28

UYARI: moruk yazıları biraz iri yazda fazla gözüksün

*MADDELERİN ELEKTİRİK İLETKENLİĞİ

A-)Katıların iletkenliği

Katı iletkenlerdeki atomların en dış yörüngelerinde genellikle birkaç elektron bulunur. Bu elektronlar değerlik elektronları olarak adlandırılmış olup atomdan çok kolay ayrılabildikleri gibi komşu atomlara da kolayca geçebilirler. Elektronlar atomlar arasında maddenin sıcaklığına bağlı olarak sürekli hareket ederler. Elektriksel kuvvet etkisi ile de bir enerji kazanan bu serbest elektronlar pozitif yüklerin engellemesi nedeniyle doğrusal yörünge ile hareket edemezler. Dolayısıyla da elektronların hareketine iletken maddenin gösterdiği direnç farklı farklı olur. Bu da bize katı maddelerin iletkenliklerinin farklı olduğunu gösterir.
Metallerin iletkenliği elektronların hareketine bağlıdır. Bir metalde ne kadar çok serbest elektron bulunursa o metal o derecede iyi iletkendir. Örneğin; altın, gümüş, bakır, alüminyum gibi metaller diğer metallere göre daha çok serbest elektron bulun­durduğundan iyi iletkendir. Katı maddelerde iletkenlik ayrıca maddenin cinsine, boyuna ve kesitine bağlı olarak değişir.

B-)Sıvıların iletkenliği

Elektrik yükleri sadece katı maddeler içinden değil, bazı çözeltiler içinden de geçebilir. Elektrik yüklerinin içinden geçtiği sıvılara elektrolit; yüklerin geçişini sağlamak için bu sıvı içerisine batırılan bakır, çinko ve platin gibi iletken çubuklara da elektrot denir.
Sıvı iletkenlerde elektrik yüklerinin taşınması bu sıvı içinde oluşan ve iyon adı ver­ilen pozitif ve negatif atom gruplarınca sağlanır. Bir sıvı içerisinde ne kadar çok serbest iyon bulunursa sıvı o ölçüde iletken olur. Örneğin; saf su içinde serbest iyon bulun­durmadığı için elektrik akımını iletmez. Oysa çeşme suyunda az miktarda serbest iyon bulunduğundan az da olsa elektrik akımını iletir. Elektrolitlerde iletkenlik sıcaklığa bağlıdır. Sıcaklık artırıldıkça iletkenlik artar.

C-)Gazların İletkenliği

Gazlar normal şartlar altında yalıtkandır. Fakat uygun şartlar sağlanarak iletken hale getirilebilir. Gazlardaki iletkenlik, sıcaklıkla doğru, basınçla ters orantılı olarak değişir. Basıncı düşürülen gazlar elektrik akımını iyi iletirler. İçinde basıncı düşürülmüş gaz bulunan flüorsan ve neon lambaları günümüzde oldukça yaygın olarak kullanılır.

*ELEKTİRİK AKIMI KAYNAKLARI

A-)Doğru Akım Kaynakları

Kapalı bir elektrik devresinde elektrik akımının yönü ve şiddeti zamanla değişmiyor ise bu akıma doğru akım denir. Kapalı bir elektrik devresinde doğru akım sağlayan kaynaklara doğru akım kaynakları denir. Günümüzde kullanılan en yaygın doğru akım kaynakları piller, akümülatörler, dinamolar vb.dir.

