Elektriğin Gereği ve Önemi
Günlük hayatımızda su, hava gibi alıştığımız, ancak
yokluğunda önemini anladığımız elektrik; kullanımı en kolay
ve en temiz enerji kaynağıdır. Çevrenize bir bakın; elektriğin
kullanılmadığı araç-gereç ve makine hemen hemen yok gibidir.
Günümüzde tornavidada, daktiloda, buzdolabında, klimada,
hassas ölçmenin arandığı ölçme araçlarında, elektrik enerjisi
kullanılmakta, hatta çoğumuzun kolundaki saat bile elektrik
enerjisiyle çalışmakta ve daha güvenilir bir ölçme yapmaktadır.
Bu örnekleri çoğaltmak mümkündür. Bir an için elektrik
enerjisinin hiç var olmadığını düşünün. Gelinen nokta, ilkel bir
yaşantı olacaktır.
Böyle bir enerjinin nimetlerinden yararlanırken ona ait özelliklerin de bilinmesi
gerekir. Kaldı ki, ısıtma, soğutma, iklimlendirme vb. teknik işlerde çalışan bir elemanın,
elektrik enerjisini ve elektriğin temel ilkelerini kavraması, teorilerini öğrenerek pratik
uygulamalarla pekiştirmesi gerekir. Çünkü bu alanlarda başarılı olabilmek ve ilerlemek,
ancak temeli sağlam atılmış elektrik bilgisiyle mümkün olacaktır.
Elektrik Enerjisinin Tanıtımı
Elektrik enerjisi, bir atomun elektronlarının yer değiştirilmesiyle oluşan, yönlü bir
hareketin doğurduğu sonuçtur.
Bunu açıklayalım :
Özellikle iletken maddelerde çok sayıda serbest elektron bulunduğunu ve bir
elektronun bir kuvvet etkisi ile kendi yörüngesinden çıkıp diğer komşu atomun yörüngesine
girdiğini söylemiştik. İyi iletkenlerde atomlar birbirine o kadar yanaşık durumdadırlar ki
atomların dış yörüngeleri birbirini örterler ve bir atomun dış yörüngesindeki elektron, diğer
atomların da etkisi ile kendi yörüngesinden çıkıp komşu atomun dış yörüngesine girer.
Komşu atomun dış yörüngesine giren elektron, bu atomun dış yörüngesindeki atoma çarpar
ve onu yörüngesinden dışarı iter. Böylece serbest elektronlar iletken içerisinde sürekli olarak
dolaşırlar. Ancak elektronların bu hareketleri belirli bir yönde değildir, rasgeledir, bir arı
kovanındaki arıların hareketine benzer.
Eğer bir iletkenin bir ucuna pozitif diğer ucuna negatif elektrik yükü uygulanırsa,
negatif yükler elektronları iter, pozitif yükler elektronları çeker. Bu yüzden elektronların
hareketi rasgelelikten çıkar ve belirli bir yön alır. Bir iletkende pek çok sayıda atom
bulunduğundan çok sayıda da serbest elektron bulunur. Bu serbest elektronların, dışarıdan
verilecek bir etkiyle bir yönde hareket etmelerinden düzenli bir elektron akışı meydana gelir.
Her elektron enerji taşır. Bir elektron kendi yörüngesinden çıkıp diğer komşu atomun
yörüngesine girdiğinde taşıdığı enerjiyi komşu atomun en dış yörüngesindeki elektronuna
aktarır ve onu kendi yörüngesinden dışarı iter. Bu elektron ve bu elektronun etkileyeceği
diğer elektronlar aynı işlemi tekrarlarlar. Böylece vurgu, teknik deyimi ile (impuls) itki
biçimindeki enerji aktarılışı, bütün iletken boyunca itkiler (itici güç) hâlinde sürer gider.
Anlaşılacağı üzere bir elektron taşıdığı enerjiyi, iletkenin bir ucundan diğer ucuna
kendi başına taşımamaktadır. Elektrik enerjisinin iletimi, elektrik yükünün elektrondan
elektrona aktarılması yolu ile gerçekleşmektedir. Bu nedenle elektrik akımının hızı çok
büyüktür. Bunu basit bir örnekle açıklayabiliriz. Çok sayıda aynı çaplı bilyeleri veya
misketleri, yanyana (temas hâlinde) bir dizi oluşturacak şekilde sıralayın (Şekil 1.2). Bu
dizinin bir ucundaki bilyeye başka bir bilyeyi çarptıralım. Bu bilyenin çarptırılması ile
dizinin diğer ucundaki bilye hemen hemen o anda diziden ayrılır. Fakat diğer arada kalan
bilyelerin çok az yer değiştirdikleri görülür.
Bir iletkende de elektrik enerjisi, iletkenin uçlarına uygulanan pozitif ve negatif
elektrik yüklerinin etkisi ile elektrondan elektrona aktarılarak iletilmektedir. Burada da
yukarıdaki örnekte olduğu gibi, elektronlar daha az bir hızla hareket ettikleri hâlde, elektrik
akımının iletimi saniyede 300.000 kilometrelik büyük bir hızla oluşmaktadır.
]]>