8. sınıf - Ünite 7: Yaşamımızdaki
Elektrik
Demir, nikel, kobalt gibi maddeleri çekme özelliği gösteren cisimlere MIKNATIS denir. Doğal ve yapay olmak üzere iki çeşit mıknatıs vardır. Doğal mıknatıs: İçerisinde manyetit adı verilen demir oksit bileşiği
içeren kayaç doğal mıknatıstır. Yapay mıknatıs: Bizim kullandığımız
mıknatıslar yapay mıknatıslardır. Mıknatıslar kullanım alanlarına göre
farklı şekil ve büyüklükte yapılır. Yapay mıknatısların yapımında daha çok
demir ve çelikten yararlanılır. Mıknatısın kuzeyi gösteren ucu N ve güneyi
gösteren ucu S ile gösterilir. Burada N ve S harfleri kuzey (North) ve güney
(South) sözcüklerinin İngilizce karşılığının ilk harflerinde gelmektedir.
Mıknatısın zıt kutupları birbirini çeker, aynı kutupları birbirini iter. Her
mıknatısın çevresinde manyetik alanı vardır. Mıknatısın manyetik alan
kuvvet çizgileri kuzey kutbundan çıkar, güney kutbunda son bulur.
• Bir maddenin mıknatıslık özelliği kazanabilmesi için manyetik madde olması
gerekir. Demir, nikel, kobalt gibi mıknatıs yapımında kullanılan maddelere
manyetik madde denir.
• Sıradan bir manyetik maddede her biri mıknatıs gibi davranan milyonlarca
minik bölgecikler düzensiz bir şekilde bulunur. Bölgeciklerin birbirlerinin
manyetik etkisini yok etmelerinden dolayı madde mıknatıslık özelliği
göstermez.
• Manyetik madde, bir mıknatısın manyetik alanına girdiğinde bölgecikler
düzenli hale gelir. Böylece madde mıknatıslanır. Manyetik madde birkaç
yöntemle mıknatıslanabilir. Ancak bu yöntemlerin en kontrollü ve güçlüsü
elektrik akımı kullanarak mıknatıslandırmadır.
Manyetik maddeleri mıknatıslandırma yöntemleri:
* Etki ile mıknatıslandırma * Dokunma ile mıknatıslandırma *Sürtünme ile
mıknatıslandırma
Not: Mıknatıslık özelliği atomların yapısındaki elektronların
hareketinden kaynaklanır.
ELEKTROMIKNATIS: Bazı maddeler elektrik akımının etkisiyle
manyetiklik özelliği kazanır. Bir manyetik madde etrafına tel sarıp, tele
akım verilirse mıknatıs oluşturulur. Oluşan bu mıknatısa elektromıknatıs
denir. Elektromıknatısın da bütün mıknatıslar gibi kuzey ve güney kutupları
vardır. Ancak elektromıknatısın kutbu diğer mıknatıslar gibi sabit değildir.
Bobinden geçen elektrik akımının yönüne göre değişir.
Sağ elimizi bobinin üzerine sardığımızda başparmağımızın gösterdiği yön
elektromıknatısın N kutbu iken, diğer yön ise S kutbudur. Sağ elin dört
parmağı akım yönünü gösterecek şekilde bobin tutulduğunda başparmak manyetik
alanın yönünü gösterir.
( elektik akımının yönü, pilin + kutbundan, - kutbuna doğrudur.)
Elektromıknatısın Çekim Gücü Nelere Bağlıdır?
1. Bir elektromıknatısın gücü, bobinin sarım sayısına bağlıdır. Bir demir
çivi üzerindeki iletken telin sarım sayısı arttırılırsa çivi daha fazla
toplu iğne çeker. Bu da elektromıknatısın gücünün arttığının göstergesidir.
2. Bir elektromıknatısın gücü, bobinden geçen akıma bağlıdır. Demir çivi
üzerine takılan tele verilen akım arttırılırsa çivinin mıknatıslık gücü
artar ve daha fazla toplu iğne çeker.
Not: Elektromıknatıstan akım kesilirse mıknatıslık özelliği ortadan kalkar.
Günlük Hayatta Elektromıknatısları Nerede Kullanıyoruz?
Elektromıknatıs kontrol edilebilen ve gücü ayarlanabilen bir mıknatıs olduğu
için günlük hayatta sıklıkla kullanılır.
* Telgraf *Telefon *Kapı zili * Televizyon *Hurdalıklarda kullanılan vinç
*Hoparlör *Japonların maglev treni (hızlı tren)
(Not: Hırsız alarmındaki elektromıknatısın çalışma prensibi ders
kitabınızda ayrıntılı olarak anlatılmıştır.)
