Elektrik Nedir?


Elektrik Nedir?

Durağan ya da hareketli elektrik yüküne bağlanan enerji belirtisi. Bir başka deyişle, bir enerji biçimi olan elektrik, elektrik yükünün varlığından ileri gelen bir olgudur. Elektrik ve onun ayrılmaz bir sonucu olan magnetizma kuramı, bütün bilimsel kuramlar içinde belki de en hatasız ve en eksiksiz olanıdır. Elektriğin anlaşılması sonucunda elektrik motorları, jeneratörler (üreticiler), telefon, radyo ve televizyon, röntgen aygıtları, bilgisayarlar ve nükleer enerji sistemleri bulunmuştur.

ELEKTRİK YÜKÜ

Kehribar, sarımsı renkli, yarısaydam bir mineraldir. İ.Ö. 600 gibi erken bir tarihte, eski Yunanlılar, bu mineralin ilgi çekici özelliğini biliyorlardı: Kehribar, bir kürk parçasına sürtülürse, tüy gibi küçük maddeleri çekme yeteneği kazanır. Yüzyıllarca, bu tuhaf, anlaşılmaz özelliğin yalnızca kehribara özgü olduğu düşünüldü.

XVI. yy ’da yani iki bin yıl sonra, William Gilbert, başka birçok maddenin elektrikli (Yunanca’da kehribar anlamında “elektron” sözcüğünden) olduğunu ve bunların iki ayrı elektrik etkisinin bulunduğunu kanıtladı. Kehribar, kürke sürtüldüğünde, reçine elektriği kazanır; oysa cam, ipeğe sürtüldüğünde, cam elektriği kazanır. Elektrik, aynı türden elektriği iter; karşıt türden elektriğiyse çeker. Bilim adamları o dönemde elektriğin (bu sözü “yük” anlamında kullanıyorlardı) gerçekte sürtünmeden ileri geldiğini düşünüyorlardı. Kürk ya da ipek üstünde eşit miktarda karşıt elektriğin kaldığını bilmiyorlardı.

1747’de ABD’de Benjamin Franklin, İngiltere’de de William Watson (171 5-87), birbirlerinden bağımsız olarak aynı sonuca ulaştılar: Bütün maddelerde, tek bir elektriksel “akışkan” türü vardır; bu akışkan, maddeye serbestçe girebilir; ama ne yaratılabilir ne de yok edilebilir. Sürtme işlemi yalnızca bu akışkanı bir cisimden öbürüne ileterek, her ikisini de elektriklendirir. Franklin ve Watson, ulaştıkları sonuçlarda, yükün korunumu ilkesini ortaya koydular; bu ilkeye göre, yalıtılmış bir sistemdeki toplam elektrik miktarı değişmezdir.

Franklin, cam elektriğine denk düşen akışkanı “pozitif” (artı) diye, akışkanın olmayışını da “negatif” (eksi) diye tanımladı. Dolayısıyla, Franklin’e göre, akış yönü artıdan eksiye doğruydu (günümüzde bunun tam tersinin doğru olduğu bilinmektedir). Daha sonra geliştirilen iki akışkan kuramına göre, aynı türden örnekler birbirini çeker, karşıt türden olanlarsa iter.

Yıldırım:

Franklin, içi ve dışı kalay folyoyla kaplanmış bir cam kap olan Leyden şişesini biliyordu. Ilk kondansatör, yani yük depolamak için kullanılan ilk aygıt buydu. Leyden şişesi, iç ve dış folyo kaplamalara aynı anda dokunularak boşaltılabiliyor, dokunan kişide elektrik çarpması oluyordu. Metal iletken kullanıldığında, kıvılcım görülebiliyor ve işitilebiliyordu. Franklin, yıldırım ve gök gürültüsünün de elektrik boşalımının sonucu olup olmadığını merak ttiğinden, 1 752’deki birfırtınada, metal uçlu bir uçurtma uçurdu. Islak, iletken uçurtma ipinin ucuna metal bir anahtar, anahtara da elinde tuttuğu, iletken olmayan ipek bir ip bağlarmıştır. Bu deney çok tehlikeliydi, ama sonuçları kesindi: İpi anahtara yakın yerden tuttuğunda, eline anahtardan kıvılcım atladığını gördü.

