Elektrik Akımı. Metal Teldeki Akım

Transkript

1 «Allah, göklerin ve yerin nûrudur. O'nun nûrunun temsili şudur: Duvarda bir hücre; içinde bir kandil, kandil de bir cam fânûs içinde. Fânûs, sanki inci gibi parlayan bir Yıldız. Mübârek bir ağaçtan, ne Doğu'ya, ne de Batı'ya ait olan zeytin ağacından tutuşturulur. Bu ağacın yağı, ateş dokunmasa bile, neredeyse [her yeri] aydınlatacak (kadar berrak)tır. Nûr üstüne nûr (Işık üstüne ışık). [İşte] Allah, dilediği kimseyi nûruna (aydınlığa) iletir. Allah, insanlar için [düşünsünler diye bunun gibi] misâller verir. Allah, her şeyi hakkıyla bilendir.» Kurân-ı Kerîm, Nûr Sûresi, ayet 35. Elektrik, elektriksel yükün varlığı ve akışından meydana gelen çeşitli olguları tanımlayan sözcüktür. Mıknatıslık (manyetizma) ile birlikte doğadaki temel etkileşimlerden biri olan elektromıknatıslığı oluşturur. Yıldırım, elektrik akımı ve alanı gibi yaygın olarak bilinen birçok olguyu bünyesinde barındırmanın yanı sıra, en önemli sanayisel uygulamaları arasında elektronik ve elektrik gücü sayılabilir. Elektriğin çoğu özellikleri 19. yüzyıl esnasında anlaşılmış olup, sanayi devriminin önemli etkenlerinden biridir. Günümüzde ise, elektrik uygarlığın ayrılmaz parçası konumundadır. [1] Elektrik Akımı Elektrik akımı veya elektriksel akım, en kısa tanımıyla elektron hareketidir. Bir iletken üzerinden birim zamanda geçen elektron sayısını gösterir. Birimi Amper'dir (kısaltması A) Akım, üzerinden geçtiği dirençle ters orantılı, akımı oluşturan gerilim ile doğru orantılıdır. [2] Metal Teldeki Akım Katı iletken metal, hareketli veya serbest elektronlara sahiptir. Bu elektronlar metal kafes etrafındadır fakat herhangi bir atom değillerdir. Herhangi bir dış elektriksel alan uygulamadan bile bu elektronlar ısı enerjisinden dolayı rastgele hareket ederler. Fakat normalde bir metaldeki net akım sıfırdır. Herhangi bir zamanda telin bir ucundan diğer ucuna doğru geçen elektron sayısı karşı yönden geçenlerin sayısına eşittir. Bir metal telin iki ucu ara sıra batarya gibi bir DC kaynağı bağlandığında iletkende bir elektrik alanı oluşur. I akımı amper olarak şu şekilde hesaplanabilir: 1 / 20

2 I = Q / t Burada Q, elektrik yükü, coulomb (amper saniye) olarak ve t, zaman, saniyedir. Akım Yoğunluğu Elektrik akımı yoğunluğunun bir ölçümüdür. Bu elektrik akımının seçili alana oranını veren bir vektörel büyüklüktür SI birimlerinde, akım yoğunluğu amper bölü metrekare ile ölçülür. I = V / R Burada I akım, birimi amperdir V potansiyel fark, birimi volttur R direnç, Ohm ile ölçülür. [2] Ohm Yasası (Ohm Kanunu) Ohm kanunu, ideal bir direnç veya diğer omik aygıtlarda uygulanan gerilimin dirence oranıdır. Ohm kanunu bir elektrik devresinde iki nokta arasındaki iletkenden üzerinden geçen akım potansiyel farkla (örn. voltaj veya gerilim düşümü) doğru; fakat iki nokta arasındaki dirençle ters orantılıdır. I = V / R Burada, I akım amper, V referans alınan iki nokta arasındaki potansiyel fark volt ve R ohmla ölçülen ve direnç olarak adlandırılan devre değişkeni (volt/amper)dir. Potansiyel fark gerilim 2 / 20

