* Hatırlatma ! Yaprak testlerin %90’ın da cevap anahtarı yoktur. Bu testler konu anlatımları ile desteklenip sizlerin çözmesi amacıyla ve soru deneyiminizi arttırmak için yayınlanmaktadır. Cavabı olan testler kategori dizinlerinde belirtilmiştir.

Elektrik


DURGUN ELEKTRİK

Atomda proton ve nötrondan oluşan bir çekirdek ve çekirdeğin çevresinde yörüngelerde hareket eden elektronlar bulunur.

Elektrik yüklerinin kaynağı atomun yapısında bulunan elekton ve proton denilen parçacıklardır. Protonun yükü pozitif (+), elektronun yükü ise negatif (–) dir. Bir elektronun yüküne elementer yük denilmiştir ve birim yük olarak seçilmiştir.

Yüksüz (nötr) bir atomdaki elektronların (–) yük toplamı, protonların (+) yük toplamına eşittir.

Nötr (Yüksüz) Cisim

Bir cismin üzerindeki pozitif (+) yük sayısı, negatif yük sayısına eşit ise, böyle cisme nötr ya da yüksüz cisim denir. Yüksüz denildiği zaman cismin içinde hiç yük yok anlamına gelmez. Yalnızca (+) ve (–) yük miktarının eşit olduğu anlamına gelir.

Pozitif Yüklü Cisim

Üzerinde (+) yük fazlalığı olan cisimlere pozitif yüklü cisim denir. Cisimleri pozitif yüklü hale getirmek için cisimden elektron alarak (+) yük fazlalığı oluşturmak gerekir.

Negatif Yüklü Cisim

Üzerinde (–) yük fazlalığı olan cisimlere negatif yüklü cisim denir. Herhangi bir yolla cisme (–) yük verilirse, (–) yük fazlalığı oluşur.

Yapılan deneylere göre, aynı işaretli cisimlerin birbirlerini ittiği görülmüştür. Yani aynı cins yüklü cisimler birbirlerine zıt yönlerde kuvvet uygularlar ve birbirlerini iterler.

Zıt cins yüklü cisimler birbirlerini çekerler.
Bu durumda da cisimler birbirlerine zıt yönde kuvvet uygularlar. Fakat bu kuvvetler çekme yönündedirler.

Yüksüz cisimler ise birbirlerine kuvvet uygulayamadıkları için, ne iter, ne de çekerler.

Cisimlerin birbirlerine uyguladıkları itme ya da çekme kuvveti, yük mıknatısları ile doğru, aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır.

İletken Cisimler

Üzerinde serbestçe dolaşabilen yükler olan cisimlere iletken cisim denir. Genel olarak metaller iyi iletkenlerdir. İnsan vücudu da iletkendir. İçinde iyon bulunduran çözeltiler de elektriği iletirler. İletken içinde hareket eden yük (–) yüktür. Yani elektronlardır. (+) yükler protonun yükü olduğu için hareket etmezler. Çözeltilerde (+) ve (–) iyonlar hareket eder.

Yalıtkan Cisimler

Üzerinde serbestçe dolaşabilir yükler olmayan cisimlere yalıtkan cisim denir. Plastik, cam, mika ve saf su bazı yalıtkan olan maddelere örneklerdir.

ELEKTRİKLENME ÇEŞİTLERİ

1. Sürtünme ile Elektriklenme

Saçımızı tararken, yün kazagımızı çıkarırken çıtırtılar duyulur. Otomobilden inerken kapı kolu ile el arasında elektrik akışı olur. Bu ve benzeri örneklerdeki olayların nedeni elektriklenmedir.

Sürtünme ile elektriklenmede birbirine sürtünen cisimlerden biri diğerine elektron verir ve kendisi pozitif (+) yükle yüklenir. Elektron alan cisim üzerinde (–) yük fazlalığı oluşacağı için negatif (–) yükle yüklenir. Alınan yük verilen yüke eşit olduğu için yük miktarı eşittir.

Cam çubuk ipek kumaşa sürtülürse, camdan ipeğe elektron geçişi olur. Cam çubuk (+), ipek kumaş ise (–) yükle yüklenir.

Plastik çubuk yünlü kumaşa sürtülürse, çubuk yünlü kumaştan elektron alır ve (–) yükle yüklenir. Yünlü kumaş elektron verdiği için (+) yükle yüklenir. Alınan ve verilen yük miktarları eşittir.

2. Dokunma ile Elektriklenme

Yüklü bir cisim nötr bir cisme dokundurulduğunda mevcut yükünü paylaşırlar ve nötr cisimde yüklenir.

Bu tür yüklenmeye dokunma ile elektriklenme denir. Şekilde (–) yüklü K küresi nötr L küresine dokundurulduğunda, K den L ye elektron geçişi olur ve sonra dengeye gelirler.

Eğer K cismi (+) yüklü olsa idi, nötr L küresinden () yükler K küresine geçer ve her ikisi de (+) yüklü olurdu.

