10. Sınıf Elektrik Devreleri Temel Kavramlar

Elektrik Akımı Nasıl Oluşur : Elektrik akımının hareketini sürekli akan bir nehre benzetebiliriz. Nehrin akma nedeni nehir yatağındaki eğim yani Yerçekimi Potansiyel Enerji farkıdır. Buna benzer olarak elektrik akımı da ; bir iletkenin iki ucu arasında potansiyel fark(gerilim) oluşturulursa, elektriksel potansiyelin yüksek olduğu yerden düşük olduğu yere doğru yük akışı gerçekleşir. Bu yük akışına elektrik akımı denir. iki noktanın elektriksel potansiyeli eşit oluncaya kadar devam eder.

Elektrik devresinde potansiyel fark oluşumunu üreteçler sağlar(Pil,Akü,Alternatör) Yukarıda verdiğimiz bilgilere dayanarak elektrik akımını tanımlayacak olursak.

Akım Nedir : Elektriksel potansiyel fark nedeni ile oluşan elektrik yükü hareketine denir. Elektrik akımı I veya i harfleri ile gösterilir.

Akım Şiddeti Nedir : Bir elektrik devresinde iletkenin birim kesitinden geçen net yük miktarına akım şiddeti denir.

q=n.(e.y) n: yük sayısı e.y: 1,6 x 10üzeri-19

Elektrik Akımının Yönü : Elektrik devresinde hareketli olan yükler elektronlardır. Elektronların hareket yönü üretecin (-) kutbundan (+) kutbuna doğrudur. Elektrik akımının yönü ise bunun tam tersi yönünde kabul edilir yani üretecin(+) kutbundan (-) kutbuna doğrudur.

İki çeşit elektrik akımı vardır. Bunlardan birincisi büyüklüğü ve yönü değişmeyen doğru akım(DC) Pil,akü ve dinamolar tarafından üretilir. İkincisi ise büyüklüğü ve yönü zamanla değişen evlerimizde kullandığımız alternatif akım(AC) Alternatörler tarafından üretilir. Bu konu ilerleyen bölümlerede daha ayrıntılı olarak işlenecektir.

Başlıca elektrik devre elemanlarını tanıyalım ve bunların işlevlerini öğrenelim.

Üreteç : İki nokta arasında potasiyel fark oluşturan ve devreye enerji veren elektrik devre elemanıdır.

Diyot : Ok yönünde gelen akım geçiren , zıt yönde gelen akımı geçirmeyen araçlardır. Diyot iki yönlü alternatif akımın doğru akıma çevrilmesinde kullanılır.

Direnç : Bir iletkenin akıma karsı gösterdiği tepkiye direnç denir. Direnç birimi ohm ( Ω)

Bir iletkenin direnci ;

1. iletkenin boyu ( ℓ ) ile ters orantılıdır.
2. İletkenin kesit alanı ( A ) ile doğru orantılıdır.
3. Yapıldığı maddenin özdirenci(ρ ) arttıkça direnç artar
4. Sıcaklığa bağlıdır.

Aşağıda açıkladım

R = Ro.( 1 + α.t )

R : t derece de iletkenin direnci
Ro : 0 derece de iletkenin direnci
α : İletkenin sıcaklıkla değişim katsayısı

Not : α katsayısı metaller için (+) alınır yani sıcaklık arttıkça metallerin direnci artar, metal olmayan maddeler için (-)alınır . sıcaklık arttıkça dirençleri azalır

Reosta( Ayarlı direnç) : Adından da anlaşılacağı gibi ayarlanabilir direnç. Yukarıdaki şekilde direnç üzerindeki ok sola kayarsa direnç küçülür. Sağa doğru kayarsa direnç büyür.

Ampermetre ve Voltmetre :

Ampermetre, üzerinden geçen elektrik akımını ölçer, İç direnci sıfıra yakın olduğu için devreye seri bağlanır, ampüle paralel bağlanırsa kısa devre yapar

Voltmetre, bağlandığı noktalar arasındaki potansiyel farkı(gerilimi) ölçer, iç direnci çok yüksek olduğu için elektrik devresine paralel bağlanır, seri bağlanırsa akımı keser.

Maddelerin iletkenlik özellikleri :

Madde içindeki elektrik yüklerinin bir noktadan başka bir noktaya taşınmasına elektrik iletkenliği denir. Metallerde iletkenliği sağlayan serbest elektronlardır. Sıvı çözeltiler de ve gazlarda ise pozitif ve negatif yüklü iyonlar dır.

Katıların elektrik iletkenliği :

Katılar da iletkenliği sağlayan, yüklü tanecikler ve negatif yüklü serbest elektronlardır. Elektronlar metal içinde yer değiştirir, atomlar yer değiştiremez. Her elektronun gidebileceği belli bir mesafe vardır. Elektronlar bu mesafede hareket ederken başka elektronlara çarparak yüklerini aktarırlar. Böylece elektrik akısı sağlanmış olur.

İletkenliğe etki eden faktörler ;

Sıcaklık
Bağ kuvveti
İletkenin boyu
İletkenin kesit alanı
İletkenin cinsi

Sıvıların elektrik iletkenliği :
Bir sıvının elektriği iletmesi için iyonları na ayrışabilmesi gerekir.

Gazların elektrik iletkenliği :

Gazlar normal şartlarda elektriği iletmemesi ne rağmen uygun şartlar oluşturulduğunda iletebilir.
Gazlar herhangi bir yolla iyonlaştırılırsa iletken hale gelebilirler. Bu durumda, ( + ) iyonlar katoda, ( – ) iyonlar anoda gidecek ve devreden bir akım geçecektir.

Gazların elektriği iletmesi için gerekli şart ;