Elektrik Gücü:

Yükler birbirinden uzaklaştırılınca çekici ya da itici gücün azaldığı, daha 1600’de biliniyordu. Ama bu ilişkiyi, sayısal kesinliğe olan ya da niceliksel bir temele, ilk olarak Benjamin Franklin’in arkadaşı John Priestley oturttu. 1 767’de Priestley’in dolaylı olarak ulaştığı sonuca göre, iki küçük, yüklü cisim arasındaki uzaklık belirli bir faktör kadar artırıldığı zaman, bu cisimler arasındaki güçleri faktörün karesi kadar azalır. Sözgelimi, yükler arasındaki uzaklık üç katına çıkarılır güç, önceki değerinin dokuzda birine iner. Ne var ki, kanıtı sağlam olmasına karşın, öylesine basitti ki, Priestley bu kanıtı gereğince savunamadı. Bu yüzden de XVIII. yy’in son dönemine kadar, yani İskoçyalı John Robinson söz konusu elektrik gücü konusunda daha dolaysız ölçümler yapıncaya kadar, bu sorun çözüme kavuşturulamadı.

Coulomb Yasası:

Elektrik yükü birimine adı verilmiş olan Fransız fizikçisi Charles A. de Coulomb’un daha sonra yaptığı bir dizi deney, Priestley’in kanıtına, önemli ayrıntıların yanı sıra kesinlik de kattı. Coulomb yasası adı verilen elektrostatik güç yasası, günümüzde şöyle dile getirilmektedir: Aralarında uzaklığı bulunan hareketsiz iki küçük nesnenin yükleri q1 ve q2’yse, bunların her birindeki F gücünün büyüklüğü, F— kq1q2/r2formülüyle gösterilir; Formüldeki bir değişmezdir. Uluslararası Birimler Sistemi’ne göre, güç Newton olarak, uzaklık metre olarak, yükler de Coulomb (ya da kulon) olarak ölçülür. Dolayısıyla k değişmezi, 8,988 x 10 olur. Karşıt işaretli yükler birbirini çekerken, aynı işaretli yükler birbirini ter.
1 Coulomb (C) büyük miktarda bir yüktür. Bir pozitif Coulombu (+C) negatif Coulombdan (-C) 1 metre uzakta tutmak için, 9 x 10 Newtonluk bir kuvvet gerekir. Şimşek üretmek üzere olan tipik bir yüklü bulutun yükü, yaklaşık 30 Coulomb’dur.

ELEKTRİK POTANSIYELİ

XVIII. yy’da yaşamış İtalyan bilgini Luigi Galvani’nin bir rastlantı sonucu başlattığı olaylar zinciri, voltaj kavramı- nın geliştirilmesi ve pilin bulunmasıyla doruk noktasına ulaştı. 1780’de, Galvani’nin yardımcılarından biri, kesilmiş kurbağa bacağının sinirine bir neşterle dokunduğunda, bacağın seğirdiğini fark etti. Başka bir yardımcısıysa, yakındaki yüklü bir elektrik üretecinden çıkan bir kıvılcım gördüğünü ileri sürüyordu. Bunun üstüne Galyani, kas kasılmalarına elektriğin neden olduğu sonucuna vardı. Ama yanlış olarak, alışılmış elektriğin değil, özel bir akışkanın, yani “hayvansal elektriğin” iletilmesinin bu olaya neden Olduğunu düşünüyordu.

Pil:

Galvani, “atmosfer elektriği” diye adlandırdığı olayla ilgili deneyler yaparken, pirinç bir kancayla demir bir kafes üstüne asıldığında, kurbağa bacağı kasının seğirdiğini belirledi. Payla Üniversitesi profesörlerinden Alessandro Volta’ysa, kurbağanın nemli dokusuyla birbirinden ayrılan pirinç ve demirin elektrik ürettiğini ve kurbağa bacağının yalnızca bir detektör olduğunu kanıtladı. 1 800’de Volta, bakır, çinko ve nemli karton tabakalarını üst üste koyarak bu olayı güçlendirmeyi başardı ve böylece elektrik pilini bulmuş oldu.