Yüklü cisimler birbirine dokundurulduktan sonra son yükleri, kürelerin kapasitelerine bağlıdır. Kürelerin kapasiteleri yarıçapla orantılı olduğundan toplam yükü yarıçapları oranında paylaşırlar.

Eğer küreler özdeş ise, yani yarıçapları eşit ise, toplam yükü eşit olarak paylaşırlar.

Şekilde r1 ve r2, yarı çaplı yüklü küreler iletken telle birleştirilip anahtar kapatılırsa yük alış verişi yaparlar ve son yükleri değişebilir.

Yüklü iki cisim birbirine dokundurulduğunda yüklerinin işareti ile ilgili üç durum vardır.

1. Her ikiside (+) yükle yüklenebilir.

2. Her ikisi de (–) yükle yüklenebilir.

3. Her ikisi de nötr olabilir.

Birisinin yükünün (+) diğerininki ise (–) olma ihtimali yoktur.

3. Etki ile Elektriklenme

Yüksüz K ve L cisimleri birbirine temas halinde iken (+) yüklü bir M çubuğu yaklaştırılıyor.
M çubuğundaki (+) yükler K küresinden L küresine (–) yükleri çeker. K küresinin çubuğa uzak olan kısmı (+) yükle yüklenir. Daha sonra küreler yalıtkan ayaklarından tutulup ayrılır ve M çubuğu uzaklaştırılırsa, K küresi (+), L küresi de (–) yükle yüklenmiş olur.

M çubuğu dokundurulmadan K ve L küreleri yüklenmiş olur. Böyle yüklemeye etki ile elektriklenme denir.

Etki ile elektriklenmede K ve L nin yarıçapları ne olursa olsun yük miktarları eşittir. Ayrıca çekilen ya da itilen yükler mümkün olan en uzaktan çekilir ya da mümkün olan en uzağa itilir.

Şekildeki gibi (+) yüklü K cismi, nötr L cismine yaklaştırıldığında onu etki ile elektrikler. L nin K tarafında (–) yükler, diğer tarafında ise (+) yükler toplanır. K cismi L deki (–) yükleri çeker, (+) yükleri ise iter.

Fakat d1 < d2 olduğu için, Fç > Fi olur ve cisim K ye doğru çekilir.

K tarafından çekilen nötr L cismi K ye dokunursa, L de (+) yükle yüklenir ve bu durumda da L küresi düşey konumun diğer tarafına doğru itilir.

Topraklama

Dünya çok büyük bir küre olduğu için kapasitesi çok büyüktür. Dolayısıyla toprakla temas halinde olan cisimler nötr haldedir.

(–) yüklü cisim iletken bir telle toprağa bağlanırsa cisimdeki fazla olan (–) yükler toprağa akar ve cisim nötr olur.

(+) yüklü cisim iletken bir telle toprağa bağlanırsa, cisimdeki (+) yükler hareket edemeyeceği için, topraktan cisme (–) gelir ve cisim nötr olur.

Nötr bir cisim etki ve topraklama yoluyla elektriklenebilir.

(–) yüklü K cismi nötr L cismine yaklaştırılırsa, L cisminin bir tarafı (+) diğer tarafı (–) yükle yüklenir.

L cismi iletken bir telle toprağa bağlanırsa (–) yükler mümkün olan en uzağa yani toprağa kadar itilir.

Daha sonra M cismi uzaklaştırılmadan toprak bağlantısı kesilirse, L deki (+) yükler kalır ve K cismi de uzaklaştırıldıktan sonra L cismi (+) yükle yüklenir.

ELEKTROSKOP

Bir cismin yüklü olup olmadığını, yüklü ise yükünün işaretini anlamaya yarayan alete elektroskop denir. Elektroskobun basitçe yapısı şekildeki gibidir. Metal bir topuz, metal bir tel, iletken çok hafif iki yaprak ve cam fanustan oluşmaktadır.

Elektroskop yüksüz iken, yapraklar kapalı ve yapraklar arasındaki açı sıfır derecedir.

Elektroskop yüklendiğinde, her iki yaprakta aynı cins ve eşit yükle yüklenir ve birbirlerini iterek yapraklar açılır. Yapraklar arasındaki açı yük miktarı ile orantılıdır. Yük miktarı artarsa, açı artar, yük miktarı azalırsa, yapraklar arasındaki açı da azalır.

Buna göre, elektroskobun yüklü olup olmadığını, yaprakların açık olup olmadığından anlayabiliriz.

Nötr bir elektroskoba bir cisim dokundurulduğunda, yapraklar açılıyorsa dokundurulan cisim mutlaka yüklü demektir. Dokunmayla elektriklenme sonucu elektroskopta yüklenir ve yaprakları açılır. Fakat bu durumda yükün işareti anlaşılamaz.

Yükün işaretini anlayabilmek için, yükünün işareti bilinen bir elektroskoba yüklü cismi yaklaştırmamız gerekir. Şekildeki (–) yüklü elektroskoba K cismi yaklaştırıldığında yapraklar biraz açılıyor.