3 olarak da bilinir ve bazen V nin yerine U, E veya emk (elektromotor kuvvet) sembolleri kullanılır. Bu kanun basit elektriksel devrelerdeki telden geçen akım ve gerilim miktarını açıklar. Yukarıdaki Ohm kanunu elektrik/elektronik mühendisliği alanında aşırı derecede kullanılan bir eşitliktir. Çünkü gerilim, akım ve direncin birbirleriyle olan ilişkisini makroskopik seviyede inceler. Bu elemanlar çoğunlukla bir elektrik devresinde bulunur. [3] Ohm Kanunu olarak bilinen, bir telden geçen akımın, geçtiği alanla doğru orantılı ve uzunluğuyla ters orantılı olduğunu tespit ederek gerilim, akım ve direnç arasında ki bağlantıyı buldu. Köln, Nürnberg ve Münih üniversitelerinde profesörlük yaptı. 1830'da A.C. Becguell'in çalışmalarından habersiz olarak pillerdeki kutuplama olayını açıkladı. 1843'te insan kulağının çeşitli titreşimler arasında, sinüsoidal titreşimleri ayrıt ederek algılayabileceğini ispatladı ve canavar düdüklerinin teorisini kurdu. Ohm, iletkenden geçen elektrik akımını bir borudan geçen sıvıya benzeterek elektrik miktarını, şiddetini, elektromotor kuvveti kesin bir şekilde tanımlayarak, elektrokinetik olaylar için bilimsel terimler ortaya koydu. Belirli kesit ve uzunluktaki, belirli bir madenden yapılmış bir teli standart seçerek, öbür teller için bugün direnç' denilen özelliği indirgenmiş uzunluk adıyla tanımladı ve ünlü yasasını, akım şiddeti = elektroskopik kuvvet / indirgenmiş uzunluk biçiminde açıkladı. 1826'da Georg Simon Ohm un bulduğu ve bugün OHM Kanunu olarak bilinen, I = V / R formülü tüm elektrik devrelerinin temelini oluşturmuştur. Daha sonra bir elektrik devresinde elektromotor gücünün dağılımını keşfederek direnç, elektromotor kuvveti ve akım şiddeti arasındaki bağlantıyı buldu yılında George Simon Ohm (Corc Saymın Om) tarafından ortaya konan denkleme göre, bir alıcıya uygulanan gerilim arttıkça devreden geçen akım da artmaktadır. Alıcının direnci artırıldığında ise geçen akım azalmaktadır. Başka bir deyişle 1 ohm, 1 volt uygulanmış devreden 1 amperlik akım geçmesine izin veren direnç miktarıdır. Ohm kanununda ortaya konan değişkenlerin birbiriyle ilişkisi şekil de verilen ohm üçgeniyle açıklanabilir. Bu üçgene göre, hesaplanmak istenen değerin üzeri parmak ile kapatılarak denklem kolayca çıkarılabilir. Bu yaklaşıma göre: U = I.R [V] I = U/R [A] R = U/I [Ohm] eşitlikleri bulunur. [4] Bir Metrenin İç Direncini Bulma 3 / 20

4 Çok kullanışlı, ayarlı bir güç kaynağı yaptınız. Bu güç kaynağı 0~30 V. Ve 0~10 Amp. veriyor. (Bu değerleri sadece örnek olarak veriyorum). Aleti bir güzel kutuladınız, voltaj ve akım kontrol düğmeleri taktınız. Sıra değerleri okuyacağınız metreleri takmaya geldi. Hurdalığınızı araştırdınız, bir voltmetre ve bir ampermetre buldunuz. Diyelim ki ölçüleri de birbirinin ayni ama, voltmetrenizin ve ampermetrenizin skalası bu değerleri gösteremiyor. Neticede ölçü aletlerinize birer (şönt) direnci takmanız gerekiyor. Buraya kadar tamam, ancak bu direnci hesaplayabilmeniz için ölçü aletlerinizin iç dirençlerini bulmanız gerekecektir. Ondan sonra Ohm yasasını kullanarak şönt direncini hesaplayabilirsiniz. Aşağıda bu ölçmeyi yapabileceğiniz bir düzenek verilmiştir. Bu devreyi dikkatlice kurun ve tarif ettiğimiz şekilde uygulamaya başlayın... E = ( akım ) x ( direnç ) Direnç = Volt / Amper Devredeki 4.7 K. Bir sınırlama direncidir. Ayarlı güç kaynağını ( 0 ) V. a getirin. S2 anahtarını açın, S1 anahtarını kapatın. Güç kaynağının voltajını çok az yükseltin. R3 direnciyle oynayarak ölçü aletinin ibresinin tam skala sapmasını temin edin. R3'e dokunmadan S2 anahtarını kapatın, R2 direnci ile oynayarak ölçü aletinin ibresini skalanın tam ortasına gelecek şekilde ayarlayın. S2 anahtarını açın ve R2 direncinin değerini hassas bir ohmmetre ile okuyun. Okuyacağınız değer ölçü aletinizin iç direncine eşit olacaktır. Metrenize paralel bağlayacağınız şönt direnci devreden geçecek akım veya gerilimin yeteri kadar kısmını kendi üzerinden akıtacak dolayısıyla sizin göstergeden doğru değeri okumanızı sağlayacaktır. Örnek: 10 Amperlik bir akımı, şönt bağlanmış ve skalası 0~10 miliamper olan bir metrede okumak istediğimizde, 10 Amperin 10 Miliamperi metre üzerinden, Amperi şönt direncinden akacaktır. Devam edelim: Elimizdeki metrenin iç direnci 100 ohm olsun. Ohm yasasını kullanalım: E denklemini kullanarak E= ( 0,01 amps. ) x ( 100 ohms ) = 1 Volt, sonra R denklemini kullanarak ; R = 1 Volt / 9,990 Amps. =.1001 Ohms buluruz. Şönt direncini herhangi bir iletkenden yapabiliriz. Bu normal bir bakır tel olabileceği gibi, bir gitar teli veya bir kromnikel iletken de olabilir. İletkenin direncinin mümkün olduğunca düşük olmasında yarar vardır. Size bir de OHM formülleri abağı veriyorum. Bu abağı kullanarak OHM yasası ile ilgili tüm problemlerinizi halledebilirsiniz. [4] Elektriğin Tarihçesi 4 / 20