Elektrik Enerjisinden Hareket Enerjisine
Günlük hayatta sıklıkla kullandığımız mikser, matkap, vantilatör, saç
kurutma makinesi, uzaktan kumandalı oyuncak araba gibi pek çok alet elektrik
enerjisini hareket enerjisine dönüştüren motorlar içerir. Bu motorlara elektrik motoru denir.
Elektrik motoru nasıl çalışır? :
Mıknatısların zıt kutuplarının birbirini çektiğini, aynı kutupların
birbirini ittiğini biliyoruz. Elektrikli aletlerin yapısında bulunan
elektromıknatısı oluşturan bobin, bu aletlerin yapısındaki diğer
mıknatıslarla etkileşir. Bu mıknatıslardan biri elektromıknatısa itme
kuvveti uygularken, diğeri çekme kuvveti uygular. Birbirine zıt kuvvetlerin
etkisi altında kalan bobin dönme hareketi yapar. Bu araçta elektik motoru
adını alır.
Elektrik motorları günlük hayatımızda pek çok alanda kullanılmaktadır.
Uzaktan kumandalı oyuncak arabaların yapısında bulunur. Çok küçük boyutlarda
üretilen elektrik motorları tıp alanında ve uzay araştırmalarında da
kullanılmaktadır.
Hareket Enerjisinden Elektrik Enerjisine
Hareketsiz duran bir bobinin içinde hareket ettirilen bir mıknatıs, bobin
üzerinden elektrik akımı oluşmasına neden olur. Bir çubuk mıknatısın
hareketi elektrik akımı oluşturmuştur.
Jeneratör; hareket enerjisinden elektrik enerjisi üreten araçlara
verilen isimdir. Jeneratörleri, elektrik motorlarını tersine çalışan bir
araç olarak düşünebiliriz. Günlük hayatımızda kullandığımız elektrik
enerjisi, güç santrallerindeki (elektrik santrallerindeki) jeneratörler
yardımı ile üretilir.
• Elektrik santrallerinde jeneratörlerin elektrik enerjisi üretmesi için
gerekli olan hareket enerjisi değişik yollardan sağlanır.
• Termik santrallerde kömür, fuel-oil gibi fosil yakıtlar yakılarak
kazandaki su buhar haline getirilir. Oluşan yüksek basınçlı su buharı
türbinin türbinin hareket etmesini sağlar ve elektrik enerjisi üretilir.
• Nükleer santrallerde ise kazandaki suyun buharlaştırılması nükleer enerji
ilse sağlanır.
• Hidroelektrik santrallerde barajda biriken su yüksekten hızla akarak
türbinin kanatları üzerine düşer. Böylece türbine bağlı jeneratörden
elektrik enerjisi elde edilir.
(Transformatör: Elektrik enerjisi güç santrallerinde üretildikten
sonra şehirlerimize 250000–500000 V arasındaki yüksek gerilimle taşınır.
Elektrik enerjisini taşıyan tellere yüksek gerilim hattı denilmesinin sebebi
de budur. Şehirlere gelen elektrik enerjisinin gerilimi düşürülür. Böylece
gerilim evlerde kullanılan cihazların çalışmasına uygun hale getirilir.
Ülkemizde evlerde kullanılan gerilim 220 V’tur. Şehir gerilimini yükseltmek
veya düşürmek için kullanılan araçlara transformatör denir.)
Elektrik Enerjisinden Isı Enerjisine
Bütün maddeler ısı enerjisi açığa çıkarmaktadır Elektrikli aletlerde açığa
çıkan ısı enerjisinin iletken telin direnciyle, telden geçen akım miktarı ve
akımın geçiş süresiyle bağlantısı vardır.
( Bir telin direnci şu durumlarda değişir: Uzun telin direnci kısa telin
direncinden daha fazladır.- İnce telin direnci kalın telin direncinden daha
fazladır. - telin cinsine bağlı olarak telin direnci değişmektedir)
• Telin direnci arttıkça açığa çıkan ısı da artar.
• Telden geçen akım arttıkça açığa çıkan ısı da artar.
• Telden geçen akımın süresi arttıkça açığa çıkan ısı da artar.