Yaprakların biraz açılmasının nedeni, yapraklardaki yük miktarının artmasıdır. Yani topuzdan yapraklara (–) yükler itilmiştir.

Topuzdan yapraklara (–) yüklerin itilebilmesi için K cisminin yükünün işareti (–) olmalıdır.

Eğer K cismi yaklaştırıldığında elektroskobun yaprakları biraz kapanıyorsa, yapraklardaki yük miktarı azalıyor yani topuza yapraklardan yük çekiliyordur. Buna göre, K cisminin yükünün işareti (+) dır.

Yüklü bir cisim, yüklü bir elektroskoba yaklaştırıldığında yapraklar biraz açılıyorsa, cisim ile elektroskop aynı cins yükle yüklü, yapraklar biraz kapanıyorsa, cisim elektroskopla zıt yüklüdür.

Cisim yaklaştırılırken yapraklar biraz açılıyorsa, uzaklaştırılırken yapraklar biraz kapanıyordur. Yani yaklaştırma ve uzaklaştırma birbirinin tersi olur.

Nötr bir elektroskoba (–) yüklü bir K cismi yaklaştırıldığında elektroskop etki ile elektriklenir. Yapraklar (–) yükle yüklenirken, topuz ise (+) yükle yüklenir, (+) yüklü cisim yaklaştırılsa idi, yapraklar (+), topuz ise (–) yükle yüklenirdi.

Yüklü bir cismi yüklü bir elektroskoba dokundurduğumuzda, yaprakların hareketinin nasıl olacağını anlamak için yük miktarlarını ve yükün işaretini bilmek gerekir.

Elektroskop ve dokundurulan cismin yükünün işareti aynı ise, elektroskobun yapraklarının hareketini bilebilmek için kapasitelerinin de bilinmesi gerekir.

Şekilde +q yüklü çubuk ve elektroskop birbirine dokundurulduğunda üç ihtimal vardır.

YILDIRIM, ŞİMŞEK ve GÖK GÜRÜLTÜSÜ

Bulutların yapılarındaki su tanecikleri, hareket ederken birbiriyle ve hava molekülleriyle sürtünerek elektrikle yüklenirler. Bulutla oluşan elektrik yükünün yakındaki başka bir buluta boşalması olayına şimşek denir.

Yer yüzüne yakın geçen bulut, yeri de etkiyle elektrikleyebilir. Yer yüzünün buluta yakın olan kısmı farklı yüklenir. Yeryüzü ile bulut arasında oluşan elektrik boşalmasına yıldırım denir.

Yıldırım düşmesi ve şimşek çakması sırasında akan elektrik çok fazladır. Bu elektriğin hareketi sırasında hava ısınır ve hızla genleşir. Hızla genleşen sıkışmış hava, ses dalgaları oluşturarak gök gürültüsüne neden olur.

Yıldırım veya sesin önce ışığını görür, sonra sesini duyarız. Bunun nedeni ışığın sese göre çok daha hızlı yayılmasıdır.

ELEKTRİK AKIMI

Potansiyelleri farklı olan iki iletken cisim birbirlerine dokundurulduğunda potansiyelleri eşit oluncaya kadar birinden diğerine elektrik yükü akışı olur. Potansiyeller eşitlendiğinde yani potansiyel farkı sıfır olduğunda bu akış durur. Akışkanların basınç farkından dolayı akmasını ve basınç farkı ortadan kalkınca akmanın durmasını buna benzetebiliriz.

Buna göre, bir devrede yük akışı olabilmesi için, üreteç ve pil gibi aygıtlara ihtiyaç vardır.

Şekilde, pil, anahtar ve lamba ile oluşturulan devrede, anahtarın kapatılmasıyla lambanın yandığı gözlenir. Bu durumda lamba üzerinden akım geçtiği anlaşılır.

Bir iletken içinde elektronların sürekli olarak akışına elektrik akımı denir.

Akım Şiddeti

Bir iletkenin kesitinden bir saniyede geçen elektron miktarına akım şiddeti denir. I harfi ile gösterilir. Akım şiddeti ampermetre denilen aletle ölçülür. Ampermetre devreye seri bağlanır. Bağlandığı yerin direncini etkilememesi için ampermetrenin iç direnci çok çok küçüktür. Pratikte sıfır kabul edilir. Akım şiddeti birimi amperdir. A harfi ile gösterilir.

Üretecin veya pilin + ucu uzun, – ucu kısa çizgi ile gösterilir. Elektronlar üretecin (–) kutbundan (+) kutbuna doğru hareket ederler. Fakat akımın yönü, elektronların hareket yönünün tersine yani (+) kutuptan (–) kutba doğru olduğu kabul edilmiştir. Bu bir kabullenmedir.