5 Doğa belli bir kurallar dairesinde işler ve insanlar doğada yaşarken bu kuralları çözerek yaşamlarını kolaylaştırmaya, doğanın kurallarını keşfederek dünyayı kontrol etmeye çalışırlar. Öyle ki teknoloji ve bilim zamanla insanların elinde büyük bir güç haline gelmiştir. Dünya yaşamını kolaylaştıran ve onu kontrol eden topluluklar diğer topluluklar karşısında prestij ve saygınlık kazanmış, onlara hükmetme yöntemi olarak teknolojilerini kullanmışlardır. Elektrik ve manyetizma eski çağlardan beri bilinen gerçeklikler olmasına rağmen, mekanik ve hidrolikteki bilimsel gelişmelerin tamamlanmaması, malzeme konusunda karşılaşılan zorluklar ve bu konuya ilginin oldukça düşük bir şekilde sadece manyetizmayla kısıtlı kalması sebebiyle elektrik biliminin gelişimi 16. yüzyıla kadar gecikmiştir. Gelişmeye başlayan elektrik teknolojisi dünyada köklü değişikliklere yol açmış insan yaşamını toptan değiştirecek etkilere yol açmıştır. Elektrik tarihi, elektrik biliminin bugünlere gelirken geçirdiği dönüşümleri, teknoloji ve yaşama etkilerini ve bu bilimin gelişimine katkıda bulunan bilim adamlarını anlatan tarihtir. [5] Antik Yunan'da kehribarın (Yunanca sürtünmesi ile diğer nesneleri çektiğini gözlemlemiş ve bu güce elektrik adını vermişlerdir. [1] Miletli Tales, kehribarın yünle ovulduğunda elektriklendiğini gözlemlemişti. Eski Yunan toplumunda barışın sağlanıp belli bir refah düzeyine erişilmesiyle birlikte insanlar bilimle ilgilenmeye başlamıştı. Bilim adamları doğayı inceliyor, onun işleyiş kurallarını çözüp insanların yaşamını kolaylaştırmaya çalışıyorlardı. Eski Yunan döneminde Milet'te (Anadolu, Aydın civarında eski yerleşim yeri) yaşayan Thales (M.Ö M.Ö. 546) de doğayla ilgili araştırmalar yaparken kehribarın yünle ovulduğunda tüy ve saman gibi hafif maddeleri kendine çektiğini, uzun süreli ovmalarda ise insan vücuduna yaklaştırıldığında küçük kıvılcımlar çıkardığını fark edip bazı araştırmalarda bulunmuştu. Deneyleri sonucunda hasır ve buna benzer maddelerin de aynı özelliği gösterdiğini gözlemledi. Tales'in incelediği şey bugünkü statik elektrikti ve insanlık tarihinde statik elektrikten ilk söz edilmesi Tales'in yaşadığı Eski Yunan dönemine rast gelmektedir. Eski çağ tarih kayıtlarında elektriğin bundan sonraki ilk anılması Miletli Tales'ten 300 yıl kadar sonrasına (M.Ö. 4. yüzyıl) rastlamaktadır. Theophrastus, kendi zamanında lyncurium olarak adlandırılan ve günümüzde turmalin olduğu düşünülen kıymetli şeffaf bir taşın küçük kütleleri kendine çektiğini gözlemlemiş ve kayda geçirmişti. Pliny, torpido adlı temas edildiğinde şok etkisi yapan balıktan söz etmişti, ancak bu etkinin kehribar veya turmalin maddelerinin etkisiyle aynı olduğu fark edilememişti. 5. yüzyıl'da yaşamış olan Eustathius, Tiberius'un azatlı bir kölesinde bulunan gut hastalığının bu balık sayesinde tedavi edildiğinden bahseder. Elektriğin tıbbi amaçlarla ilk kullanımı da bu olaya dayanmaktadır. [6] Antik Yunanca'da kehribar anlamına gelen ēlektron sözcüğü, Yeni Latince'de kehribar gücü 5 / 20

