böyle (+) yük fazlalığı olan cisimlere (+) yüklü cisimler denir.

Negatif (-) yüklü cisim: (-) yük kazanmış nötr bir cisimde (-) yük fazlalığı olur. Böyle (-) yük fazlalığı olan cisimlere negatif yüklü cisim denir.

Nötr (yüksüz) cisim: (+) yük miktarı, (-) yük miktarına eşit olan cisimlerdir. Yükler cisim içerisinde düzgün olarak dağılmış olup dengededirler

☼ Aynı cins yüklerle yüklü cisimler birbirlerini iter. Zıt yüklü cisimler ise birbirini çeker.

Cisimlerin yüklü olup olmadığını ya da hangi yükle yüklendiğini anlamak için kullanılan araçlara elektroskop adı verilir.

Elektroskoplar topuz, yapraklar ve yalıtkan ayaklar olmak üzere üç kısımdan oluşur.

Topuz, elektrikle yüklü olup olmadığını öğrenmek istediğiniz cismin yaklaştırıldığı ya da dokundurulduğu yerdir.

Yapraklar, hareketiyle cismin yüklü olup olmadığını gösteren bölümdür.

Yalıtkan ayak kısmı ise elektroskobun diğer cisimlerle temasını önler.

Nötr elektroskop	Pozitif (+) yüklü elektroskop	Negatif (–) yüklü elektroskop

TOPRAKLAMA

Yerküre yük kapasitesi bakımından çok büyüktür.

Elektriklenmiş cisimler toprakla temas ederlerse cisimle toprak arasında yük alışverişi olur. Toprakla temas hâlindeki cisimler her zaman nötr durumdadır. Elektrik yüklü iletken bir cismin iletken bir telle toprağa bağlandığında üzerindeki fazla yükleri kaybetmesine topraklama adı verilir.

Yıldırımsavar (paratoner) bir tür topraklamadır. Yıldırımın etkisinden kurtulmak için kurulan bir çeşit

düzenektir. Bunun dışında elektrik prizlerinde, akaryakıt istasyonlarında ve yanıcı madde taşıyan tankerlerde

de topraklamadan yararlanılır.

3. ELEKTRİK ENERJİSİNİN DÖNÜŞÜMÜ

Elektrik Enerjisinin Isı Enerjisine Dönüşümü

Üzerinden elektrik enerjisi geçen iletkenlerde ısı açığa çıkar. İletkende açığa çıkan ısı enerjisi iletke­nin direnci, iletkenden geçen akım şiddetinin büyüklüğü ve akımın geçiş süresi gibi değişkenlere bağlı­dır.

Açığa çıkan ısı enerjisinin miktarının gereğinden fazla olması bazı tehlikeli durumlara neden olabilir. Bu tehlikelere karşı sigorta kullanılır.

Elektrik devrelerinden gereğinden fazla akım geçtiğinde devreden geçen akımı keserek güvenliği sağlayan devre elemanına sigorta adı ve­rilir. Sigortalar elektriği iyi ileten ve erime noktası düşük olan tellerden ya­pılır. Devreden fazla akım geçtiğinde tel ısınarak erir. Eriyen tel, elektrik akımının devreden geçmesini engeller. Bu olaya sigortanın atması adı verilir.

Elektrik Enerjisinin Işık Enerjisine Dönüşümü

Üzerinden akım geçen bazı iletken teller görülebilir ışık saçarlar. Yani elektrik enerjisinin bir kısmı bu tellerde ışık enerjisine dönüşür .Ampullerin de ışık vermesini bu şekilde açıklayabiliriz. Ampuller, elektrik enerjisini ışık enerjisine çeviren araçlardır. Elektrik ampulünde ışık, filaman adı verilen bir iletken tel parçasının ısınmasıyla elde edilir

Elektrik Enerjisinin Hareket Enerjisine Dönüşümü

Elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştüren araçlara elektrik motoru denir. Elektrik enerjisini

hareket enerjisine dönüştüren araçlarda farklı büyüklükte elektrik motorları bulunur. Çamaşır, bulaşık ve

saç kurutma makineleri ile vantilatör, elektrikli süpürge, mikser gibi araçlarda elektrik enerjisini harekete

dönüştüren elektrik motorları kullanılmaktadır.

Elektrik Enerjisinin Üretimi

Evlerde ve iş yerlerinde kullanılan elektrik enerjisi de çeşitli kaynakların enerjisinin önce hareket, sonra da elektrik enerjisine dönüştürülmesiyle elde edilir. Elektrik enerjisinin üretildiği santrallere güç santrali adı verilir. Enerji kaynağının çeşidine göre santral çeşidi de değişir.

Elektrik üretimi yapan güç santrallerinin hidroelektrik santral, termik santral, nükleer santral, rüzgar santrali, jeotermal santral gibi çeşitleri vardır.

Hidroelektrik Santral

Barajlarda depolanan suyun enerjisinden yararlanılarak elekt­rik enerjisi üretilen santrallere hidroelektrik santral adı verilir.

Hidroelektrik santralinde elektrik üretimi

Termik Santral

Fosil yakıtların yakılmasıyla elde edilen ısı enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren santrallere termik santral adı verilir.

Nükleer Santral

Uranyum ve plütonyum gibi elementlerin atomlarının çekir­deği bölündüğünde çok büyük bir enerji açığa çıkar. Bu ener­ji, yavaş ve kontrollü bir şekilde salınırsa elektrik üretiminde kullanılabilir. Açığa çıkan enerji ile yüksek basınçlı buhar elde edilir. Elde edilen yüksek basınçlı buharın türbinleri döndürme­siyle elektrik enerjisi elde edilir.

Jeotermal Santral

Jeotermal elektrik santrallerinde yer altından çıkarılan termal sular ile yüksek basınçta buhar elde edilir. Buhar türbinlerine püskürtülen buhar, türbinin dönmesini sağlayarak elektrik üretimini gerçekleştirir.

Rüzgar Santrali

Rüzgârın gücünden yararlanılarak türbinlerin döndürülmesi sonucu elektrik enerjisi üreten santrallerdir.

Elektrik Enerjisinin Bilinçli Kullanılmasının Önemi

Elektriğin tasarruflu ve bilinçli kullanılması için yapılması gerekenler:

♦ Elektrikli araçları satın alırken bunların enerji sınıfının yüksek olmasına dikkat edilmelidir.

Elektrikli araçların tükettiği enerji miktarlarını kıyaslayabilmek için elektrikli araçların üzerinde enerji sınıfları belirtilmiştir. Buna göre A+++ enerji sını­fında olan bir araç A sınıfındaki bir araca göre çok daha az enerji harcar.

♦ Sıcak yaz günlerinde perdeler kapatılmalı, soğuk kış günlerinde hava gü­neşli iken evin Güneş ile ısıtılması sağlanmalıdır.

♦ Buzdolabının kapağının gereksiz yere açılıp kapatılması elektrik tüketimini artırır. Bu nedenle buzdolabının kapağı gereksiz yere açılmamalıdır.

♦ Kullanılmayan elektrikli araçların fişi çekilmelidir.

♦ Aydınlanmada mümkün olduğunca gün ışığından faydalanılmalıdır.

Elektriğin Kaçak Kullanılması

Elektriği sayaçtan gizlice geçirerek ya da elektrik sayacını kullanılmaz hale getirerek elektriğin yasa dışı tüketilmesi kaçak elektrik kullanımı olarak adlandırılır. Kaçak elektrik kullanımı, kullanılan elektriğin ücretini ödememek içindir. Kaçak elektrik kullanımı ekonomik zarara neden olmakta, elektriği kaçak kullanmayan kişilerin daha fazla elektrik bedeli ödemesine neden olmaktadır. Bu nedenle kaçak elektrik kullanımı yasalara göre suçtur.

Elektrik Yükleri ve Elektriklenme Özet 4