a-)Piller

1.Basit Bir Pil Yapma

Bir cam kaba sulu asit çözeltisi konulup içine de çinko ve bakır çubuklar daldırılırsa, basit bir volta pili elde edilmiş olur. Hatta bu pille basit bir elektronik saat bile çalıştırılabilir. Bu düzeneğin benzerini ilk defa 18. yüzyılın başlarında İtalyan bilgin Alexandra Volta yaptığı için, bu pile Volta pili denir. Bu pilde çubuklar asit çözeltisine daldırılınca, çinko çubuk asit içinde çözünür ve üzerinde eksi (–) yükler birikir, bu esnada bakır çubuk üzerinde de artı (+) yükler birikir. Böylece bir tarafta (–) yük fazlası, diğer tarafta (+) yük fazlası oluşur. Bu iki çubuk bir telle birbirine bağlanırsa, (–) yükler telin içinden (+) kutba doğru akarak telde elektrik akımını oluşturur.
Çinko metali asit içinde tamamen çözünene kadar pil enerji verir. Ancak arada sırada bakır çubuk çıkarılıp kimyasal olaylar sonucunda üzerinde biriken hidrojen kabarcıkları silinmelidir.
Sulu çözeltiler kullanıldığı için, bu pile sulu pil adı da verilir. Elektrik ileten sıvılara elektrolit adı verilir. Asitli sular, tuzlu su elektriği iletir. Saf su, şekerli su elektriği iletmez. Volta pili yapmak için asit çözeltisi yerine limon, elma ve greyfurt gibi asitli yiyecekler de kullanılabilir. Ayrıca tuzlu su, bakır ve çinko çubuklarla da basit bir pil oluşturulabilir. Bu pilleri kullanarak, basit elektronik saat ve hesap makinesi çalıştırılabilir ve küçük led ampullerini yakabilirsiniz. Volta pili içindeki sıvı, pilin taşınmasını zorlaştırır aynı zamanda sıvı zamanla buharlaşır.
Yapılan çalışmalar sonucu Volta pili geliştirilmiş ve kuru pil üretilmiştir. Bu kuru pilin yapısında çinko kap, kömür tozuna emdirilmiş asitli madde ve en ortada da kömür çubuk bulunur. Çinko kap pilin (–) kutbunu, kömür çubuk ise (+) kutbunu oluşturur. Pilin en dış kısmı, başka yerlere değmemesi için plâstikle kaplanır. Pilin altındaki ve kömür çubuğun üzerindeki metal kapak açıkta bulunur. Küçük bir ampul, bir kuru pile iletken tellerle bağlanırsa, pilin kutupları arasında elektrik yüklerinin akacağı bir yol oluşur. Ampulün içinden geçen akım, ampulün çevreye ışık vermesini sağlar.

2.Kuru Pil

Kuru pilin çalışma prensibi volta piline benzer. Volta pilinde elektrolit olarak kul­lanılan asit çözeltisi yerine mangandioksit ve grafit tozuyla peltemsi bir kıvam verilmiş olan amonyum klorür çözeltisi kullanılır. Elektrot olarak karbon çubuk ve çinko kap bulunur. Pil çalışmaya başlayınca karbon çubuk üzerinde oluşan hidrojen gazı mangandioksit ile reaksiyona girerek su haline dönüşür. Bundan dolayı kuru pilde kutuplanma önlenmiş olur. Kuru piller uzun süre kullanılmadan bırakılır veya çok fazla kullanılır ise kendiliğinden biter. Yani çinko kabı aşınarak delinir ve içindeki maddeler dışarı sızar.

3.Doldurulabilen Piller

Kuru pil, volta pili ve diğer sıvı pillere göre daha kullanışlı ve uzun ömürlüdür. Fakat akım veremez halde bulunan bir kuru pili akım verir hale getirmek oldukça zordur ve ekonomik değildir. Bu yüzden daha ekonomik olan ve bittiğinde doldurulabilen (şarj edilebilir) pillere ihtiyaç duyulur. Elektrik akımını sağlayan kimyasal reaksiyonlar tersine çevrilerek kesintisiz akım elde edilebilen pillere doldurulabilen/şarjlı piller denir. Doldurulan piller bittiğinde doğru akım kaynağına bağlanıp üzerinden akım geçirilir. Akımın yönü pilin dış devreye verdiği akımın yönünün tersidir. Böylece pil kaybettiği enerjiyi yeniden kazanmış olur. Şarjlı piller telefonlarda, traş makinelerinde, fotoğraf makinelerinde, çocuk oyuncaklarında vb. araçlarda yaygın olarak kullanılır.