Elektrik enerjisini ısı enerjisine dönüştüren araçlar: Ütü, tost
makinesi, fırın, ampuller, su ısıtıcıları elektrik akımının
Isı etkisiyle çalışan aletlerdir. İçinden akım geçen bir tel ısınır ve bu
ısınma akım şiddetinin etkisiyle gerçekleşir. Ancak kullanılan bu aletlerde
veya kablolarda elektrik enerjisinin oluşturduğu ısı bazı sorunları da
beraberinde getirir. Örneğin; çok fazla ısınan teller üzerindeki yalıtkan
kabloları eriterek yangın meydana getirebilirler.
Ampullerde kullanılan flaman elektrik akımına gösterdiği direnç nedeniyle
ısınarak akkor haline gelir. Flamanın yapıldığı tungsten metali 3400
dereceye kadar erimeden dayanabilir. Flamanın sarmal yapısının nedeni
direncin daha da fazla arttırılmasıdır.
SİGORTA: Sigorta, elektrik devrelerindeki güvencemizdir. Elektrik
devrelerindeki tellerin aşırı ısınmasıyla oluşabilecek tehlikelere karşı
önlem olarak sigorta kullanılır. Devreden fazla akım geçtiğinde devreyi
açarak - akımı keserek güvenlik sağlayan araçtır ve devreye seri bağlanır.
Sigorta Çeşitleri
1. Eriyen telli sigortalar: Bu tip sigortalarda erime sıcaklığı küçük
bir maddeden yapılmış iletken teller kullanılır.
İletken tel üzerinden fazla akım geçtiğinde eriyerek devredeki bağlantıyı
dolayısıyla elektrik akımını keser.
Bu tür sigortalar attığında eriyen tel aynı tür başka telle değiştirilir.
2. Manyetik sigortalar: Bu tip sigortalarda devreden fazla akım
geçtiğinde bobin mıknatıslanarak metal bloğu kendine çeker. Böylece
devredeki akım kesilmiş olur.
3. Metal çiftli sigorta: metallerin farklı miktarsa genleşmelerinden
yararlanarak hazırlanır. Farklı miktarda genleşen
metaller eğilir böylece devredeki kontak açılır ve devreden akım geçmez.
Sigorta kullanımında dikkat edilmesi gerekenler: Sigortalar
taşıyabilecekleri en yüksek akım miktarına göre sınıflandırılır. Örneğin 13
A’lik sigorta en fazla 13 A’lik akımın geçmesine izin verir.Daha fazla akım
geçmesi durumunda sigorta devreyi keser ve akım geçişini durdurur. Böylece
devreden geçecek yüksek akımın oluşturacağı tehlikeler önlenmiş olur.
• 2 A’lik akım ile çalışan saç kurutma makinesini 1A’lik sigorta ile korumak
anlamsızdır. Çünkü saç kurutma makinesi çalıştırıldığında sigorta üzerinden
1 A’den fazla akım geçeceği için atacak ve makine çalışmayacaktır. Aynı
makineyi 13 A’lik sigorta ile korumak da güvenli olmaz. Çünkü makine
çalışırken oluşabilecek bir sorunda akım 13 A oluncaya kadar sigorta atmaz
ve aşırı ısınma sonucu yangın çıkabilir. Bu saç kurutma makinesini korumak
için 3 A’lik sigorta kullanmak uygundur. Bu yüzden sigortalar kullanılacağı
devreden geçen akım değerinden biraz yüksek değerde seçilmelidir.
Elektrik Enerjisinden Işık Enerjisine
Ampuller ve flüoresan lambalar elektrik enerjisini ışık enerjisine nasıl
dönüştürür?
Ampuller: Ampul içinde sarmal yapıda bir madde vardır. Bu sarmal yapıya
filaman denir. Filaman tungsten denilen çok uzun ve çok ince sarmal yapıda
bir telden yapılmıştır. Filamanın sarmal yapıda olmasının sebebi uzun
tellerin direncinin kısa tellere göre daha fazla olmasıdır. Uzun tungsten
metali ampulün içine sığması için sarmal hale getirilmiştir. Yüksek
sıcaklığa dayanan filamanın direnci oldukça büyüktür. Akım bu ince telden
geçerken akkor haline gelir ve çevreye ışık yayar. Ampullere akkor filamanlı
ampul denir.
Ampul patladığında neden tekrar yanmaz? Çünkü ampul patladığında ampulün
içindeki filaman kopar ve akım geçmez. Bundan dolayı ısınmayan tel çevreye
ışık yayamaz.