Bir İletkenin Direnci

Elektronlar bir iletken içinde hareket ederken atom ve moleküllerle etkileşir ve enerji kaybederler. İyi iletken olmayan maddeler içinde ise hareket edemez ve akım oluşturamazlar, yani engellerle karşılaşırlar. Maddeler üzerinden geçen akıma karşı bir tepki yani direnme gösterirler. Bu direnmeye direnç denir. Direnç şekildeki gibi gösterilir ve R ile sembolize edilir. Direnç birimi ohm olup kısaca W ile gösterilir.

Yalıtkan maddelerin direnci çok büyük olduğundan hiç akım geçirmezler. Elektrik akımını en iyi iletenler saf metallerdir.

Uzunluğu ℓ, kesit alanı S olan bir iletkenin direnci,

bağıntısı ile hesaplanır. Burada r, iletkenin öz direncidir. Bu bağıntıya göre, direnç telin uzunluğu ve özdirenci ile doğru, kesit alanı ile ters orantılıdır.

Kısa Devre

Akımın dirençsiz yolu tercih etmesine kısa devre denir. Şekilde yanmakta olan lambanın iki ucu iletken bir telle birleştirilir yani K anahtarı kapatılırsa, akım dirençsiz yoldan gider. Dolayısıyla lambanın üzerinden giden i akımı artık lamba üzerinden gitmez ve lamba söner. Lamba yerinde bir R direnci olması halinde de aynı durum geçerlidir.

Değişken Direnç (Reosta)

Bir iletkenin direncini değiştirmek için kullanılan alete reosta denir. Reostaya ayarlı dirençte denilir. Kısa devre prensibi geçerlidir. Şekilde okun ucuna kadar iki yol vardır. Biri dirençli diğeri dirençsiz yoldur. Akım dirençsiz yolu tercih ettiğinden, devrede yalnız okun ucundan 1 yönünde kalan direnç var demektir. Dolayısıyla ok 1 yönünde hareket ettirilirse, direnç azalır, 2 yönünde hareket ettirilirse direnç artar.

Potansiyel Farkı (Gerilim)

Potansiyel iş yapabilme yeteneği olarak ifade edilebilir. Potansiyel enerji, depolanmış ve kullanıma hazır enerji demektir. Pil ve üreteçlerde de böyle bir enerji vardır. Potansiyel farkı denildiğinde iki noktanın potansiyellerinin farkı demektir. Üreteçlerin (+) ve (–) kutuplarının potansiyelleri farklıdır. Dolayısıyla üretecin iki ucu arasında bir potansiyel farkı (gerilim) vardır. Bu potansiyel farkına gerilim de denir. Bir devrenin iki noktası arasında sabit bir gerilim var ise, bu iki nokta arasında düzenli bir akım oluşur. Evlerde 220 voltluk sabit bir gerilim kullanıldığı için ampullerin parlaklığı zamanla değişmez.

Potansiyel farkının birimi volttur. V harfi ile gösterilir. Voltmetre denilen aletle ölçülür. Voltmetre devreye paralel bağlanır. Voltmetrenin üzerinden akım geçmez.

OHM KANUNU

Bir iletkenin uçları arasındaki potansiyel farkının, iletkenden geçen akım şiddetine oranı sabittir.
Bu sabit değer iletkenin direncine eşittir. Buna göre,

Direnç R, potansiyel farkı V, akım şiddeti i olduğuna göre, kısaca

olarak yazılır.

Ohm kanunu, potansiyel farkı, akım ve direnç üçlüsü arasındaki ilişkiyi belirtir.

Potansiyel farkı akım şiddeti grafiğinin eğimi, iletkenin direncini verir.

DİRENÇLERİN BAĞLANMASI

1. Seri Bağlama ve Özellikleri

Dirençlerin uç uca bağlanmasıyla elde edilen bağlanma şekline seri bağlama denir.

  1. Üreteçten çekilen akım kollara ayrılmaz ve bütün dirençlerin üzerinden eşit şiddette akım geçer.

IT = I1 = I2 = I3

  1. Her bir direncin uçları arasındaki potansiyel farkının toplamı, üretecin uçları arasındaki potansiyel farkına eşittir.

V = V1 + V2 + V3 + ...

  1. Dirençlerin toplamı toplam dirence eşittir.

R = R1 + R2 + R3 + ...


2. Paralel Bağlama ve Özellikleri

Birer uçları bir noktada, diğer uçları da başka bir noktada olacak şekilde yapılan bağlama şekline paralel bağlama denir.

  1. Paralel bağlamada üreteçten çekilen toplam akım K noktasında kollara ayrılır, sonra tekrar L noktasında birleşir ve üretece gelir.

IT = I1 + I2 + I3 olur.

  1. Dirençlerin hepsi K ve L noktalarına bağlı olduğu için, K - L noktaları arasındaki potansiyel farkı ne ise, bütün dirençlerin uçları arasındaki de o kadardır.
    Ayrıca üreteç K ve L noktalarına paralel bağlı olduğundan,

V = V1 = V2 = V3 tür.

