SİSTEM ANALİZİ KONTROL VE OTOMASYON İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ / FIRAT ÜNİVERSİTESİ / ARDAHAN ÜNİVERSİTESİ / SİİRT ÜNİVERSİTESİ SEFA SEZER / İNGİLİZCE ÖĞRETMENİ
İçindekiler 1.Elektriğin Tanımı ve Üstünlükleri 2.Atomun Yapısı ve Elektron Teorisi Atomun Yapısı Serbest Elektronlar Atomun yapısına göre İletken ve Yalıtkan tanımı 3.Elektrik Yükü Elektrik Yükü ve Birimi Elektriklenme Yöntemleri Coulomb Kanunu 4.Elektrik Alanı Elektrik Kuvvet Çizgileri Elektrik Alanı ve Şiddeti 5.Elektrik Potansiyeli Potansiyel ve Gerilim Şimşek ve Yıldırım 6.Statik Elektrik ve Elektrostatiğin Kullanım Alanları Statik Elektrik ve Oluşumu Statik Elektriğin Zararları Statik Elektriğin Faydaları ve Kullanım Alanları Statik Elektrik Yüklerinin Ölçülmesi Statik Elektriğin Zarar Verebileceği ortamlarda Alınabilecek Önlemler
Statik Elektrik: Statik elektrik dingin haldeki elektriği belirtir ve çevresindeki maddelerle etkileşen malzemenin yüzeyindeki elektriksel dengesizliktir.bir atom yada molekül elektron kaybettiğinde veya kazandığında bu dengesizlik oluşmaktadır.normalde atomda proton ve elektron sayısı birbirine eşittir ama elektronlar kolayca bir atomdan diğerine geçebilmektedir.eğer elektron kaybederse pozitif iyon,kazanırsa negatif iyon adını alır. 1-Elektriğin Tanımı ve Üstünlükleri İki cismin birbirine sürtünmesiyle, sıkıştırma gibi herhangi bir mekanik etki sırasında veya ısının bazı kristallere olan tesiri sebebiyle meydana gelen ve tesirini, çekme, itme, mekanik, kimyasal veya ısı olayları şeklinde gösteren bir enerji çeşididir. İşte elektrik akımını, elektrik voltajını meydana getirerek elektrik motorlarının dönmesini, elektrik ampullerinin ışık vermesini, elektrik fırınlarının yemek pişirmesini sağlayan tamamı ile yukarıda bahsettiğimiz serbest elektronlardır ve bu serbest elektronların hareket etmesidir. Kısaca serbest elektronların elektrik akımını ve voltajını meydana getirmesine ve bunların kullanılmasına elektrik diyebiliriz.
2-Atomun Yapısı ve Elektron Teorisi Bir kimyasal elementin bütün özelliklerini taşıyan en küçük parçacığıdır. Merkezdeki çekirdek ve bunun etrafında süratle dönen elektronlardan oluşmuştur. Elektron ise; Bütün elementlerin atomları ortadaki bir çekirdek ile onun çevresindeki yörüngelerde dolanan çok küçük parçacıklardan oluşur. Atomun Yapısı : Merkezdeki çekirdek ve bunun etrafında süratle dönen elektronlardan oluşmuştur. Bir kimyasal elementin bütün özelliklerini taşıyan en küçük parçacığıdır. Serbest Elektronlar : Bir atoma bağlı olmayan elektronlara serbest elektron denir. Belirli bir atomdaki elektronlar çekirdek çevresinde düzgün bir biçimde sıralanmış yörüngemsilerdir.
Atomun Yapısına Göre İletken ve Yalıtkan Tanımı İletken : Bir maddenin iletkenliğini belirleyen en önemli faktör, atomlarının son yörüngesindeki elektron sayısıdır. Yalıtkan : Yalıtkan maddelerin atomlarının valans yörüngelerinde 8 elektron bulunur. Bu tür yörüngeler doymuş yörünge sınıfına girdiği için elektron alıp verme gibi bir istekleri yoktur.
Elektrik Yükü Elektrik Yükü ve Birimi : Atom altı parçacıkların sahip olduğu ve onun elektromanyetik ile olan etkileşimini tayin eden, temel bir özelliktir. Elektrik Birimi: F kuvvet, r iki yük arasındaki mesafe, q1 ve q2 elektrik yüklerdir. MKS sisteminde birimler kuvvet için Newton (nt), uzaklık için metre (m), elektrik yük için de coulomb ( C ) dir.