6 anlamına gelen "electrica" kelimesi olarak kullanım alanı bulmuştu. 1600'lerde William Gilbert tarafından kullanılan ve kehribar gibi anlamına gelen "electricus" kelimesi, [7] Sir Thomas Browne ( ) adlı İngiliz yazar tarafından 1646 yılında yayımladığı Pseudodoxia Epidemica adlı eserinde elektrik şeklinde ilk defa kullanılmıştır. [8] Sırayla İngilizce ve Fransızca'ya geçen kelime dilimize de elektrik olarak kazandırıldı. [4] Elektrik sözcüğü, hemen hemen tüm dünya dillerine aynı şekilde girmiş ve evrensel özellik kazanmıştır. Ortaçağ'da Avrupa'da bilim büyük bir sekteye uğramıştı. Uzun süren savaşlar, yönetimde din etkisinin aşırı derecede artması, bilimin dine karşı çıkmak olarak algılanacağı korkusu gibi nedenlerden dolayı bilim tarihi karanlık çağa girmişti. Bu çağda bilimin her dalında görülen durgunluk elektrik dalında da görülür. Bu çağda gerçekleşen tek yenilik elektrik ile manyetizmanın arasındaki benzerlik ve farkların açıklanmasıydı. Manyetizma, elektrikten daha uzun bir geçmişe sahiptir. M.Ö. 900'lü yıllarda efsaneye göre bir çoban, farklı bir taş türünün demiri kendisine çektiği keşfetti. [11] Bugünkü ismiyle mıknatısın gücü tamamen kehribarın çekme gücüne benzediğinden, eski çağlarda elektrik ile manyetizma sık sık birbirine karıştırılıyordu. 2. yüzyıl'da Çinliler tarafından mıknatısın şerit haline getirilip serbest bir şekilde dönmeye bırakıldığında kuzey - güney yönünde sabit kaldığı keşfedildi. Mıknatısiyetin bu yön bulma kabiliyeti sayesinde Çinliler manyetik pusulayı icat etmişlerdi. Manyetizma ve bu pusulalardan Avrupa'da ise ilk defa 1180 yılında Alexander Neckam ( ) bahsetmişti. Bu gelişmenin ardından denizciliğin önündeki en büyük engellerden biri olan yön bulma sorunu tarihe karışmış oldu. [9] Manyetik pusulanın Avrupa'ya gelmesiyle birlikte bu konudaki araştırmalarda bir kıpırdanma oldu. Fransız bir bilgin ve askeri mühendis olan Peter Peregrinus (Petrus Peregrinus de Maricourt veya Hacı Petrus) Sicilya Ordusuna mensuptu ve bir kuşatma sırasında arkadaşına mıknatıslarla ilgili, adı Maricourt'lu Hacı Petrus'un Foucaucourt'lu Asker Syergus'a Mıknatıs Hakkında Yazdığı Mektup olan 1269 tarihli bir mektup yazdı. [10] Peregrinus bu mektubunda, manyetik kutuplardan (manyetik kuvvetin en yüksek olduğu bölge), aynı kutupların birbirini itip farklı kutupların birbirini çektiğinden, mıknatısın kuzey - güney kutuplarının nasıl belirlenebileceğinden bahsetti. [9] M anyetik kutup tanımının ilk defa yapıldığı mektupta ayrıca mıknatısların bölünmesiyle yeni kutup ve iki ayrı mıknatıs oluşması da açıklanmıştı. Ayrıca manyetik devre kullanılarak sürekli hareket elde edilmesi hakkında çalışmalar da mevcuttu. [10] Bu çalışmalar elektrik ve manyetizma için bir kıvılcım çaksa da bu konular hakkında Rönesans'a kadar hiç bir çalışma yapılmadı ve hiç bir şey yazılmadı. Ancak bu çalışmalarla birlikte elektrikle manyetizma arasındaki benzerlikler ve farklılıklar hakkında bir görüş oluşmuştu. Manyetik 6 / 20