  1. Devrenin eşdeğer direncinin tersi, dirençlerin terslerinin toplamına eşittir.

  • Paralel bağlı dirençlerin eşdeğeri, en küçük direnç değerinden daha küçüktür.

  • Paralel bağlı R1 ve R2 dirençlerinin eşdeğeri,

bağıntısı ile de bulunabilir.

  • Herbirinin değeri R olan n tane özdeş direnç paralel bağlanırsa, eşdeğer direnç,

ÜRETEÇLERİN BAĞLANMASI

1. Seri Bağlı Üreteçler

Bir üretecin (+) kutbunu diğer üretecin (–) kutbuna bağlanmasıyla elde edilen bağlama şekline seri bağlama denir.

  • Seri bağlı üreteçlerin her birinden eşit şiddette akım çekilir. Dolayısıyla üretecin tükenme süresinden bir kazanç yoktur.

  • Üreteçlerin toplam gerilimi, her birinin gerilim toplamına eşittir.

    VT = V1 + V2 + V3 tür.

2. Ters Bağlı Üreteçler

Bir üretecin (–) kutbunu diğer üretecin (–) kutbuna ya da (+) kutupların birbirine bağlanmasıyla elde edilen bağlama şekline ters bağlama denir.

Ters bağlamada gerilim birbirini yok edici yönde etki yapar. Eğer ters bağlı iki üreteç özdeş ise toplam gerilim sıfır olur.

VT = V1 – V2 dir.

Büyük gerilim değeri küçük gerilim değerinden çıkarılır.

Şekildeki gibi, ikiden fazla üreteç var ise, önce seri bağlı olanların gerilimleri toplanır. Sonra diğer gerilim ile aradaki fark alınır.

Örneğin,

V1 + V2 > V3 ise, toplam gerilim,

VT = V1 + V2 – V3 olur.

3. Paralel Bağlı Üreteçler

Üreteçlerin (+) kutbu bir noktada (–) kutbu da başka bir noktada olacak şekilde birleştirilerek oluşturulan bağlamaya, paralel bağlama denir.

Paralel bağlı üreteçler özdeş seçilir.

  • Paralel bağlı üreteçlerin devreye verdikleri akımlar eşit olur.

  • Toplam gerilim üreteçlerden birinin gerilimine eşittir.
    VT = V dir.

paralel bağlı üreteç sayısının artması devreden geçen akım şiddetini etkilemez. Fakat üreteç sayısı arttıkça her bir üreteçten geçen akım azalır ve üreteçlerin tükenme süreleri artar.

ELEKTRİKSEL ENERJİ

Uçları arasındaki potansiyel farkı V olan üretece bir R direnci bağlandığında I akımı geçiyor.

Akım geçerken çok hızlı hareket eden elektronlar iletkenin atom ve moleküllerine çarparak kazandıkları kinetik enerjilerin bir kısmını bu parçacıklara aktarırlar.

Bu enerji ısı enerjisi alarak açığa çıkar. İletkenden t sürede akım geçtiğinde ısıya dönüşen elektriksel enerji,

E = V . I . t

bağıntısından bulunur.

V = I . R değeri yerine yazılırsa,

E = I2 . R . t olarakta kullanılabilir.

V; volt, I : amper, t : saniye cinsinden alınırsa, elektriksel enerji Joule cinsinden bulunur.

Isıca yalıtılmış kapta bulunan sıvı içine bir iletken daldırılıp üzerinden I akımı geçirilirse, iletkenin verdiği ısı enerjisi sıvı tarafından alınır.

Verilen ısı alınan ısıya eşittir.

Qverilen = Qalınan

c : sıvının öz ısısı

m : sıvının kütlesi

DT : sıcaklık değişimi

Bütün elektrikli su ısıtıcıları bu sisteme göre çalışmaktadır.

Elektriksel Güç

Bir iletkenin birim zamanda yaydığı elektriksel enerjiye o iletkenin gücü denir.

Buna göre, elektriksel güç,

P = I . V = I2 . R olur.

Ayrıca değeri yerine yazılırsa olarakta ifade edilebilir.

LAMBALAR

1. Lambaların Yanıp Yanmaması

Bir lamba pil ya da üretece bağlandığında üzerinden akım geçer ve lamba yanar.

Anahtar açıldığında ise lambadan akım geçmez ve lamba yanmaz.

Lambanın iki ucu, direnci önemsiz bir telle birleştirilirse, akım dirençsiz yolu takip eder ve lamba kısa devre olur. Lambanın kısa devre olması demek üzerinden akım geçmemesi ve lambanın yanmaması demektir. Şekilde K anahtarı kapatılırsa lamba söner.

2. Lambaların Işık Şiddeti (Parlaklığı)

Yanan bir lambanın ışık şiddeti ya da parlaklığı lambanın gücü ile orantılıdır.

