Elektrik nedir? Elektron akışı
10 dakika · Başlangıç
Simülasyonlar ve testler okunmaz; onlara geldiğinde duraklatıp deneyebilirsin.
Telefonunu şarj ettiğinde, ışığı açtığında ya da bir LED yaktığında olan şey aynıdır: elektrik yükleri bir iletkenin içinde hareket eder. Bu derste bu hareketin ne olduğunu, neden bazı malzemelerden geçip bazılarından geçmediğini ve bir devrenin neden "kapalı" olması gerektiğini öğreneceksin.
Her şey atomla başlar
Her madde atomlardan oluşur. Atomun ortasında artı (+) yüklü protonlar ve yüksüz nötronlar bulunur. Çevresinde ise eksi (−) yüklü elektronlar döner.
Bazı maddelerde en dıştaki elektronlar atoma çok gevşek bağlıdır. Bunlara serbest elektron denir. Serbest elektronlar atomdan atoma kolayca geçebilir. Elektrik akımı, işte bu elektronların belli bir yönde toplu halde hareket etmesidir.
İletken, yalıtkan, yarı iletken
İletken
Çok sayıda serbest elektron vardır, akımı kolayca geçirir.
Bakır, alüminyum, altın, gümüş
Yalıtkan
Serbest elektron neredeyse yoktur, akımı geçirmez.
Plastik, cam, kauçuk, kuru tahta
Yarı iletken
İkisinin arasındadır. İletkenliği kontrol edilebilir.
Silisyum, germanyum
Kabloların içi bakır, dışı plastik olmasının nedeni budur: bakır akımı taşır, plastik ise akımın dışarı (yani sana) kaçmasını engeller. Diyot, transistör ve entegreler ise yarı iletkenlerden yapılır. Modern elektroniğin tamamı yarı iletkenlerin üzerine kuruludur.
Devre neden kapalı olmalı?
Elektronlar ancak dönüp dolaşıp başladıkları yere geri dönebilecekleri bir yol varsa hareket eder. Pilin bir ucundan çıkıp devreyi dolaşan ve diğer ucuna dönen bu yola kapalı devre denir. Yol herhangi bir yerden koparsa (açık devre) akım her yerde birden durur. Işık anahtarı da tam olarak bunu yapar: yolu açar ya da kapatır.
Kendin dene
Anahtarı aç, kapat. Devreye farklı malzemeler tak ve lambanın ne yaptığını izle. Sonra elektronların gerçek hareket yönünü gösteren kutuyu işaretle.
Bakır tel: İletken. Akım rahatça geçiyor, lamba tam parlak.
Turuncu: geleneksel akım yönü, + uçtan − uca. Devre şemalarında hep bu yön kullanılır.
Akımın yönü: küçük bir tarih kazası
Elektrik 1700'lerde incelenmeye başlandığında elektron henüz keşfedilmemişti. Bilim insanları akımın artı (+) uçtan eksi (−) uca aktığını varsaydı. Yaklaşık 150 yıl sonra elektron keşfedildiğinde, gerçekte elektronların tam tersi yönde, yani − uçtan + uca hareket ettiği anlaşıldı.
Ama o zamana kadar bütün kitaplar, formüller ve semboller eski yöne göre yazılmıştı. Bu yüzden bugün hâlâ geleneksel akım yönü (+ → −) kullanılıyor. Diyot ve transistör sembollerindeki oklar da bu yönü gösterir.
Hangisini kullanacağım?
Devre çizerken ve hesap yaparken her zaman geleneksel akım yönünü (+ → −) kullan. Elektron yönü yalnızca yarı iletkenlerin iç yapısını anlatırken önemli olur.DC ve AC
DC (doğru akım)
Akım hep aynı yönde akar. Piller, bataryalar, USB ve adaptör çıkışları DC'dir.
AC (alternatif akım)
Akımın yönü sürekli değişir. Türkiye'de prizlerdeki elektrik 220 V'tur ve saniyede 50 kez yön değiştirir (50 Hz).
Güvenlik
Bu kurstaki bütün deneyler en fazla 12 V'luk DC ile yapılır. Prizdeki 220 V AC ise öldürücü olabilir. Şebeke gerilimiyle çalışmayı ancak ileri seviyede ve gerekli önlemleri öğrendikten sonra ele alacağız.Sık yapılan hatalar
- "Pil elektrik üretir, devre onu tüketir" sanmak. Pil, elektronları iten basıncı (gerilimi) sağlar. Elektronlar zaten telin içindedir ve yok olmaz, devrede dolaşır.
- Tek bir kablo bağlayıp lambanın yanmasını beklemek. Akımın geri döneceği ikinci bir yol olmadan devre tamamlanmaz.
- Kurşun kalemin içinde kurşun olduğunu sanmak. Kalem ucu grafittir ve elektriği zayıf da olsa iletir.
Kendini test et
1. Elektrik akımı aslında neyin hareketidir?
2. Hangisi yalıtkandır?
3. Devre şemalarında kullanılan geleneksel akım yönü hangisidir?
4. Evdeki prizlerde hangi tür akım vardır?
Sıradaki dersler üyelere açık. Ücretsiz üye olup kaldığın yerden devam edebilirsin.
Ücretsiz üye ol