7 devrelerle sürekli hareket etme çalışmaları Yakın Çağda gerçekleşen elektrik makineleri devrimine mantık olarak oldukça benzemekteydi. 300 yıl kadar yeni bir durgunluk çağına giren elektrik çalışmaları, Rönesans'la birlikte büyük bir ivme kazandı ve tüm dünyayı derinden etkileyecek gelişmelerin önü açılmış oldu. [5] Yüzyıllar sonra, Benjamin Franklin elektrik üzerine deneyler gerçekleştirmiş ve yıldırım ile dural elektrik (statik elektrik) arasındaki bağı tanınmış uçurtma deneyi ile incelemiştir. Bilimsel toplulukta elektriğin tekrar ilgi odağı olması ile, Luigi Galvani ( ), Alessandro Volta ( ), Michael Faraday ( ), André-Marie Ampère ( ), ve Georg Simon Ohm ( ) çalışmaları ile önemli katkıda bulunmuşlardır. [1] Avrupa'da matbaanın icat edilmesiyle birlikte basılı yayınların yaygınlaşmış, bilgiye daha çok kişi kolayca ulaşmış, insanlar ve bilim üzerinde kilise baskısı giderek azalmıştır. Bu gelişmelerin ardından rönesans ve reform hareketleri başlamış, dünyanın kaderini değiştirecek teknolojik gelişmeler büyük ivme kazanmıştır. Günümüzdeki elektrik - elektronik bilimlerinin gelişmişliği yeni çağdaki çalışmaların bir ürünüdür. [5] 19. ve 20 yüzyılların sonunda ise, elektrik mühendisliği tarihinin en önemli isimlerinden bazıları belirmiştir: Nikola Tesla, Samuel Morse, Antonio Meucci, Thomas Edison, George Westinghouse, Werner von Siemens, Charles Steinmetz, ve Alexander Graham Bell. [1] Kronoloji BC - Magnus, a Greek shepherd, walks across a field of black stones which pull the iron nails out of his sandals and the iron tip from his shepherd's staff (authenticity not guaranteed). This region becomes known as Magnesia BC - Thales of Miletos rubs amber (elektron in Greek) with cat fur and picks up bits of feathers Petrus Peregrinus of Picardy, Italy, discovers that natural spherical magnets (lodestones) 7 / 20

8 align needles with lines of longitude pointing between two pole positions on the stone William Gilbert, court physician to Queen Elizabeth, discovers that the earth is a giant magnet just like one of the stones of Peregrinus, explaining how compasses work. He also discusses static electricity and invents an electric fluid which is liberated by rubbing. ca Niccolo Cabeo discovers that electricity can be repulsive as well as attractive Vincenzo Cascariolo, a Bolognese shoemaker, discovers fluorescence Rene Descartes theorizes that light is a pressure wave through the second of his three types of matter of which the universe is made. He invents properties of this fluid that make it possible to calculate the reflection and refraction of light. The modern notion of the aether is born Galileo attempts to measure the speed of light by a lantern relay between distant hilltops. He gets a very large answer Rene Descartes theorizes that the magnetic poles are on the central axis of a spinning vortex of one of his fluids. This vortex theory remains popular for a long time, enabling Leonhard Euler and two of 8 / 20

9 the Bernoullis to share a prize of the French Academy as late as Pierre de Fermat shows that the principle of least time is capable of explaining refraction and reflection of light. Fighting with the Cartesians begins. (This principle for reflected light had been anticipated anciently by Hero of Alexandria.) Francesco Maria Grimaldi, in a posthumous report, discovers and gives the name of diffraction to the bending of light around opaque bodies Robert Hooke reports in his Micrographia the discovery of the rings of light formed by a layer of air between two glass plates. These were actually first observed by Robert Boyle, which explains why they are now called Newton's rings. In the same work he gives the matching-wave-front derivation of reflection and refraction that is still found in most introductory physics texts. These waves travel through the aether. He also develops a theory of color in which white light is a simple disturbance and colors are complex distortions of the basic simple white form Isaac Newton destroys Hooke's theory of color by experimenting with prisms to show that white light is a mixture of all the colors and that once a pure color is obtained it can never be changed into another color. Newton argues against light being a vibration of the ether, preferring that it be something else that is capable of traveling through the aether. He doesn't insist that this something else consist of particles, but allows that it may be some other kind of emanation or impulse. In Newton's own words,...let every man here take his fancy. [10] 9 / 20

10 : Otto von Guericke ( ), Kükürt bir küreyi döndüren alet yaptı. Yün parçasını dönen küreye tutarak bir kıvılcım üretti. Bu sürtünme yoluyla elektrik yaratan ilk generatördür Olaf Roemer repeats Galileo's experiment using the moons of Jupiter as the distant hilltop. He measures c = m/s Christiaan Huygens introduces his famous construction and principle, thinks about translating his manuscript into Latin, then publishes it in the original French in He uses his theory to discuss the double refraction of Iceland Spar. His is a theory of pulses, however, not of periodic waves : İngiliz Stephen Gray ( ) Metallerin iletken, ametallerin yalıtkan olduğunu keşfetti : Hollandalı Peter Van Musschenbroek elktrik depo edebilen, su dolu cam kavanoza batırılmış metal çubuktan ibaret Leyden Şişesi'ni yaptı ki bu tarihin ilk sığacıdır : Benjamin Franklin ( ) Elektrik yüklerindeki artı ve eksi uçlarını keşfederek elektriğin korunumu ilkesini ortaya attı : Benjamin Franklin gök gürültülü havada bir uçurtma uçurarak ipek bir ip ile şarzlı buluttan Leyden şişesini doldurmayı başardı. Böylece şimşek ile elektrik arasında bağıntı kurdu. Bu deney yıldırım savar (paratoner) in bulunmasına yol gösterdi. 10 / 20