Direnci R, uçları arasındaki gerilimi V olan lambadan I şiddetinde akım geçiyorsa, lambanın gücü,

Buna göre, lambadan geçen akım ya da lambanın gerilimi azalırsa lambanın ışık şiddeti veya parlaklığı da azalır. Özellikle lambalar paralel bağlı ise, lambaların uçları arasındaki gerilimlerine bakılarak ışık şiddeti ya da parlaklık kıyaslaması daha kolay yapılır. Paralel böyle özdeş ampullerin parlaklıkları eşittir. Devreden bir ampulün çıkarılması veya yeni bir ampul eklenmesi diğer ampullerin parlaklıklarını etkilemez.

MIKNATIS ve ÖZELLİKLERİ

Magnetik adı verilen demir oksit (Fe3O4) bileşiği tabii bir mıknatıs olarak bilinir.

Demir, nikel, kobalt gibi maddeleri çekme özelliği gösteren cisimlere mıknatıs denir.

Üç çeşit mıknatıs vardır.

  1. Doğal mıknatıs : Doğada oluşan ve taş olarak bulunan mıknatıslardır.

  2. Yapay mıknatıs : Demir, nikel ya da kobalttan yapılır. Çubuk, pusula iğnesi, U şekline ve at nalı şekline benzeyen çeşitleri vardır.

Bu mıknatıslara daimi ya da geçici mıknatıslık kazandırılabilir.

  1. Elektromıknatıslar : Magnetik özellik gösteren maddeye örneğin demir üzerine tel sarılıp telden akım geçirildiğinde oluşan mıknatıslardır.

Mıknatısın Kutupları

Mıknatısların uçları çekme ve itme özelliği gösterirler. Mıknatıslık etkisinin en şiddetli olduğu bu uçlara kutup adı verilir. Bir mıknatısın şekli nasıl olursa olsun iki kutbu bulunur.

Bir mıknatıs ortadan iple asılırsa, kuzey-güney doğrultusuna yönelerek durur. Kuzeyi gösteren kutba N, güneyi gösteren kutba ise S kutbu denir.

Elektrik yüklerinde olduğu gibi, mıknatıslarında aynı kutupları birbirini iter, zıt kutupları ise birbirini çeker.

Mıknatıslar, demir, nikel, kobalt gibi maddeleri ve bunların alaşımlarını çeker. Bu nedenle bu maddelere magnetik maddeler denir. Cam, kağıt, tahta, plastik gibi maddeleri mıknatıs çekmez.

Magnetik Alan Kuvvet Çizgileri

Bir mıknatısın çekim etkisini gösterdiği alana magnetik alan denir.

Bir cam levha üzerine demir tozları serpildikten sonra levhanın altına çubuk mıknatıs yerleştirilip levhaya yavaş yavaş vurulduğunda, demir tozları mıknatısın magnetik alan çizgilerine paralel hale gelirler. Demir tozlarının oluşturduğu çizgilere bakılarak normalde görülmeyen çizgilerin nasıl olduğu anlaşılır.

Çubuk mıknatısın çevresindeki magnetik alan çizgileri şekildeki gibidir.

Magnetik alan kuvvet çizgileri N kutbundan S kutbuna doğrudur.

Çizgilerin uç noktalarında sık olması magnetik alanın uç kısımlarında şiddetli olduğunu gösterir.

Magnetik alan çizgilerinin bulunduğu yerlere pusula iğneleri konulduğunda, pusula iğneleri yerdeki magnetik alan çizgilerine paralel olacak şekilde dengede kalırlar.

Magnetik alan, çizgilerinin paralel olduğu yerlerdeki alana düzgün magnetik alan denir.

Mıknatısı Bölmek

Çubuk şeklindeki bir mıknatıs ikiye bölündüğünde, oluşan her bir parça yine N - S kutuplu mıknatıs olur.

Bölme işlemi atomik boyuta kadar devam ettirildiğinde de yine mıknatıs özelliği devam eder. Yani tek kutuplu mıknatıs elde edilemez.

Geçici Mıknatıslanma

Yapay mıknatıslardan faydalanılarak magnetik özelliği olan demir, nikel ve kobalt geçici olarak mıknatıslanabilir. Üç yolla geçici mıknatıslanma elde edilebilir.

1. Sürtünme ile Mıknatıslanma

Bir demir çubuğa, şekildeki gibi mıknatısın her defasında aynı kutbu aynı yönlü sürtürülürse, mıknatısın ilk sürtülen uç kısmı mıknatısla aynı kutuplu olacak şekilde demir çubuk geçici olarak mıknatıslanır.

2. Dokunma ile Mıknatıslanma

Mıknatısa dokundurulan demir parçalarını mıknatıs tutar.

Çünkü demir parçası mıknatısın dokunduğu kutupla zıt kutupla kutuplanır ve onu çeker. Demir parçaları uç uca eklenirse, her bir uç bir öncekine göre zıt kutuplanır.