Elektrik pili, elektrik yükünü, kimyasal olarak ayrıştırır. Elektrik yükü herhangi bir biçimde giderilirse, pil daha çok yük ayrıştırarak, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çevirir. Pil, sözgelimi bir ampulün filamanından geçmeye zorlayarak, yükleri etkileyebilir. Pilin elektrik- sel yolla iş yapma yeteneği, Volta’nın adından türetilen volt birimiyle ölçülür. Volt, yükün her Coulomb’u için, 1 joule (ya da jul) değerindeki işe ya da enerjiye eşittir (1 joule = 2,78 x 1 0’ kilowatt saat). Pilin iş yapmasını sağlayan elektriksel yetenek, elektromotor kuvvet (emk) olarak adlandırılır.

Kondansatör:

Elektriksel iş yapabilen başka bir aygıt da, Leyden şişesinden türetilen ve yük depolamakta kullanılan kondansatördür. Metal levhalar üstüne bir Q yükü yerleştirilirse, voltaj miktarı V ye yükselir. Bir kondansatörün yük depolama yeteneği, C = Q/V formülüyle gösterilen “kapasitans” olarak ölçülür. Yük, tıpkı bir pilden aktığı gibi kondansatörden akar; ama önemli bir fark vardır: Yük, kondansatörün levhalarından ayrıldığı zaman, yeniden doldurulmaksızın daha çok yük elde edilemez. Bunun nedeni, elektrik gücünün korunum özelliğidir. Salıverilen enerji, depolanan enerjiden daha çok olamaz. Bu iş yapma yeteneğine elektrik potansiyeli denir.
Enerji korunumunun bir türü, emk’yle de ilişkilidir. Bir pilden elde edilebilecek elektrik enerjisi, kimyasal molekül bağlarında depolanan enerjiyle sınırlıdır. Hem emk ,hem de elektrik potansiyeli volt olarak ölçülür. Yazık ki, voltaj, potansiyel ve emk terimleri oldukça gelişi- güzel kullanılmaktadır. Sözgelimi, emk yerine çoğunlukla “pil potansiyeli” denmektedir.

Voltaj:

İster emk olarak, ister elektriksel potansiyeli olarak dile getirilsin, voltaj, bir sistemin birim yük miktarında elektriksel yolla iş yapma yeteneğinin ölçüsüdür. Voltaj, elektrik alanından daha iyi bilinen bir niceliktir. Sözgelimi, bir elektrokardiyogramda ölçülen voltajlar, 5 milyon voltta üst noktaya çıkar; çeşitli aygıtları çalıştırır.

115 voltluk potansiyeli ve evlerde kullanılan 220 voltluk potansiyeli birçok kişi bilir. Tipik bir şimşek çakmasından hemen önce, bir bulut ile yer af’asındaki potansiyel, en az 10 000 volttur. Potansiyeli ya da emk’yi geliştirmeye ya da değiştirmeye yarayan araçlar arasında piller, jeneratörler, transformatörler ve Van de Graaf jeneratörleri sayılabilir.
Bazen yüksek voltajlar gerekli olur. Sözgelimi, televizyon tüplerindeki elektron demetleri için 30000 volttan çok gerilim gereklidir. Böyle bir potansiyelden geçerek “düşen” elektronlar, ışık hızının üçte biri kadar yüksek hızlara ulaşırlar ve ekranda bir ışık noktası oluşturmaya yeterli enerjileri vardır. Bir transformatör kullanılarak, daha düşük alternatif potansiyellerden böyle yüksek potansiyeller elde edilebilir.

Kuru bir günde ayakkabılar halıya sürtülerek yürünürse, 20000 voltu aşan bir elektrik potansiyeli oluşturulabilir ve kıvılcım ortaya çıkabilir.

