Elektrik Nedir ve Elektrik Nasıl Üretilir ve Kullanılır
Bazı icatlar insan medeniyetini değiştirdi. İlk icat tekerlek oldu, ikinci icat elektrik, üçüncü icat iletişim ve dördüncü icat bilgisayar oldu. Elektriğin temel tanıtımını tartışacağız. Evrendeki her madde birçok atomdan oluşur ve her atom aynı sayıda negatif elektron ve pozitif protona sahiptir.
Sonuç olarak, her nötr madde içinde aynı sayıda elektron ve proton olduğunu söyleyebiliriz. Protonlar hareket etmez ve atomların çekirdeğine sıkıca bağlıdır. Elektronlar da atoma bağlı olup, farklı seviyelerde çekirdek etrafında yörüngede dönerler. Ancak bazı elektronlar dış etkiler nedeniyle özgürce hareket edebilir veya yörüngelerinden ayrılabilir. Bu özgür ve gevşek bağlanmış elektronlar elektriği oluşturur.
Nötr durumda, herhangi bir maddesindeki elektron ve proton sayısı aynıdır. Ancak bir maddedeki elektron sayısı proton sayısından fazla hale gelirse, maddenin net yükü negatif olduğundan dolayı maddenin yükü negatif olur. Eğer bir maddedeki elektron sayısı proton sayısından az hale gelirse, maddenin yükü pozitif olur.
Özgür elektronların konsantrasyonu her zaman düzgün olmaya çalışır. Bu, elektriğin tek nedenidir. Ayrıntılı açıklayalım. İki farklı yüklü iletken cisim temas ederse, daha yüksek elektron konsantrasyonuna sahip cisimden daha düşük elektron konsantrasyonuna sahip cisme elektronlar hareket ederek iki cismin elektron konsantrasyonunu dengeler. Bu yük hareketi (elektronlar yüklü parçacıklar olduğu için) elektriğidir.
Elektrikle ilgili terimler
Elektriksel Yük: Daha önce söylediğimiz gibi, bir nötr cisimde elektron sayısı ve proton sayısı eşittir. Bir nötr cisimde negatif yük miktarı ve pozitif yük miktarı da eşittir çünkü bir elektronun ve bir protonun elektriksel yükü sayısal olarak eşittir ancak kutupları zıttır. Herhangi bir nedenle, bir cisimdeki elektron ve proton sayısının denge bozulursa, cisim elektriksel olarak yüklenir. Eğer elektron sayısı proton sayısından fazla ise, cisim negatif yüklenir ve bu yükün miktarı cisimdeki fazladan elektron sayısına bağlıdır. Aynı şekilde, bir cismin pozitif yüklenmesini de açıklayabiliriz. Burada elektron sayısı proton sayısından az hale gelir. Cismin pozitivitesi, cisimdeki proton ve elektron arasındaki farka bağlıdır.
Elektrik Akımı: Bir noktadan diğerine yük akışına eşit dağılım sağlandığında, yükün akış hızına elektrik akımı denir. Bu hız, iki noktanın yüklü durumu arasındaki fark ve yükün akışını sağlayan yolun koşullarına bağlıdır. Elektrik akımının birimi amperdir ve bu, saniye başına coulomb'dur.
Elektrik Potansiyeli: Bir cismin yüklenmiş durum seviyesi, elektrik potansiyeli olarak bilinir. Bir cisim yüklenince, bazı işleri yapma yeteneği kazanır. Elektrik potansiyeli, yüklenmiş bir cismin iş yapma yeteneğinin ölçümüdür. İletken boyunca akan akım, iletkenin iki ucundaki elektrik potansiyel farkına ve yükün aktığı yoldaki koşullara doğrudan orantılıdır. Elektrik potansiyeli, iki su tankındaki su seviyesi farkına benzer şekilde görselleştirilebilir. Yüksek seviyeli tanktan düşük seviyeli tanka akan suyun hızı, tanklardaki su seviyesi farkına bağlıdır, tanklardaki su miktarına değil. Aynı şekilde, iki cisim arasındaki elektrik akımı, iki cisim arasındaki potansiyel farka bağlıdır, cisimlerde depolanan yük miktarına değil.
Elektrik Alanı: İki yakındaki yüklü cisim arasında her zaman bir kuvvet vardır. Kuvvet, iki cismin yükünün doğasıya bağlı olarak çekici veya iticilik olabilir. Yüklü bir cisim başka bir yüklü cismin yakınına girdiğinde, bu kuvvet pratik olarak deneyimlenir. Bir yüklü cisim tarafından etkilenebilecek bir başka yüklü cisim için çevreleyen alan, o cismin elektrik alanı olarak adlandırılır.
Yukarıda belirtilen dört terim, elektrikle ilgili ana parametrelerdir.
Genellikle elektrik üretebilmek için üç temel yol vardır.
Elektromekanik Süreç: Bir iletken manyetik alanda hareket ederken ve iletken manyetik alan hatlarını keserken, iletken içinde elektrik üretilir. Bu prensiple tüm elektrik jeneratörleri, DC jeneratörleri, alternatörler ve tüm tür dinamo'lar çalışır.
Elektrokimyasal Süreç: Tüm pil türlerinde kimyasal reaksiyonlar sonucunda elektrik üretilir. Burada kimyasal enerji, elektrik enerjisine dönüştürülür.
Katı Halde Elektrik Üretimi: Bu, en modern elektrik üretim sürecidir. Burada, serbest elektronlar ve delikler PN bağlantı noktasında oluşturulur ve ışığa maruz kalınca PN bağlantı noktasında yük taşıyıcılarının dağılımı dengesiz olur. Bu serbest elektronlar ve delikler, ve onların bağlantı noktasındaki dengesiz dağılım, dış devrede elektrik üretir. Bu prensiple PV güneş hücresi çalışır.
Elektrik Türleri
Jeneratörün armaturasında üretilen elektrik her zaman değişendir. Bu, elektrik polütesinin periyodik aralıklarla değiştiğini ifade eder. DC jeneratörlerinde, armaturda üretilen elektrik komütatör aracılığıyla dikdikleştirilir. Alternatörlerde, armaturda üretilen AC, sürgü halkalar aracılığıyla dış devreye beslenir.
Elektrik yönünü değiştirmediğinde, DC elektrik olarak adlandırılır. Pil ve güneş hücresi DC elektrik üretir.
Elektrik Üretimi, Taşıma ve Dağıtım
Elektrik bir elektrik güç santralinde üretilirken, taşıma amacıyla bir adım-up transformatör ile yükseltilir. Elektrik üretiminin düşük gerilim düzeyinde yapılması pratik ve ekonomiktir. Ancak düşük gerilimli taşımalar ekonomik değildir. Elektrik taşımaları için, üretilen elektrik önce yükseltilir, sonra taşınır ve ardından dağıtım amacıyla adım-down transformatörler ile düşürülür.
Elektrik üretimi, elektrik taşınması ve elektrik dağıtımı genellikle üç faz sistemle yapılır. Çok yüksek gerilimli AC taşımalar her zaman ekonomik değildir ve bu nedenle bazen DC taşımalar kullanılır. Konutlarda tek fazlı AC beslemesi olabilir, ancak tüm ticari, endüstriyel ve büyük ev beslemeleri üç fazlı sistemdir.
Kaynak: Electrical4u
Açıklama: Orijinali saygı gösterin, iyi makaleler paylaşılabilir, ihlal varsa lütfen silme talebinde bulunun.