3. Etki ile Mıknatıslanma

Mıknatısın magnetik alanı içine konulan demir parçaları geçici olarak mıknatıslık özelliği kazanır. Şekilde demir parçasına mıknatısın S kutbu yaklaştırılırsa, demirin S ye yakın olan kısmı N, diğer tarafı ise S kutbu olur.

Bir mıknatıs demir çubuğun orta kısmına şekildeki gibi yaklaştırılırsa, demir çubuğun uç kısımları N, orta kısımları ise S kutbu olacak şekilde etki ile mıknatıslanır.

Yerin Magnetik Alanı

Yerin magnetik alanının olduğu deneylerle tespit edilmiştir. Dünya, sanki kuzey yarı kürede S, güney yarı kürede N kutbu bulunan bir çubuk mıknatıs varmış gibi davranır. Magnetik kuzey ve güney kutup ile coğrafi kuzey ve güney kutup tam çakışmıyor. Belli küçük bir açı kadar sapma gösteriyor.

Ağırlık merkezinden asılmış bir çubuk mıknatıs, bulunduğu yerden geçen dünyanın çevresindeki magnetik alan kuvvet çizgilerine teğet olmak zorundadır. Bu nedenle ağırlık merkezinden asılmış bir çubuk mıknatısın N kutbu magnetik kuzeyi, S kutbu ise magnetik güneyi gösterir.

Kuzey yarı kürede, ağırlık merkezinden asılan bir çubuk mıknatıs veya pusula iğnesinin N kutbu, güney yarı kürede ise S kutbu aşağı eğilir. Ekvatorda yere paralel, kutuplarda ise yere dik konuma gelir.

Mıknatısların Kullanıldığı Alanlar

Mıknatıslar, pusula yapımında, kapı zilinde, telefon, radyo, televizyon, voltmetre, ampermetre, elektrik motorları, bazı oyuncakların yapısı gibi bir çok yerlerde kullanılmaktadır.

Sanayide demir parçalarını diğer maddelerden ayırmak için yine mıknatıslar kullanılır.

ELEKTRİK AKIMININ MAGNETİK ETKİLERİ

Akım geçen telin oluşturduğu magnetik alan

Şekilde pusula iğnesinin üzerinden tel geçecek şekilde devre kurulup anahtar kapatılıp telden yeterince akım geçtiğinde pusula iğnesi aniden saparak tele dik konuma gelir. Pusulanın sapması yerin magnetik alanından başka bir magnetik alanın meydana geldiğini gösterir.

Bu alan elektrik akımlarının çevresinde meydana gelen magnetik alandır. Bu alanların kaynağı elektrik yüklerinin hareketidir. Telden uzaklaştıkça magnetik alanın şiddeti azalır. Tele yaklaştıkça magnetik alanın şiddeti artar. Telden geçen akımın artması da magnetik alanın şiddetini artırır. Akımın azalması ise magnetik alanın şiddetini azaltır.

Akım geçen telin çevresinde iç içe daireler şeklinde magnetik alan çizgileri oluşur. Herhangi bir noktadaki magnetik alan vektörünün yönü, bu alan çizgilerine teğettir.

Akımın yönü değiştiğinde magnetik alan çizgileri ve herhangi bir noktadaki magnetik alan vektörünün yönü değişir.

İNDÜKSİYON AKIMI

Bir mıknatıs şekildeki gibi akım makarasının içine doğru hızla yaklaştırıldığında ya da makaradan uzaklaştırıldığında ampermetreden akım geçer. Üreteç olmadan elde edilen bu akıma indüksiyon akımı denir. İndüksiyon akımının meydana gelmesinin nedeni kapalı bir devre halinde bulunan iletkenden geçen, magnetik alan kuvvet çizgilerinin sayısının değişmesidir.

Kuvvet çizgileri hızlı değişirse indüksiyon akımı büyük, yavaş değişirse küçük olur. Yukarıdaki şekilde de mıknatıs, akım makarasına hızlı yaklaşırsa indüksiyon akımı büyük, yavaş yaklaşırsa akımın şiddeti küçük olur. Mıknatıs yaklaşırken ve uzaklaşırken oluşan akımın yönleri birbirlerine göre zıttır. Makaranın sarım sayısının artması indüksiyon akımının şiddetini artırır.

Elektromıknatıs

Şekildeki gibi bir demire tel sarılıp, telden bir akım geçirildiğinde demirin K ve L uçları arasında bir magnetik alan meydana gelir. Yani bir mıknatıs elde edilmiş olur. Buna elektromıknatıs denir.

Akımın şiddeti ve sarım sayısı ne kadar fazla ise mıknatısın magnetik kuvvet çizgileride o kadar şiddetli, yani mıknatıs güçlü olur.

Alternatif Akım

Çok sarımlı çerçeve şeklindeki bir iletken, mıknatısın uçları arasındaki düzgün magnetik alan içinde döndürülürse, çerçevenin oluşturduğu alandan geçen magnetik kuvvet çizgileri sürekli değiştiğinden çerçevenin tellerinde yönü ve şiddeti devamlı değişen bir elektrik akımı elde edilir. İndüksiyon yoluyla elde edilen bu akıma alternatif akım denir.

