odev

Elektrik Akımı Kaynakları

*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.

Piller

*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.

*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.

*Doldurulabilen (Şarjlı) 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.

*Pil Oluşumu ile Maddelerin Aşınması (Korozyon) : İki farklı elektrot bir elektrolit içine batırılınca pil oluşur. Pilden akım alınırken elektrotlar değişime uğrar. Kendiliğinden oluşan piller de vardır. Bunlara istenmeyen piller denir. Doğal ortamlarda birbirine dokunmakta olan iki farklı metal nemli ortamda bulunuyorsa istenmeyen pil oluşabilir. İstenmeyen pil oluşumu metallerin aşınmasına yol açar.
Korozyon : Metal yüzeylerinin istenmeyen pil oluşumu ile kendiliğinden aşınmasına korozyon denir.
    Metallerin ısı etkisi ile aşınması , zımpara ve diğer araçlarla oluşturulan aşınmalar korozyon değildir.
   Korozyon etkisi ile parlak metal yüzeyleri donuklaşır. Demir üzerinde pas oluşur. Çinko beyaz ve donuk bir tabaka ile örtülür. Bakır üzerinde yeşil bir katman oluşur. Gümüş kararır. Platin ve altın parlak kalır. Bazı metaller kolay bazıları ise zor korozyona uğrarlar. Bazı metaller daha fazla aktif bazıları ise az aktiftir. Çok aktiften az aktife doğru bazı metaller şöyle sıralanır :
Magnezyum , alüminyum , çinko , demir , kurşun , kalay , bakır , gümüş , platin, altın.
    İki metal bir araya getirilince daha soy olan ( az aktif olan ) metal (+) elektrot , diğeri (-) elektrot olur. (-) elektrot olan metal korozyona uğrar , diğeri ise korunur.
    Evlerde kullanılan metalden yapılmış eşyalar kendisinden daha soy olan metallere uzun süre dokundurulmamalı Örneğin çelik tencere gümüşe dokunursa korozyona uğrar. Korozyon olayı kuru ortamlarda da gerçekleşebilir. Metallerin gazlarla etkileşmesi sonucu gerçekleşen bu olaya Kuru Korozyon denir.
     İstenmeyen pil oluşumlarında bir metalin korozyonunu önlemek için daha az soy olan bir metale dokundurulur. Bir metalin korozyonunu önlemek için kullanılan metale Kurban Elektrot denir.

*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.