11 : Franz Maria Aepinus ( ) Paralel plakalı sığacı yaptı s: Henry Cavendish ( ) Potansiyel fark, sıfır referans nokta, toprak gibi kuramları ortaya atarak, kendisinden sonra Coulomb ve Ohm'un çalışmalarına ışık tuttu., : Fransız fizikçi Charles Augustin de Coulomb ( ), yüklü iki metal küre ya da iki mıknatıs kutbu arasındaki itme veya çekme kuvvetini ölçebilen burulmalı tartı aygıtını gerçekleştirdi; : Coulomb bulduğu tartı aygıtını kullanarak iki yük arasındaki itme veya çekme kuvvetinin, yüklerin çarpımı ile doğru, aradaki uzaklığın karesi ile ters orantılı olduğunu deneysel olarak gösterdi. Coulomb yasası, Newton'un kütle çekimi yasasının elektrikteki karşılığıdır (Kütleçekimyasasından farklı olarak elektrikte iki yük arasında itme kuvvetinin varlığı da söz konusudur) : İtalyan fizikçi Alessandro Volta ( ), çinko ve gümüş plakalar arasına tuz karışımlı sıvı koyarak elektrik akımı elde etmiş oldu. Burada çinko ve gümüş elektrotlar, tuzlu su elektrolittir ve aralarındaki kimyasal tepkime sonucu elektrik üretiliyordu. Bundan önceki insan yapımı tüm elektrik kaynakları statik idi : John Frederick Daniell ( ) Elektrot yapımında farklı gereçler kullanarak günümüzün pillerine temel olan tasarımlarda bulundu : Volta'nın tasarımını geliştirilerek ilk ticari piller üretildi. Bilim adamları, kimyasal değişikliklerin elektrik, elektriğinde kimyasal değişiklik yarattığını anladılar. 11 / 20

12 : İngiliz William Nicholson, ( ), elektrik akımı kullanarak suyu hidrojen ve oksijen gazlarına ayrıştırdı : Humphry Davy ( ) Özel olarak yapılmış güçlü bir Volta pilini kullanarak bileşikler içinden elektrik akımını geçirmek suretiyle potasyum ve sodyumu bileşiklerinden ayırmayı başardı.yeni metaller keşfetti : Danimarkalı Hans Christian Oersted ( )'bir telin içinden akım geçirildiğinde elektrik akımının telin çevresinde bir manyetik alan oluşturduğu sonucuna vardı. Elektrik akımıyla manyetik alan yaratarak elektrik ile manyetizma arasındaki ilişkiyi kanıtladı : Fransız matematikçi ve fizikçi André Marie Ampére ( ), Oersted in olgusunu betimleyen ve Ampére Yasası olarak adlandırılan magnetik alan ile bu alanı doğuran elektrik akımı arasındaki bağıntıyı formüle etti.. Elektrodinamiğin de kurucusu olan Ampére aynı zamanda elektrik ölçme tekniklerini de geliştirerek elektrik akımını ölçen bir aygıt yaptı. Anısına elektrik akımı birimi amperdir : Alman fizikçi Georg Simon Ohm ( ), İletkenlerden geçen elektrik akımına ilişkin çalışmalar yaparak Ohm yasası olarak bilinen, bir iletkenden geçen akımın iletkenin uçları arasındaki gerilim ile doğru, iletkenin direnciyle ters orantılı olduğunu formüle etti, Anısına elektrikte direnç birimi ohm dur : İskoç asıllı bir Amerikalı olan Joseph Henry ( ) Demir çekirdek etrafında tel sarımı suretiyle yaptığı bobin ile güçlü manyetik alan yaratarak bir tondan fazla metali kaldırmayı başardı / 20

13 1831: İngiliz fizikçi ve kimyager Michael Faraday, ( ) Bir buhar makinesi ile bakır bir plakayı bir mıknatısın yarattığı manyetik alan içinde döndürerek elektrik üretti. Bu, ilk jeneratördür : Joseph Henry, Faraday'ın buluşunu tersine çevirerek, manyetik alandan elektrik akımı geçirmek suretiyle bir bakır çemberi döndürmeyi başardı. Bu bir elektrik motorudur ve tarihte ilk kez, elektrik enerjisi makinelere güç vererek iş yapılmasını sağlıyordu : Alman fizikçi Wilhelm Weber ( ) ve Karl Friedrich Gauss ( ) İki bina arsındaki ilk telgraf işlemini başardılar.elektrik ölçüm için ilk uyumlu ünit sistemlerini buldular. Gauss jeomanyetik alanın yönü ve kuvvetini kaydetmek için Avrupa gözlem ağı organize etti : Alman fizikçi Heinrich Lenz ( ) Akan bir elektrik akımına ters yönde bir direnç vardır. Kuramı onundur ki Lenz yasası olarak bilinir : İngiliz fizikçi James Prescott Joule, ( 1818, 1889) Isının mekanik iş ile olan ilişkisini keşfetti. Bu keşif, enerjinin korunumu teorisine ve oradan da termodinamiğin birinci kanunu'nun eldesini sağladı. iş birimi joule, onun anısına verilmiştir. Lord Kelvin ile mutlak sıcaklık skalasını geliştirmiştir. Joule yasası olarak bilinen Bir direnç üzerinden geçen elektrik akımının ısı yaydığı buluşu onundur : Amerikalı bulucu Samuel Morse ( ) kısa ve uzun sinyalleri bir hat ile göndermekle ilk elektrikli telgrafı yaptı. Kısa ve uzun sinyallerin harflerdeki kodlamasına, Samuel Morse anısına Mors alfabesi denir : Alman fizikçi Gustav Robert Kirchhoff ( ) Devre analizi olan Bir noktaya giren ve çıkan akımların toplamı sıfırdır. Kirchhoff I, kapalı bir devrede harcanan gerilimlerin toplamı, sağlanan gerilimlerin toplamına eşittir. Kirchhoff II yasalarını yayınladı. 13 / 20

14 : Heinrich Ruhmkorff ( ) Çift kat sarımlı indüksiyon bobinini buldu. Bu buluş AC transformatörün gelişimine önderlik etmiştir : İskoçyalı matematikçi ve fizikçi James Clerk Maxwell ( ) Kuantum fiziği öncesi bilinen bütün elektrik ve manyetik kuramları açıkladı. Maxwell denklemleri olarak bilinen dört temel denklem onun tarafından ortaya atılmıştır : William Crookes ( ) ve Johann Wilhelm Hittorf ( ) Birbirilerinden ayrı olarak katot ışınlarını buldular : Amerikalı Charles Francis Brush ( ) Elektrik çalışma akımı üretebilen açık bobin dinamoyu buldu : Amerikalı Alexander Graham Bell ( ) Elektrik titreşimlerini sese dönüştürerek telefonu buldu ve patentini aldı : Amerikalı Thomas Alva Edison ( ) Sesi kaybedip yineleyebilen gramofonu (fonograf) geliştirdi : Edison karbon flamanlı akkorlamba için patent başvurusu yaptı. Üç yıl sonra New York sokaklarında bu lambalar ışıyordu. Edison yaşamı boyunca gerçekleştirdiği hareketli resim kamerası, teyp, projektör gibi çeşitli buluşları için 1093 patent almıştır / 20

15 1879: Brush ark lambaları Cleveland Caddelerini aydınlatmak için kullanıldı : San Fransisko da elektrik satmak için ilk şirket kuruldu. (California Electric Light Company) : E.W. v. Siemens tarafından elektrikli tramvay yapıldı : Dünyanın ilk merkezi güç üretim tesisi doğru akım(dc) güç sistemli The Pearl Street Station New York City de Thomas Edison tarafından açıldı : Wisconsin'de ilk hidroelektrik santral açıldı : Nikola Tesla Tesla bobini ni buldu. Bu, elektriğin gerilimini dönüştürebilecek ve uzak mesafelere iletmeyi kolaylaştıracak bir transformatör olup Tesla'nın alternatif akım projesinin önemli bir ayağıdır : İngiliz mühendis Charles Algernon Parsons ( ) ilk başarılı buhar türbinini yaparak elektrik Jeneratör (generatör) lerini döndürmede kullanılmıştır : Amerikalı fizikçi William Stanley, Jr. ( ) İndüksiyon bobin transformatörünü ve alternatif akım sistemini geliştirdi / 20

16 1886: ABD de adet su gücü ile çalışan elektrik üretim tesisi hizmette ya da yapım halindedir : Sırp asıllı bulucu, fizikçi, elektrik ve makine mühendisi Nikola Tesla ( Alternatif akım generatörü buldu. Böylece elktrik enerjisi uzun mesafelere kolaylıkla iletilebilecekti : Heinrich Hertz ( ) Yıllar önce Faraday ve Maxwell tarafından bahsedilmiş radyo dalgalarını keşfetti ve ölçtü : ABD de üretimlerinin tamamını ya da bir bölümünü su gücünden sağlayan elektrik şirketi sayısı 200 ü bulmuştur : İlk ticari uzun mesafe doğru akım ENH Portland şehri ile Willamette şelalesi üretim tesisleri arasında kuruldu : İlk belediye elektrik sistemi Northwest -- Ellensburg, Washington : İtalyan fizikçi Guglielmo Marconi ( ), sinyalleri birkaç km uzağa ulaştırarak' telsiz telgraf patentini aldı. Daha sonra ilk kıtalararası radyo sinyalini göndermeyi başardı. 1901'de, İngiltere Cornwall'dan gönderilen sinyaller, Kanada'dan alındı. Bu olaydan sonra birçok yerde telsiz telgraf istasyonları kurulmaya başlandı Alternatif akım üreten ilk generatör Niagara şelalesine kuruldu.. 16 / 20

17 : İngiliz fizikçi Sir Joseph John Thomson, ( ) Electron u keşfetti s: Charles Proteus Steinmetz ( ) Alternatif akım doğal kompleksi matematiksel analizini yazdı : ENH de en yüksek gerilim 60 Kilovolt : İlk komplike üretim tesisi Columbia nehri üzerine inşa edildi : Electrikli klima yapıldı - W. Carrier : İlk hava kirliliği kontrol cihazı. Kül tutucu : Elektrikli buzdolabı - A. Goss : Rus asıllı ABD'li elektrik mühendisi Vladimir Kosma Zworykin'ilk kez resim tarama yöntemini tümüyle elektronik olarak yapan ikonoskopu buldu. Ertesi yıl da kineskop olarak adlandırılan resim tüpünün patentlerini aldı. Bu iki buluş, ilk televizyon sisteminin oluşturulmasına temel oluşturdu. 1950'li yıllarda televizyon artık izlenilmeye başlanmıştı / 20

18 1923: Fotoelektrik hücreler keşfedildi : ABD'li elektrik mühendisi Vannevar Bush ( )'un yönetiminde Cambridge'de Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT)'nde ilk bilgisayar yapıldı : 40 yıl boyunca dünyanın en büyük su santralı ünvanını elinde bulunduracak 6180 MW gücündeki Grand Coulee barajı ve HES yapımına başlandı : İlk elektronik bilgisayarın yapımına başlandı ve aygıtın yapımı 1945 yılında tamamlandı : John Bardeen, Walter Houser Brittain ve William Bradford Shockley ABD'deki Bell Laboratuvarları'nda transistörü buldular. Elektrik sinyallerinin yükseltilmesini, denetlenmesini ya da üretilmesini sağlayan bu yarı iletken aygıt nedeniyle Bulucular 1956 Nobel Fizik Ödülü'nü paylaşmışlardır. Elektron lambalarının bütün işlevlerini çok daha küçük boyutlu ve hafif, mekanik etkilere karşı daha dayanıklı, ömrü daha uzun, verimi daha yüksek, ısı kayıpları daha düşük ve harcadığı güç de çok daha az olarak yerine getirebilen transistörler elektronik alanında bir devrim olarak kabul edilir : İlk 345 Kilovolt ENH : Dünyanın ilk nükleer santralı Rusya'da elektrik üretimine başladı : Deniz dalgasının hareketinden yararlanılarak enerji üretilen ilk santral İskoçya'da işletmeye alındı. [5/10] 18 / 20

19 İlgili Yayınlar 1. A Hürer, "Elektrik Tesisat Bilgisi", Cilt II, Mesleki ve Teknik Öğretim Kitapları, İstanbul, C Kocatepe, M Uzunoğlu, R YUMURTACI, "Elektrik Tesislerinde Harmonikler", Birsen Yayınevi, Kasım, H Çakır, "Elektrik Şebeke Kayıpları", Yıldız Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, H Küçüközer " öğretim modelinin Lise I. sınıf öğrencilerinin basit elektrik devrelerine ilişkin kavramsal ", Yayımlanmamış Doktora Tezi, Balıkesir Üniversitesi Fen, H Küçüközer, "Lise i Öğrencilerinin basit elektrik devreleri konusuyla ilgili kavram yanılgıları", Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, N Seymen, "Elektrik ve elektroliz konularında çalışma yapraklarının geliştirilmesi", Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ö Kalenderli, "Elektrik Mühendisliğinde Sonlu Elemanlar Yöntemi Ders Notları", İTÜ, İstanbul, S Yıldırım, "Yüksek Gerilimli Sistemlerde Elektrik Alanlarının Sınır Elemanları Yöntemi 19 / 20

20 Yardımıyla " Kaynaklar [1] tr.wikipedia.org/wiki/elektrik [2] tr.wikipedia.org/wiki/elektrik_akımı [3] tr.wikipedia.org/wiki/ohm_kanunu [4] [5] tr.wikipedia.org/wiki/elektriğin_tarihçesi [6] books. Google.com/books?id=Lks1AAAAMAAJ&printsec=titlepage [7] [8] [9] Isaac Asimov (1989). "Bilim ve Buluşlar Tarihi". [10] Colin A. Ronan (1983). "Bilim Tarihi: Dünya Kültürlerinde Bilimin Tarihi ve Gelişmesi", Ekmeleddin İhsanoğlu, Feza Günergun (Çev.) (2003). [11] E. T. Whittaker's, "A Ridiculously Brief History of Electricity and Magnetism" / "A History of the Theories of Aether and Electricity" 20 / 20