Flüoresan lamba: İçerisinde çok az civa ve bir miktarda soy gaz bulunan, iç
yüzeyi çok ince fosfor tabakasıyla kaplı cam bir tüpten ibarettir. Tüpün her
iki ucunda bulunan elektrotlara uygulanan gerilim bu elektrotların birinden
elektronların kopmasını ve büyük bir hızla diğer elektrota doğru hareket
etmesini sağlar. Kopan ve yüksek hızla hareket eden bu elektronlar tüp
içerisinde gaz halinde bulunan civa atomlarıyla çarpışır. Bu sırada civa
atomları insan gözünün algılayamadığı mor ötesi ışıma yapar. Bu mor ötesi
ışın cam tüpün iç yüzeyini kaplayan fosfora çarptığında görünür ışık meydana
gelir.
Elektriksel Güç
Elektrikli aletlerin bir saniyede harcadığı enerji miktarı birbirinden
farklıdır. Birim zamanda harcanan enerji miktarına elektriksel güç denir.
Elektrikli aletlerin harcadığı elektrik enerjisi miktarını belirleyen iki
değişken vardır:
1) Elektrikli aletin harcadığı elektrik enerjisi miktarı kullanıldığı süreye
bağlıdır. 100 Wattlık bir ampulle çalışan masa lambası 1 saniye ışık
verdiğinde 100 J’lük enerji harcar. Aynı masa lambası, 2 saniye ışık
verdiğinde 200 J’lük enerji harcar. Yani elektrikli aletin kullanıldığı süre
arttıkça harcadığı elektrik enerjisi miktarı da artar.
2) Elektrikli aletin harcadığı elektrik enerjisi miktarı sahip olduğu
elektriksel güce bağlıdır. Elektriksel gücü 1500 Watt olan bir saç kurutma
makinesi 1 saniye çalışırsa 1500 J’luk enerji harcar . 1000 W’lık bir saç
kurutma makinesi 1 saniyede 1000 J’luk enerji harcar. Yani elektrikli aletin
gücü arttıkça harcadığı elektrik enerjisi miktarı da artar.
Bir elektrikli aletin gücü ve kullanıldığı süre biliniyorsa harcadığı
enerjiyi aşağıdaki bağıntı yardımıyla bulabiliriz:
Elektrik Enerjisi Nasıl Ölçülür? Evlerimize veya işyerlerimize
gelen elektrik enerjisi kullanmadan önce elektrik sayacı adı verilen bir
araç içinden geçer. Elektrik sayaçlarının çoğu basit bir elektrik motoru
gibi çalışır. Elektrik enerjisi sayaç içinde yatay olarak bulunan diskin
hareket etmesini sağlar. Sayaca gelen elektrik enerjisi miktarı arttıkça
disk daha hızlı döner. Böylece sayaç harcanan elektrik enerjisini ölçmüş
olur.
Enerji Tasarrufu İçin Alınabilecek Önlemler
• Bulunduğunuz yerde işiniz bittiğinde lambayı söndürünüz.
• Kullanılmayan alanların (hol, salon, tuvalet, mutfak vb.) lambalarını açık
bırakmayınız.
• Gereksiz yere radyo, televizyon, teyp vb. araçları çalıştırmayınız
ya da çalışır durumda bırakmayınız. Elektrikli aletleri kullandıktan sonra
muhakkak fişlerini çekiniz.
• Gün ışığında yapabileceğiniz iş ve etkinlikleri geceye bırakmayınız.
• Elektrikli araçları kullanma talimatlarına uygun olarak kullanınız.
• Buzdolabının kapağını sık sık ya da gereksiz yere açıp kapamayınız. Bu
durum buzdolabında karlanmaya, karlanma da gereğinden fazla enerji
kullanılmasına yol açar.
• Kullandığınız beyaz eşyalar A sınıfı olmalı.
• Elektrik enerjisini israf edenleri uyarınız.
Ünitemizle İlgili Etkinlik
1. Doğal veya yapay mıknatıslar tarafından çekilebilen madde
2. Elektrikli bir aletin birim zamanda harcadığı enerjiye verilen ad
3. J/s oranı
4. İletken bir telle hazırlanmış bobine akım verilerek yapılan alet
5. Sabit bir mıknatısın kutupları arasındaki bobine elektrik akımı verilerek
çalıştırılan alet
6. Elektrik enerjisinin üretildiği yer
7. Bir elektrik devresine giren akımı kontrol ederek çeşitli tehlikelere
engel olan alet
8. Elektrik enerjisini ışık enerjisine çeviren alet
9. Elektrik kesintilerinde devreye girerek gerekli elektrik enerjisini
sağlayan alet
10. Kullanılan elektrik enerjisini ölçen alet
Hazırlayan: Yusuf Sivri
Bu dokümanın
Word halini indirmek için tıklayınız |