*Alternatif Akım Kaynakları

Sürekli ve düzenli bir biçimde yön değiştiren akıma alternatif akım denir. Alternatif akım AC simgesi ile gösterilir. Alternatif akım sıfırdan başlayarak kısa bir sürede belli bir değere yükselir. Sonra tekrar sıfıra düşerek yön değiştirip ters yönde akmaya başlar. Alternatif akımın üretilebilmesi için elektrik santrallerine ihtiyaç vardır. Alternatif akım üreten santraller, kullandıkları kaynaklara göre hidroelektrik, termik ve nükleer santraller olmak üzere üç grupta incelenir.

*Hidroelektrik ve Termik Santrallar

Termik santraller ekonomik olmasına karşın çevre kirliliği yaratır. Hidroelektrik ve nükleer santral kurulması ise oldukça pahalıya mal olur. Nükleer santrallerin kurulmasında ve çalıştırılmasında gerekli önlemler alınırsa bu santraller insanların gelecekteki enerji ihtiyaçlarını karşılayabilen en önemli enerji kaynağı olacaktır.

*Jeneratörlerin Yapısı

Jeneratörler, mekanik enerjiyi indükleme yoluyla elektrik enerjisine çeviren düzeneklerdir. Doğru akım jeneratörlerine dinamo, alternatif akım jeneratörlerine de alternatör denir. Jeneratörler iki ana kısımdan oluşur. Birincisi rotor adı verilen dönen kısımdır. İkincisi ise stator adı verilen hareketsiz kısımdır.

*Jeneratörlerin Akım Vermesi

Üzerinden akım geçen bir tel, çevresinde magnetik alan oluşturur. Bu alan içinde kalan ve magnetik özellik gösteren maddeler mıknatıslık özelliği kazanır. Bu tip mıknatıslara da elektromıknatıs denir. Jeneratörlerde de elektromıknatısın N kutbundan S kutbuna doğru giden magnetik kuvvet çizgileri mevcuttur. U mıknatısının kolları arasında hareket eden (dönen) tel çerçevenin magnetik kuvvet çizgilerini kestiği durumlarda devrede elektrik akımı oluşur. Devredeki akımın yönü ve şiddeti, tel çerçevenin dönerken, N ve S kutuplarına olan uzaklığı ile ilgilidir. Çerçeve kutuplarından birinden uzaklaşırken akım bir yönde örneğin; soldan sağa doğru ve azalarak geçiyorsa, diğer kutuptan uzaklaşırken de sağdan sola doğru artarak geçer. Bu nedenle tel çerçeve bir tam devir yapınca akım iki defa yön değiştirmiş olur. Bu durumda elde edilen akım da alternatif akımdır.