ELEKTRİK AKIMI

Hareket halindeki elektrik yüküne “elektrik akımı” denir. Akımın gücü (bir telde olduğu gibi), belli bir noktadan 1 saniyede geçen yük miktarı elektriktir ve 1 Q/t olarak gösterilir; burada Q coulombluk yük, t saniyede geçmektedir. Akım ölçü birimi, 1 coulomb/saniyeye eşit olan amperdir.
Akım, aynı zamanda magnetizma kaynağı da olduğu için, elektrik ile magnetizma arasındaki bağı oluşturur. Danimarkalı fizikçi Hans Christian Oersted, 1819’da, akım taşıyan bir telin pusula iğnesini etkilediğini belirlemiş, aşağı yukarı aynı tarihte Fransa’da Andr Ampre de magnetik kuvvet yasasını bulmuştur. İngiltere’de Michael Faraday ve ABD’de Joseph Henry, bu buluşa, değişen bir magnetik alanın bir elektrik alanı doğurması olarak tanımlanan magnetik indüksiyon kavramını eklemişler, böylece, James Clerk Maxwell’in geniş kapsamlı elektro magnetizma kuramını geliştirmesine elverişli ortamı hazırlamışlardır.

Gerçek akımların gösterdiği değişiklikler çok büyüktür. Modern bir elektrometre, saniyede yalnızca 60 elektron anlamına gelen 10-17 amper gibi çok düşük akımları belirleyebilir. Bir sinir uyarımın da ki akım, yaklaşık 1 0 amperdir; 100 wattlık bir ışık ampulü 1 amper akım taşır; yıldırımın taşıdığı akım yaklaşık 20 000 ampere yaklaşır; 1 200 megavat gücündeki bir nükleer enerji santralıysa 115yy’da 10000000 amper oluşturabilir.
Maddelerin çoğu yalıtkandır. Bu maddelerde elektronlar atomlara bağlanmıştır ve ilgili maddeyi etkileyen elektrik alanı çökme olayına yol açacak kadar güçlü olmadıkça, yük akışına olanak vermez. Çökme olayı gerçekleşirse, “iyonlaşma” adı verilen bir süreçte, en gevşek bağlanmış elektronlar atomlardan koparak akım akışını sağlar. Şimşekli fırtınalarda bu durum söz konusudur: Yükün bulutlar ile yer arasında bölünmüş olması, büyük bir elektrik alanı yaratır; bu alan da hava atomlarını iyonlaştırarak, buluttan yere bir iletim hattı oluşturur.

Direnç:

İletkenler yük akışına olanak vermekle birlikte, bunun da enerji açısından bir bedeli vardır. Elektrik alanı elektronları hızlandırır. Ama elektronlar fazla uzağa gitmeden, iletkenin atomlarıyla çarpışır; bu çarpışma elektronları yavaşlatır; hatta yönlerini değiştirebilir. Bunun sonucunda, elektronlar atomlara enerji verir. Bu enerji ısı olarak ortaya çıkar. Böylece, saçılma olayı akıma karşı bir dirençtir.

1827’de Georg Ohm adlı Alman öğretmen, bir teldeki akımın, V voltajıyla ve A telinin kesit alanıyla doğru orantılı, telin /uzunluğuyla da ters orantılı olarak arttığını göstermiştir. Akım, iletkenin yapıldığı maddeye de bağlı olduğu için, Ohm yasası t V/Rve R —pl/A olarak iki aşamalı yazılır. Buradaki R niceliğine “direnç” denir; yalnızca kullanılan maddenin türüne bağlı olan p’yse özdirençtir. Direnç birimi ohm’dur ve 1 ohm, 1 volt/am per eşittir.

Orta derecede bir iletken olan kurşunun özdirenci 22 x 1 0 ohm metre; çok iyi bir iletken olan bakırın özdirenciyse yalnızca 1,7 x 10 ohm metredir. 1 ohm ile 1 milyon ohm arasında yüksek dirençler gerektiğinde, direnç araçları, özdirenci 1400 x 1 0 ohm metre olan karbon gibi maddelerden yapılır. Kurşun gibi bazı maddeler, mutlak sıfıra birkaç derece kalacak kadar soğutulursa, dirençlerini aşağı yukarı bütünüyle yitirirler. Bu tür maddeler, “süperiletken” (ya da aşırı iletken) diye adlandırılır. Yakın dönemde bulunan bazı maddelerse, çok daha yüksek sıcaklıklarda süper iletken haline gelmektedirler.