Elektriklenme Yöntemleri 1.Sürtünme ile Elektriklenme : Yalıtkanlarda elektriklenme sadece sürtülen bölgelerde, iletkenlerde ise bütün iletken boyunca gerçekleşmektedir. Bunun nedeni, iletken atomlarındaki son yörünge elektronlarının, yalıtkan atomlarındakilere göre çekirdekleri tarafından daha az bir kuvvetle çekilmesidir. Bu nedenle iletkenlerin bir bölgesindeki küçük bir yük değişikliğinin oluşturduğu enerji, bütün bir iletkene yayılır. 2.Dokunma ile Elektriklenme : İki zıt yüklü cisim birbirlerine dokundurulduklarında, negatif yüklü cisimden pozitif yüklü cisme elektron geçişi olur. Cisimler birbirlerinden ayrıldıklarında iki cisim de aynı miktarda ve aynı cinste yüke sahiptirler. 3.Etki ile Elektriklenme : Yüksüz bir cisim, pozitif yüklü bir cisme yaklaştırıldığında, yüksüz cismin yüklü cisme yakın bölgelerinde negatif yüklerin, uzak bölgelerinde ise pozitif yüklerin toplandığı görülür.
Coulomb Kanunu Cisimlerin elektriksel yüklerinin birbirlerine etkisini tanımlar.iki yük arasındaki kuvvet kısaca yüklerin cinsine ve miktarına, aralarındaki uzaklığa ve yüklerin bulunduğu ortama bağlıdır. - Yükler arasındaki kuvvet, yükleri birleştiren hat doğrultusundadır. - İki yük arasındaki kuvvet, yükler arasındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır. - İki yük arasındaki kuvvet, yüklerin çarpımlarıyla doğru orantılıdır. -Yükler arasındaki kuvvet, yüklerin bulunduğu ortamdan etkilenir. 4-Elektrik Alanı Elektrik yüklerinin etkisini gösterdiği alanlar Elektrik Alanlarıdır. Elektrik Kuvvet Çizgileri : Elektrik alanının yüklü cisimlere uyguladığı kuvvet, kuvvet çizgileri ile temsil edilir. - Pozitif yükte kuvvet çizgileri yükten dışarıya doğru, negatif yükte ise içeriye doğrudur - Kuvvet çizgileri birbirlerini kesmezler. - Kuvvet çizgileri girdikleri ve çıktıkları yüzeylere diktirler.
Elektrik Alanı ve Alan Şiddeti E harfi ile gösterilir.elektrik alanının büyüklüğünü ifade eder.alan şiddetinin değeri, o noktada bulunduğu varsayılan birim pozitif yüke etkiyen kuvvet miktarı olarak adlandırılır. 5-Elektrik Potansiyeli Elektrik potansiyeli olan bir cisim, potansiyelinin miktarına bağlı olarak çevresine bir elektrik alanı uygular. Potansiyel ve Gerilim : Bir elektrik alanının etkisindeki bir noktanın sahip olduğu elektrik yükü miktarına denir.u harfi ile gösterilir ve birimi Volt (V) tur. Potansiyel fark ya da gerilim ise bir noktanın ya da bir cismin yükünün başka bir nokta ya da cismin yüküyle olan farkına denir ve birimi V tur. Şimşek ve Yıldırım : Şimşek, bulutlar arasında gerçekleşen yük deşarjlarına, yıldırım ise yer ile bulutlar arasında gerçekleşen yük deşarjlarına denir.yıldırım da aynen şimşek gibidir. Burada da bir yük deşarjı söz konusudur. Tek fark, bu deşarj, buluttan buluta değil, buluttan yere ya da yerden buluta doğrudur.
Statik Elektrik ve Elektrostatiğin Kullanım Alanları Baskı teknolojilerinden filtreleme teknolojilerine, haberleşmeden boyama teknolojileri gibi bir çok kullanım alanları vardır. Statik Elektrik ve Oluşumu : Yüklerin birbirleriyle etkileşimi sonucunda ortaya çıkan kuvvete elektrostatik kuvvet veya durgun elektrik denmektedir. Elektrostatik, kalbimizin çalışmasından, şimşek ve yıldırımlara, atom içindeki yüklerin etkileşimlerine kadar geniş bir alandaki fiziksel olayları inceler. Tabiattaki statik elektriğe en büyük örnek şimşek ve yıldırımdır. Çıplak ayakla halı üzerinde yürürken ayaklarımızın karıncalanması statik yüklerdendir. Çalıştığımız ortamdaki malzemelerle de sıkça temas halinde olmamız malzeme üzerindeki yükleri üzerimize çekmemize neden olur. İnsanların statik elektrik yüklenmesi yürüme esnasındaki sürtünmelerden, araçlara inip binmesinden, çalıştıkları masadan, giymiş-çıkarmış oldukları elbiselerden olabilir.