*Nükleer Enerji Santralları

Uranyum, toryum ve plütonyum gibi kararsız radyoaktif element atomları, nükleer reaktörlerde kontrollü bir şekilde parçalanır. Bu esnada ısı enerjisi açığa çıkar. Açığa çıkan bu ısı santralin su tankında bulunan suyu ısıtarak su buharına dönüştürür. Su buharı da türbinlerdeki jeneratörleri çalıştırarak elektrik enerjisi elde edilir. Nükleer enerji santrallerinde atom çekirdeklerinin parçalandığı veya birleştirildiği bölüme nükleer reaktör denir.
Nükleer enerji ile çalışan santrallere nükleer enerji santralleri denir. Nükleer enerji; radyoaktif elementlerin atomlarının parçalanması ya da birleştirilmesi ile açığa çıkan enerjidir.
Kütle numarası çok büyük bir atom çekirdeğinin parçalanarak kütle numarası küçük iki çekirdeğe dönüşmesi olayına fisyon denir. Fisyon reaksiyonlarında radyoaktif elementler kullanılır. Reaksiyon sonucunda kararsız çekirdekler ve nötron oluşur. Oluşan nötronların her biri yeni bir uranyum atomu ile tepkimeye girer. Bu olay zincirleme olarak devam eder.
Fisyon reaksiyonları kontrollü olarak gerçekleştirilmelidir. Eğer reaksiyonlar kontrol altına alınmazsa açığa çıkan enerji büyük bir patlama oluşturur. Buna nükleer bomba ya da atom bombası denir.
Fisyon olayı denetim altına alınsa dahi yine de zaman zaman bir takım kazalar görülmektedir. Örneğin Rusya'da Çernobil Nükleer Santrali'nde meydana gelen patlama binlerce insanın radyasyon etkisiyle sakat kalmasına ve sakat çocuk doğumlarına neden olmuştur. Hatta bu patlama ülkemizin birçok bölgesini, özellikle Karadeniz kıyılarını etkilemiş ve çevre kirlenmesine neden olmuştur.

------------------------------------------------

SORULAR

1.Soru
Yıldırımdan korunmak amacıyla hangisi yapılamaz?
A) Çukur yerlere girilir.
B) Paratoner takılır.
C) Metal eşyalar bulundurulur. (Cevap)
D) Sivri yerlerde bulunulmaz.
 
2.Soru
Elektrik akımı ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) Büyüklüğü birim zamanda geçen yük miktarına eşittir
B) Yönü elektronların hareket yönüne zıttır.
C) Potansiyel farkla ters orantılıdır. (Cevap)
D) Yönü yüksek potansiyelden alçak potansiyele doğrudur.
 
3.Soru
Aşağıdaki olaylardan hangisi atmosferde elektrik yüklerine bağlı olarak meydana gelmez?
A) şimşek
B) gök gürültüsü
C) gökkuşağı (Cevap)
D) yıldırım
 
4.Soru
Kenar uzunluğu 2 ve 4cm olan dikdörtgen şeklindeki bir levhanın elektrik yükü +2 dir.bu levhanın kenar uzunluklarının (bilgi yelpazesi.net) iki katı olan diğer levhanın elektrik yükleri ise -12 dir.
Levhalar birbirlerine dokundurulup ayrılıyor.her iki levhanın son yükleri aşağıdakilerden hangisidir?
A) +2 -8
B) -2 -8 (Cevap)
C) -7 +7
D) -2 -10
 
5.Soru
Aşağıdakilerden hangisi bir elektrik devresinde ölçü aracı olarak kullanılamaz?
A) ohmmetre
B) voltmetre
C) ampermetre
D) barometre (Cevap)
 
6.Soru
Aşağıdakilerden hangisi elektriği depo eder?
A) akümülatör (Cevap)
B) fırın
C) ampul
D) telefon

7.Soru
Bir iletkenin iki ucu arasındaki potansiyel fark 60 Volt, iletkenin direnci 2 ohm ise bu iletkenden geçen akım şiddeti kaç amperdir?
A) 30 (Cevap)
B) 120
C) 62
D) 60
 
8.Soru
Bir elektrik devresinde direnç aşağıdakilerden hangisine bağlı değildir?
A) Cismin cinsine
B) Cismin kesitine
C) Cismin uzunluğuna
D) Cismin tanecikleri arasındaki çekim kuvvetine (Cevap)

9.Soru
60Watt’lıkbir elektrikli alet 5 dakikada kaç Joule enerji harcar?
A) 18000 (Cevap)                 
B) 15000              
C) 3000             
D) 120

10.Soru
Aşağıdaki canlılardan hangileri enerji piramidinin en alt ve en üst basamağında bulunur?
A) Papatya – Aslan                                                    
B)  Arpa – Akbaba (Cevap)  
C) Salyangoz – Meşe                                                 
D)  Arpa - At