Elektron saçılmasının neden olduğu direnç sel ısınma, elektrikli sobaların ve ısıtıcıların yanı sıra, akkor lambalarda da kullanılan önemli bir olaydır. Bir direncin saniyedeki P gücü ya da enerjisi, P=12 R formülüyle gösterilir.

Elektriğin Hızı:

Elektronlar tel boyunca sıçrarken, genel yük sürüklenmesiyle akım oluşur. Ortalama hız ya da sürüklenme hızı, “alana paralel olan değişmez bir hızla hareket etmiş olan elektronların sahip olacakları hız” diye tanımlanır. Sürüklenme hızı, iyi iletkenlerde bile gerçekte azdır. Oda sıcaklığında 10 amper akım taşıyan 1 mm çapındaki bir bakır telde, elektronların sürüklenme hızı saniyede 0,2 mm’dir. Bakırda elektronların ışık hızının 1 0-11’inden (yüz milyarda birinden) daha hızlı sürüklenmesi enderdir. Öte yandan, elektrik sinya1mm hızı, ışık hızı kadardır. Başka bir deyişle, ışık hızında, uzun bir telin bir ucundan bir elektronun alınması, başka yerlerdeki elektronları etkiler.

Sözgelimi, vagonları bir teldeki elektronları andıran uzun, hareketsiz bir yük treni düşünelim. Vagonlar arasındaki bağlantılarda hareket boşluğu bulunduğu için, lokomotif harekete geçtikten kısa süre sonra, vagon katarı bundan etkilenir. Bu sürede lokomotif ileri doğru kısa bir yol alır. Katarın harekete geçmesini bildiren sinyal hızla geriye doğru yayılarak, lokomotifin 1 ya da 2 metre ilerlemesi için gerekli sürede treni baştanbaşa aşar. Buna benzer biçimde, bir iletkende elektron sürüklenme hızı düşüktür; ama sinyal, karşıt yönde, ışık hızıyla hareket eder.

ELEKTRİKSEL MADDE KURAMI

Elektriğin düzgün, sürekli bir akışkandan oluşmaması olasılığı, birçok bilimcinin aklına gelmiş, Franklin, “akışkan”ın “son derece ince parçacıklar” dan oluştuğunu yazmıştır.

Bununla birlikte, elektriğin, mikroskopla incelendiğinde bir akışkana hiç benzemeyen, çok küçük, birbirinden kopuk miktarlar olarak ortaya çıktığı görüşü, ancak bu konuda pek çok kanıt biriktikten sonra kabul edilmiştir. James Clerk Maxwell, bu parçacık kuramına karşı çıkmıştır. Ne var ki, Sir Joseph John Thomson, vb. bilginlerin çalışmalarıyla, 1800 yıllarının sonlarına doğru elektronun varlığı kanıtlanmıştır.

Elektron:

Thomson, elektronun yükü ile kütlesi arasındaki oranı ölçtü. Sonra 1899’da, çok küçük yüklü su damlacıklarından oluşan bir bulutun bir elektrik alanındaki davranışını gözleyerek, elektron yükü için de bir değer belirledi. Bu gözlem, Millikan’ın yağ damlası de- neyine temel oluşturdu.
Chicago Universitesi’nde görevli bir fizikçi olan Robert Millikan, öğrencisi Harvey Fletcher’ın yardımıyla, tek bir elektronun yükünü ölçmeye çalıştı; 1906 yılında bu çok iddialı bir girişimdi. Yağlı bir sıvı, parfüm püskürtücüsüne benzeyen bir araçtan basınçla geçirilerek, birkaç elektron fazlası olan küçük bir yağ damlacığı oluşturuldu. Sonra bu damlacığın, kendisini yukarı çeken bir elektrik alanı ile aşağıya indirmeye çalışan yerçekimi arasında havada asılı durması sağlandı. Yağ damlasının kütlesi ve elektrik alanının değeri belirlenerek, damlanın üstündeki yük hesaplandı. Sonuç: Elektrik yükü (e) eksidir ve değeri, 1,60 x 1 0 Coulombdur. Bu yük öylesine küçüktür ki, tek bir bakır madeni para 1022 elektron içerir.
Millikan, yükün her zaman e’nin (artı ya da eksi e’nin) tam sayılı katları olarak göründüğünü de belirlemiştir. Başka bir deyişle, yükün kuantumu vardır. Daha sonra bulunan başka temel parçacıkların da yükü taşıdıkları belirlenmiştir. Sözgelimi, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden Carl David Anderson’ın 1932’de bulduğu pozitron, + e yükü taşımasının dışında, elektronun tıpatıp aynıdır.

Atomun yapısı:

Kütle durumundaki madde normal olarak yansızdır (nötr); yani yüksüzdür. Bir atomdaki her artı protonun, eksi bir elektronla elektriksel olarak dengelenmesi eğilimi vardır ve bunların toplamı, sıfıra son derece yakındır. Ernest Rutherford, 191 l’de çekirdek- sel atom tezini ortaya atmıştır. Rutherford’ın belirttiğine göre, tıpkı gezegenlerin Güneş’in çevresinde dönmesi gibi, elektronlar da çapı 1014m’den az olan artı yüklü bir çekirdeğin çevresinde dönerler Rutherford, çekirdeğin, + e yük taşıyan protonlardan oluştuğunu da ortaya atmıştır.

Günümüzde de birçok bakımdan doğru sayılan bu madde görüşü ne göre, atomu bir arada tutan şey elektrik gücüdür. Rutherford’un kendi atom modelini sunmasından sonra, Danimarkalı fizikçi Niels Bohr, elektronların çekirdek çevresinde belirli yörüngelerinin bulunduğunu ve başka yörüngelerin olanaksız olduğunu ileri sürmüştür.

Kuvantum Kuramı:

XX. yy’ın başlarında kuantum (ya da kuanta) kuramı geliştirilmiştir (Bk. KUVANTUM MEKAN IĞI). Bu kurama göre, elektron, kütleden ve yük- ten oluşan bir buluttur. Bazı durumlarda elektron bulutu öyle küçük olabilir ki, parçacık, eski görüşlerde tanımlanan küçük, yüklü yuvarla büyük benzerlik gösterebilir. Elektronun atomik bir yörüngede olması gibi bazı durumlardaysa, bulut kat kat büyük olur.

Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden Murray GelIMann ve George Zweig’ın 1 963’te ortaya attıkları kuramagöre, elektronun e yükü hiç de temel yük olmayabilir. Bu bilimcilerin kuramında, protonlar ve nötronlar gibi ağır parçacıklar, “kuark denilen çeşitli parçacık bileşimlerinden oluşur. Bir kuarkın -1/3 e yükü, öbürününse +2/3 e yükü bulunduğu varsayılmaktadır. Bu kuram, kuarklarla ilgili yoğun araştırmalara yol açmıştır.

YANITLANMAMIŞ SORULAR

Birçok göz alıcı başarıya karşın, elektrik konusunda henüz yanıtlanmamış önemli sorular vardır.
Şu temel soru yanıt beklemektedir: Elektrik gücü bir yandan öbürüne nasıl ulaşıyor? Belki de bu, yüklü parçacıklar arasındaki elektro magnetik ışınım kuantumu alışverişiyle olmaktadır. Bu varsayımsal kuaantum lar, edimsiz (virtüel) denilen durumdaki küçük, yüksüz, kütlesiz parçacıklardır. Bu düşünce, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden Richard Feynman ve Harvard’dan Julian Schwinger tarafından geliştirilen kuvantum elektrodinamiği kuramının bir parçasıdır. Ama bu kuram şaşırtıcı bir kuramdır. Kesin yanıt belki de hiçbir zaman bilinemeyecektir.
Çözüme kavuşturulmamış bir başka soru da elektrik- sel madde kuramıyla ilgilidir. Elektron, eksi elektrikle yüklü küçük bir cisim olarak düşünülmektedir. Bazı bilim adamlarına göre, elektron, yarıçapı yaklaşık 1015 metre olan bir yük yuvarıdır. Bunu bir arada tutan nedir? Çekme özelliği taşıyan başka bir güç olmasaydı, parçacığın bir yanındaki eksi yük ile öbür yanındaki artı yükün birbirlerini itmeleri sonucunda parçacık dağılırdı. Belki başka bir güç vardır, ama henüz böyle bir güç bulunamamıştır.