Statik Elektriğin Zararları - Statik elektrik insanlarda birtakım deri hastalıklarına neden olabilir. - Nadir de olsa insan hayatını tehlikeye sokacak kadar büyük değerlere ulaşabilir. - Düşük voltajlarla çalışan elektronik devre elemanlarına zarar vererek devreleri işlemez hale getirebilir. - Elektronik tabanlı sistemlerde devre elemanlarını etkilemese de devre akımlarını etkileyerek sistemin istenmeyen sonuçlar döndürmesine, sistemin normal çalışmasının aksamasına neden olabilir. - Yanıcı ya da patlayıcı özelliğe sahip sıvı ve gazlarla temasında felaketlere neden olabilir. - Üretim alanlarında kâğıt, kumaş vb. mamuller statik elektrik sonucu birbirlerini iterek dağılabilir ya da birbirlerini çekerek yapışabilir bu da otomasyonda sorunlara neden olabilir. - Baskı makinelerinde statik elektrik nedeniyle kâğıtların birbirine yapışması sonucu baskı sorunları yaşanabilir.
Statik Elektriğin Faydaları ve Kullanım Alanları Statik Elektriğin Kullanım Alanları 1 Baskı Teknolojisi 2 Zımpara Kağıdı Üretimi 3 Boyama İşleri 4 Baca Filtreleri 5 Görüntüleme İşleri Statik Elektriğin Faydaları Yazıcı yazma komutunu aldığında, metin ve grafiklerin bit bilgilerini hafızasında depolar. Hafızadaki sayısal bilgi haritasına göre bilgilere karşılık gelen yükler lazer ışığı ile ışığa duyarlı dönen bir tambur üzerine düşürülür. Lazer ışını silindiri tarayarak basılacak alanları pozitif yükle yükler. Negatif yüklü toner tozları silindirdeki pozitif yüklü alanlara yapışır. Sonra da toner tozları ısıtılmış bir silindir sayesinde kâğıda yapıştırılır. Tamburun diğer baskılar için yükleri nötrlenir ve baskı tamamlanmış olur.
Statik Elektrik Yüklerinin Ölçülmesi Statik elektriğin cinsi elektroskop denilen basit bir tespit cihazı ile ölçülür. Elektrometreler ve iki yük arasındaki potansiyel farkının ölçümünde ise elektrostatik voltmetreler kullanılır. Elektrometrelerde yük topuza dokundurulduğunda yüklenen sabit ve hareketli yaprakların birbirlerini itmeleri sonucu hareketli yaprak dairesel bir dönüş yaparak gösterge çizelgesi üzerinde yükün miktarını gösterir. Yüklerin cinsi aynı ve cismin yükü fazlaysa; Yüklerin cinsi aynı ve yükler eşitse; Yüklerin cinsi aynı ve cismin yükü küçükse; Yüklerin cinsi farklı ve cismin yükü fazlaysa; Yüklerin cinsi farklı ve yükler eşitse; Yüklerin cinsi farklı ve cismin yükü küçükse;
Statik Elektriğin Zarar Verebileceği Ortamlarda Alınacak Önlemler - Evlerdeki metal eşyalar topraklanmalıdır. - Yanıcı ya da patlayıcı madde bulunan ortamların döşemeleri antistatik malzemelerle kaplanmalıdır. -Yanıcı ve patlayıcı malzeme bulunan ortamlarda antistatik elbise, önlük, ayakkabılar giyilmelidir. Kullanılan cihaz ve makineler topraklanmalıdır. -Yanıcı ve patlayıcı madde taşıyan araçlarda yerle teması olan zincirler ya da esnek metaller bulundurulmalıdır. -Hassas cihazların bulunduğu ortamlarda antistatik önlük, ayakkabı ve eldiven giyilmelidir. -Elektronik devrelerle çalışırken antistatik bileklik, antistatik giysi ve antistatik araçgereç kullanılmalıdır. -Yüksek binalara ya da metal aksamı çok olan yapılara paratoner tesisatı kurulmalıdır. -Nemin sakıncalı olmadığı ortamlar nemlendirilmelidir.
STATİK ELEKTRİĞİN GENEL ÖZELLİKLERİ GENEL ÖZET
-SON- HAZIRLAYAN : SEFA SEZER İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ / FIRAT ÜNİVERSİTESİ / ARDAHAN ÜNİVERSİTESİ / SİİRT ÜNİVERSİTESİ