Transformatör

Alternatif gerilimleri aynı frekansta yükselten yada alçaltan ve bu işlemi az bir kayıpla gerçekleştiren sistemlerdir.

Transformatörde, demirden yapılmış levhalar bir araya getirilip, bunların üstlerine farklı sarımlı iki bobin sarılır. Primer sargı elektrik gücünü veren girişe, sekonder sargı da elektrik gücünün alındığı çıkışa bağlanır. Primer devreye uygulanan alternatif gerilim (V) sekonder devreden indüksiyon yoluyla yükselmiş ya da azalmış olarak alınır.

Sekonderin sarım sayısı, primerin sarım sayısından fazla ise transformatör yükselten, az ise alçaltan bir transformatördür. Transformatörler doğru akımda çalışmaz yalnızca alternatif akımla çalışır.

Kayıplar ihmal edildiğinde ekonderden alınan güç, primerden verilen güce eşittir.

Vs . Is = Vp . Ip

Ayrıca gerilimler, sarım sayısıyla orantılı olduğundan, bu eşitlik,

Transformatörler gerilimi düşürmek amacıyla kapı zillerinde, teyp ve radyoların elektrik girişinde de kullanılır.

ELEKTROLİZ

Şekilde verilen kapta saf su var iken, anahtar kapatıldığında lamba yanmaz. Saf suyun içine H2SO4, NaCI, NaOH … gibi suda iyonlarına ayrışan maddelerden herhangi biri katıldığında lamba ışık vermeye başlar.

Bu şekilde akım geçişi sırasında olup biten kimyasal olayların tümüne elektroliz denir.

Elektroliz olayında; elektrolit, elektrot, elektroliz kabı ve doğru akım kaynağı gereklidir.

Elektrolit : Sudaki eriyikleri iletken olan maddelere denir.

Elektrot : Elektrolit içine batırılan metallere denir.

Elektroliz Kabı : Elektroliz olayının gerçekleştiği kaba denir.

Anot : Bir elektroliz kabında üretecin pozitif kutbuna bağlı elektroda denir.

Katot : Elektroliz kabında üretecin negatif kutbuna bağlı elektroda denir.

Şekildeki gibi elektroliz kabı içindeki elektrotlar bir bataryanın uçlarına iletken tellerle bağlanırsa, çözeltideki (+) iyonlar pilin (–) kutbuna bağlı elektrota doğru, (–) yüklü iyonlar ise pilin (+) kutbuna bağlı elektroda doğru hareket ederler. Böylece anot pozitif, katot ise negatif yüklenmiş olur. Etkisiyle elektrolitteki iyonlar harekete geçerler. Katoda varan pozitif iyonlar buradan kendilerini nötrleyecek kadar elektron alırlar.

Anota ulaşan negatif iyonlar ise, elektronlarını anota vererek nötr hale geçerler. Belli bir zaman sonunda katottan alınan elektron sayısıyla, anoda verilenlerin sayısının aynı olduğu görülür.

Elektroliz olayında akım, elektrolit içinde iyon hareketiyle, elektrolit dışında ise iletkendeki serbest elektronların hareketiyle gerçekleşir.

Suyun Elektrolizi

Elektroliz olayından faydalanılarak su kendini meydana getiren hidrojen ve oksijen gazlarına ayrılabilir.

Su iyi bir iletken değildir. İçinde akımı iletecek iyon sayısı azdır. Suyun içine bir miktar çamaşır sodası veya sülfirik asit (H2SO4) damlatılırsa iyi bir iletken haline gelir.

Elektrotların birer uçları tüplerin içine, diğer uçları ise bir üretece bağlanıp devreden akım geçtiğinde, tüplerdeki suyun içinden gaz kabarcıkları çıkarak tüplerin üst kısmında gaz toplandığı, tüplerin içindeki suyun seviyesinin düştüğü gözlenir.

Hidrojen (+), oksijen (–) işaretli olduğundan, üretecin (+) kutbuna bağlı elektrodun bulunduğu tüpte oksijen, (–) kutbuna bağlı elektrodun olduğu tüpte ise hidrojen gazı toplanır.

Devreden ne kadar uzun süreli akım geçerse tüplerde toplanan gaz miktarları da o kadar fazla olur. Deney sırasında herhangi bir sürede toplanan hidrojen gazının hacmi, oksijen gazının hacminin iki katı olur.

[ okunma : 26058 ]Yazdır Yazdır Postala Postala

Görüş ve öneri bildirimi için, sayfa zemîninde bulunan "Düşündüm ki!" aracını kullanabilirsiniz.
© 2006 - 2014 Hakkında | Yasal Uyarı | Kullanım | İletişim | İşbirliği tm dkrss
Torpil.com'un tüm hakları torpil.com'a aittir. Üye blogların içeriğinden kendi yazarları sorumludur. Detay bilgi.