Elektrik Arkı

İki ayrı iletken arasındaki gazlarda sürekli elektrik iletimidir. Elektrik arkı (ya da elektrik boşalımı) yüksek akım yoğunluğu ve buna oranla düşük potansiyel farkıyla (ya da voltajıyla) nitelenir (buna karşıt olarak bir kıvılcım, basitçe yüksek potansiyel farklı ve düşük akım yoğunluklu bir boşalımdır). İlk denetlenebilen elektrik arkı, bir pile bağlı iki karbon çubuk kullanan Sir Humpry Davy tarafından, yaklaşık 1 809’da üretilmiştir. Karbon-ark lambası ilk pratik elektrik aydınlatma aygıtı olmuştur; sodyum-ark ve cıva-ark lambaları, günümüzde yüksek gerilimli dış aydınlatmada hl kullanılmaktadır. Ağır sanayide ark fırını, binlerce santigrat derecelerle ölçülen sıcaklıklar üreten, en önemli elektrik fırını çeşididir.

Elektrik Boşalımı

Elektrik yükünün herhangi bir biçimde yitirilmesi. Bu tür bir yitim, elektrik kaynağının yeterince yalıtılmamasından kaynaklanan yitim gibi, yavaş olabilir. Gaz ortamında oluşan daha hızlı boşalımlar, parlak ışıklı görünümlerle sonuçlanır; çünkü gaz atomları ya da molekülleri iyonlaşır. Doğada elektrik boşalımının en çarpıcı örneği, elektrik arkı adı verilen, yüksek akımlı bir boşalım biçimi olan yıldırımdır. Ilk denetimli elektrik boşalımını (elektrik arkı), yaklaşık 1809’da Sir Humphry Davy gerçekleştirmiş, daha sonra, bu olgudan yararlanılarak elektrik arkı lambaları ve floresan 1am baların yanı sıra, Van de Graaff jeneratörü gibi araştırma aygıtları geliştirilmiştir.

Uç boşalımı gibi korona boşalımları, daha düşük akımlarla oluşan doğal olgulardır; bu olgularda, elektrot görevi yapan sivri uçlu bir nesnenin çevresinde ışıltı oluşur. Bu tür boşalımlar, yapay olarak da gerçekleştirilebilir. Çok küçük akımlar da, özellikle düşük gaz basınçlarında, ışıklı görüntüler oluşturabilir. Ama böyle durumlarda, gaz molekülleri eşit olarak uyarılmaz. Onun yerine, gaz boşalımı tüplerinde olduğu gibi, karanlık bölgeler oluşur ve gaz, dağınık bir ışıltı yayar. Bu olgu, “ışıltılı boşalım” diye adlandırılır. Böyle bir tüpün değişik derecelerdeki karanlık ve aydınlık bölgeleri, gaz moleküllerinin değişik derecelerdeki iyonlaşma ve yeniden birleşme durumlarını yansıtır. Kıvılcım boşalımı, geçici bir olgu olarak düşünülebilir; bu olguda, voltajdaki artış, ışıltılı boşalımı elektrik arkını dönüştürür. Elektrik boşalımı olguları, yüksek gerilim hatları gibi elektrik donanımlarının tasarlanmasında önem taşır.







Yorumlar

Yorum yok

Yorum Ekle

İsim:


Yorum:

Güvenlik Kodu: