8. SINIF FEN BİLİMLERİ LGS HAZIRLIK DERS NOTLARI
7. ÜNİTE
ELEKTRİK YÜKLERİ ve ELEKTRİK ENERJİSİ
1) Elektrik Yükleri ve Elektriklenme
Kazağınızı çıkarırken oluşan minik kıvılcımlar ve çıtırtı şeklindeki sesler kazağınızla saçınız arasında bir elektriklenme meydana geldiğini gösterir. Bu olay elektrik yükleri ile ilgilidir. Çeşitli sebeplerden dolayı negatif yüklerinin bir cisimden başka bir cisme geçerek birikmesine elektriklenme denir.
Elektriklenme esnasında elektronların geçişi olmaktadır. Bu nedenle her zaman sadece negatif yüklerin hareketinden söz edebiliriz.
Bir cisim elektronlarını kaybederse, yani (-) yükleri azalırsa, daha önceki durumuna kıyasla (+) yüklerinin sayısı, (-) yüklerin sayısından fazla olacağı için madde pozitif yüklü hale gelir.
Tam tersi durumda, (-) yükleri artarsa, yani elektron alırsa, (-) yüklerinin toplamı, başlangıca göre daha fazla olacağı için, cisim negatif yüklü hale gelir.
Kazağımızı çıkarırken oluşan elektriklenme, gökyüzünde bulutlar arasında oluşan elektriklenmeden çok küçüktür. Yıldırım olayı elektriklenmenin doğa olaylarındaki en güzel örneklerinden biridir.
Bulutların birbirlerine sürtünmesi sonucu bulutlarda biriken yük, havanın özel durumlarda iletken hale gelmesi sonucu aktarılabilir. Şimşek, iki bulut arasındaki yük aktarımıdır. Bulut ile yeryüzü arasındaki yük aktarımı ise yıldırım olarak adlandırılır.
Günümüzde elektriklenmeden yararlanarak birçok teknolojik araç ve gereç geliştirilmiştir.
Örneğin:
a) Fotokopi makinesi elektriklenmeden yararlanılarak geliştirilmiş bir araçtır.
b) Baca temizlemede kullanılan fırçalar elektrik yükü ile yüklenerek baca içindeki toz ve kurumları çeker. Böylece baca temizliği yapılmış olur. Elektriklenmeden yararlanılarak yapılan fabrika bacalarının filtrelerinde baca içine yerleştirilen negatif yüklü kablolar bacadan geçen tozların negatif yükle yüklenmesini sağlar. Daha sonra tozlar, bacanın etrafındaki pozitif yüklü tabaka tarafından çekilir. Böylece tozların havaya karışması önlenir.
c) Ayrıca otomotiv ve beyaz eşyaların boyanmasında elektriklenme kullanılır. Boya tabancasından püsküren boya damlacıkları aynı yükle yüklenince birbirini itecekleri için boya, yüzeyin her tarafına eşit şekilde dağılmaktadır.
d) Dedektifler kâğıt ya da plastik yüzeylerdeki parmak izlerini belirlemede elektriklenme özelliklerini kullanır. İnsan parmağının kâğıt ya da plastik yüzeye değen ince kısımları yüzeyde bir iz bırakır. Bu izlerin olduğu yerlerin elektrik yüklenme özelliği, iz olmayan yerlere göre farklılık gösterir. Bu özelliği ölçen tarama cihazlarıyla parmak izi belirlenir.
e) Ayrıca bazı klimalarda ve elektrikli süpürgelerin toz torbalarında toz tutucu olarak elektriklenmeden yararlanılmaktadır.
Elektriklenme olayının teknolojide kullanılmasının temel mantığı, yüklerin birbirlerine uyguladığı itme ve çekme kuvvetleridir. Cisimlerin genellikle yüzeyinde biriken yük miktarı elektriksel yük olarak tanımlanır. Pozitif ve negatif olmak üzere iki çeşit elektrik yükü vardır.
Elektrik Yüklerinin Birbirine Etkisi
ABD’li bilim insanlarından Benjamin Franklin (Benjamin Franklin), cam ve plastik çubuklarla yaptığı deneylerde, ipek kumaşa sürtünen iki cam çubuğun birbirini ittiğini, diğer taraftan kürke sürtülen bir plastik çubuğun ise bu cam çubukları çektiğini gözlemlemiştir. Benjamin Franklin, plastik çubukta oluşan elektrik yüküne, (-) negatif yük ve cam çubukta oluşan elektrik yüküne ise (+) pozitif yük demiştir. Sahip olduğu pozitif yük sayısı ile negatif yük sayısı birbirine eşit olan cisimlere nötr cisim denir
Elektriksel yüke sahip cisimler birbirlerini şu şekillerde etkileyebilirler:
a) Elektriksel yük fazlalığı olmayan cisimler ( nötr cisimler), birbirlerine itme ve çekme kuvveti uygulamazlar.
b) Elektriksel yük fazlalığı olan cisimler, elektriksel yük fazlalığı olmayan cisimleri ( nötr cisimleri) çekerler.
c) Elektriksel yük fazlalığı olan cisimlerin yük cinsleri aynı ise cisimler birbirlerini iterler.
d) Elektriksel yük fazlalığı olan cisimlerin yük cinsleri zıt ise birbirlerini çekerler.
ELEKTRİKLENME ÇEŞİTLERİ
Bir cismin elektrikle yüklenmesi üç farklı şekilde gerçekleşir. Sürtünme, dokunma ve etki ile cisimler elektrikle yüklenebilir. Elektriklenme çeşitlerini ayrı ayrı öğrenelim.
1)Sürtünme İle Elektriklenme
Parktaki kaydırakta kayan bir çocuğun saçlarını gözlemlediniz mi? Ya da çocuğa dokunduğunuzda çarpıldınız mı? Günlük yaşamda çok karşılaşılan bu olay aslında maddelerin elektriklenme yöntemlerinden biridir. Aynı şekilde, şişirilmiş bir balonu çocuğun saçlarına sürttükten sonra balonun çocuğun saçlarını kabarık duruma getirmesi saçların elektriklendiğini göstermektedir. Cisimlerin birbirine sürtülmesi sonucu elektriklenmesine sürtünme ile elektriklenme denir.
Sürtünme ile elektriklenmede yalıtkan iki cisim birbirlerine sürtüldüğünde bir cisimdeki (-) yükler diğer cisme geçebilir. (-) yük veren cisimde (+) yükler fazla, (-) yük olan cisimde ise (-) yükler daha fazla hale gelir.
Plastik (ebonit) çubuk yün kumaşa sürtüldüğünde yün kumaştaki (-) yükler serbest hale gelir ve plastik çubuğa geçer. Böylece plastik çubukta (-) yük fazlalığı oluşurken yün kumaşta (+) yükler fazla hale gelir. Sürtünme sonucu cisimler zıt cins yüklenmiş olur.
Cam çubuk ipek kumaşa sürtüldüğünde ise cam çubuktaki ( - ) yükler serbest hale gelir ve ipek kumaşa geçer. Böylece ipek kumaşta ( - ) yük fazlalığı oluşurken cam çubukta ise ( + ) yükler fazla hale gelir.
Ebonit çubuğu, küre haline getirilmiş alüminyum folyoya yaklaştırdığımızda her ikisi de nötr olduğu için aralarında etkileşim olmaz.
Ebonit çubuğu yün kumaşa sürttükten sonra alüminyum küreye yaklaştırdığımızda ise ebonit çubuk alüminyum küreyi çeker.
Ebonit çubuğun yün kumaşa sürtüldükten sonra nötr alüminyum küreyi çekmesinin nedeni sürtünme sonucu (-) yükle yüklenmiş olması yani elektriklenmedir.
Cisimler birbirine temas ettirildiğinde elektriklenebilir. Sürtünme ile etkileşme yüzeyi artırılarak cisimlerin daha kolay elektriklenmesi sağlanır.
Yün kumaşlara sürtülen ebonit çubuklar birbirine yaklaştırıldığında şekil-1 deki gibi aralarında itme kuvveti oluşur. Çünkü her ikisi de aynı cins elektrik yükü ( - ) ile yüklendiği için birbirlerini iterler.
Yün kumaşa sürtülen ebonit çubuk ile ipek kumaşa sürtülen cam çubuk şekil-2 deki gibi birbirine yaklaştırıldığında aralarında çekme kuvveti oluşur. Çünkü ebonit çubuk ( - ) yük ile, cam çubuk ise ( + ) yük ile yüklendiği için birbirlerini çekerler.
2) Dokunma ( Temas ) ile Elektriklenme
Cisimlerin yüklenmesi için mutlaka birbirine sürtülmesi mi gerekir? Yoksa sadece temas ettirmek, elektrikle yüklemek için yeterli midir?
Birbirine temas eden cisimler arasında yük geçişi olur. Bu nedenle cisimlerin ilk andaki yük durumuna göre yükü değişebilir. Bir cismin yüklenebilmesi için cisimlerin mutlaka birbirine sürtülmesi gerekmez. Cisimleri birbirine sürtünce daha fazla yüzey birbirine temas ettiği için elektriklenme daha kolay gerçekleşir.
Dokunma ile elektriklenme, yüklü bir cismin yük fazlalığı olmayan cisme dokundurulması ile gerçekleşebileceği gibi, yüklü bir cismin, yüklü bir cisme dokundurulması ile de gerçekleşebilir. Dokunma ile elektriklenme sonucunda cisimlerin yük işaretlerinin ne olacağı, cisimlerin birbirlerine dokundurulmadan önceki yük işaretleri ve yük miktarları ile alakalıdır.
Dokunma İle elektriklenme sonucunda;
* Cisimlerin yük işaretleri aynı olur.
* Cisimlerin başlangıçtaki yük miktarı toplamı ile dokunma ile elektriklenme sonucundaki yük miktarları toplamı eşit olur.
Elektriklenmiş olan ebonit çubuk nötr alüminyum küreye yaklaştırıldığında küreyi çeker. Çubuk küreye temas ettiğinde kürenin de elektriklenmesine neden olur ve ebonit çubuk küreyi iter.
Alüminyum kürenin ebonit çubuğa temas ettikten sonra uzaklaşması aynı tür yükle yüklendiğini gösterir. Cisimlerin bu şekilde elektriklenmesine dokunma ile elektriklenme denir.
Negatif yüke sahip olan çubuk, nötr küreye dokundurulduğunda, çubuktaki negatif yüklerin bir kısmı nötr küreye geçer. Bu durumda küre negatif yüklenmiş olur.
Pozitif yüke sahip bir çubuk nötr küreye dokundurulduğunda, küreden çubuğa negatif yük geçişi olur. Bu durumda nötr küre pozitif yük ile yüklenir.
Yüklü cisimler nötr cisimlere dokundurulduğunda son durumda her iki cismin yük türü aynı olur.
Yük cinsi farklı, yük miktarı aynı olan iki cisim birbirine dokundurulursa: her ikisi de nötr hale gelir.
Yük cinsi ve miktarı farklı iki cisim birbirine dokundurulursa: cisimlerin son yük cinsi, başlangıçta yük miktarı fazla olan cisimle aynı olur. Cisimlerin her birinin son durumda yük miktarı başlangıçta yükü fazla olan cismin ilk yük miktarından daha az olur. Ancak toplam yük miktarları, başlangıçtaki toplam yük miktarı ile aynıdır.
Yandaki örnekte görüldüğü gibi, başlangıçta M küresi (-) yüklü ve yük büyülüğü -5q dur. N küresi ise (+) yüklü ve yük büyüklüğü +q dur. Birbirlerine dokundurulduklarında, her iki kürenin de son elektrik yük cinsleri başlangıçta yük miktarı fazla olan M küresi gibi yani (-) olmuştur. Fakat yük miktarları M küresinin başlangıç miktarından daha az olmuştur.
-5q + (+)q = -4q / 2 = -2q her bir kürenin son elektrik yükü
3) Etki (Tesir) İle Elektriklenme
Yüklü bir cismin başka bir cisme dokundurulmadan sadece elektrik yüklerinin birbirini itmesi ve çekmesinden yararlanılarak yapılan elektriklenme çeşididir.
Cisimler üzerinde hareket eden yüklerin (-) negatif yükler olduğunu biliyoruz. Üzerinde eşit sayıda pozitif (+) ve negatif (-) yük taşıyan cisimlere nötr cisim denir. Nötr bir cisme yüklü bir cisim yaklaştıralım. Yaklaştırılan cismin yüküne göre, (-) negatif yükler cismin yakınında ya da uzağında birikir.
Mesela nötr cisme (+) pozitif yüklü cisim yaklaştırılırsa çekim etkisinden dolayı (-) negatif yükler cisme yakın uçta birikir. Diğer uçta ise (+) pozitif yükler daha çoğunlukta olacağı için nötr cismin bir yanı (-) negatif diğer yanı (+) pozitif yükle yüklenmiş olur. Bu olaya kutuplanma denir. Kutuplanma oluştuğunda yüklü cisimle nötr cisim arasında yük geçişi olmaz. (+) pozitif cisim, nötr cisimden uzaklaştırılırsa cisim tekrar eski hâline gelir.
Yüklü bir cisim nötr cismi kutuplandırdığında cismin kendisine yakın taraftaki yüklere uyguladığı çekim kuvveti, kendisinden uzak taraftaki yüklere uyguladığı itme kuvvetinden daha büyük olur. Bu nedenle yüklü bir cisim, nötr bir cisme yaklaştırılırsa cismi kendisine doğru çeker.
Pozitif yüke sahip K küresi, nötr L çubuğuna yaklaştırılıyor. Aynı tür yükler birbirini itip, zıt yükler birbirini çeker. Bu nedenle L çubuğunun K küresine yakın tarafı negatif, uzak tarafı ise pozitif yükle yüklenir.
Nötr cisim, pozitif yüklü küreye yaklaştırılıyor. Cismin küreye yakın tarafı (-) yükle, uzak tarafı ise (+) yükle yüklenir. Pozitif küre ortamdan uzaklaştırılırsa, cisim başlangıçtaki haline geri döner.
Nötr cisim, negatif yüklü küreye yaklaştırılıyor. Cismin küreye yakın tarafı (+) yükle, uzak tarafı ise (-) yükle yüklenir. Negatif küre ortamdan uzaklaştırılırsa, cisim başlangıçtaki haline geri döner
İki farklı cisim birbirlerine dokundurulursa, etki ile elektriklenme esnasında tek bir cisim gibi davranırlar. Yukarıda görüldüğü gibi K ve L cisimlerinin yaklaşmakta olan (+) yüklü küreye verdikleri tepki sonucunda, (-) yükler K çubuğuna göç ederek (+) yüklü küreye yaklaşmakta, (+) yükler ise L çubuğu üzerinde kalmakta ve kutuplaşma oluşmaktadır.
Aynı şekilde iki farklı cisim olan K ve L küreleri yaklaşmakta olan (+) yüklü M çubuğuna karşı tek bir cisim gibi tepki vermekte, (-) yükler L küresinin en dışında toplanarak (+) yüklü M çubuğuna yaklaşmaktadırlar.
Öte yandan (+) yükler K küresinde kalarak, (+) yüklü M çubuğundan uzak durmaktadırlar. İşte tam bu esnada, K ve L küreleri bir birlerinden ayrılırlarsa, K küresi (+) , L küresi ise (-) yükle yüklemiş olurlar. Yani etki ile elektriklenmiş olacaklardır.
2) Elektrik Yüklü Cisimler
Atomun yapısında (+) pozitif ve (-) negatif yüklü tanecikler bulunduğunu biliyoruz. Elektriklenmeye neden olan yükler de atomun yapısındaki bu yüklü taneciklerdir.
Pozitif yükler sabit, negatif yükler ise hareketlidir. Bir cismin yüklenmesinde rol oynayan yükler negatif yüklerdir.
Bir cismin üzerinde negatif yük miktarı pozitif yük miktarından daha fazla ise o cisim negatif yüklü bir cisimdir.
Pozitif yük miktarı negatif yük miktarından fazla olan cisimler ise pozitif yüklü cisimlerdir.
Cismin üzerinde negatif ve pozitif yük miktarları eşit ise bu cisimlere nötr cisim denilir. Nötr cisim, yüksüz cisim anlamına gelmemektedir.
Bir cismin sahip olduğu tüm yükleri şekil üzerinde göstermemiz imkânsızdır. Bunun yerine sembolik olarak birkaç tane (+) ve (-) işareti ile yükü belirtebiliriz.
K,L,M cisimleri üzerindeki yük durumları aşağıda verilmiştir;
K cisminin sahip olduğu (+) yük sayısı, (-) yük sayısına eşit olduğundan K cismi nötrdür.
L cisminin sahip olduğu (+) yük sayısı, (-) yük sayısından fazla olduğundan L cismi (+) yüklüdür.
M cisminin sahip olduğu (-) yük sayısı, (+) yük sayısından fazla olduğundan M cismi (-) yüklüdür.
Elektroskop
Cisimlerin yüklü olup olmadığını, yüklü ise yük türünü anlamaya yarayan araca elektroskop denir. Elektroskobun belli başlı iki önemli parçası vardır. Bunlar topuz ve yapraklardır. Topuz ve yapraklar iletkenliği yüksek maddelerden yapılmışlardır.
Elektroskop Nasıl Çalışır ?
1) Etki İle Elektriklenme Sonucu
a) Yüklü bir cisim, nötr bir elektroskopa yaklaştırılırsa, elektroskopun yaprakları açılır.
b) Yüklü bir cisim, yüklü bir elektroskopa yaklaştırılırsa, eğer aynı cins elektrik ile yüklülerse elektroskopun yaprakları biraz daha açılır. Zıt yüklülerse yapraklar biraz kapanır.
2) Dokunma İle Elektriklenme Sonucu
a) Yüklü bir cisim nötr elektroskopa dokundurulduğunda, elektroskopun yaprakları açılır.
Dokundurulan cisim (-) yüklü ise, üzerindeki (-) yüklerin bir kısmı elektroskopa geçer.
Cisim (+) yüklü ise, elektroskobun (-) yüklerinin bir kısmı cisme geçerek elektroskop (+) yüklenir.
Her iki durumda da cisim ve elektroskop aynı yükle, yani dokunan yüklü cismin yükü ile yüklenirler ve elektroskopun yaprakları açılır.
b) Yüklü bir elektroskopa nötr bir cisim dokundurulursa, elektroskoptaki yüklerin bir kısmı nötr cisme geçeceği için, yapraklar biraz kapanır.
c) Yüklü bir elektroskopa, zıt yüklü bir cisim dokundurulursa, yaprakların durumu, yük miktarına göre değişir.
* Elektroskopun yükü fazlaysa ; yapraklar biraz kapanır
* Cismin yük miktarı fazlaysa ; yapraklar önce kapanır, sonra açılır
* Yük miktarı eşitse yapraklar ; tamamen kapanır.
d) Yüklü bir elektroskopa aynı yüklü bir cisim dokundurulursa yaprakları durumu yük miktarına göre değişir.
Yüklü bir elektroskopa, aynı yüklü bir cisim dokundurulursa cismin ve elektroskopun yük alma kapasitesine göre 3 farklı durum oluşabilir;
1) Elektroskopun yükü fazla ise yapraklar biraz kapanır
2) Cismin yük miktarı fazlaysa yapraklar biraz daha açılır
3) Yük miktarları eşitse yapraklarda hareket gözlenmez
Topraklama
Yerküre ile temas ettirilen iletken cisimlerin yükleri ve yük türleri ne olursa olsun nötr olur. Bunun nedenini şöyle açıklayabiliriz: Yerküreyi çok büyük nötr bir cisim olarak düşünebiliriz. Yüklü başka bir cisim yerküreye tema ettirildiğinde ( topraklanma), fazlalık yük hacimler oranında paylaşılırsa dokundurulan cisimde fazlalık yükün kalmayacağı anlaşılır.
Topraklanan cisim, negatif ise ; negatif yükler toprağa akar.
Topraklanan cisim pozitif ise ; negatif yükler topraktan pozitif yüklü cisme gelir.
Sonuçta cisim her iki durumda da nötr olur.
Elektriklenmiş bir cisim toprağa temas ederse veya bir telle toprağa bağlanırsa nötr hale gelir. Bu olaya Topraklama adı verilir.
Toprak yani yer küre cisimlere çok büyük bir nötr cisim gibi davranır. Cisimler üzerinde biriken yükler bazen elektrik boşalmasına ve kıvılcım oluşmasına neden olabilir. Bu nedenle yanıcı maddelerin bulunabileceği ortamlar olan;
laboratuvar ve ameliyathanelerin zeminleri iletken maddelerle kaplanarak bu tip ortamlarda yük birikmesi engellenmiş olur.
Petrol tankerlerinin arkasında olan ve yere değen zincirler tankerin hareketi sırasında biriken elektrik yüklerinin toprağa akmasını sağlar.
Arabalara LPG istasyonlarında topraklama yapılması oluşabilecek yangınlara karşı önemli bir uygulamadır.
Yüklü bulutlar yere yeterince yakınsa buluttan yere veya yerden buluta doğru yük boşalması olabilir. Buna yıldırım denir. Yıldırım birbirine en yakın noktalar arasında olur. Bu nedenle yıldırım daha çok yüksek ve sivri yerlere düşer.
Yıldırımdan korunmak için yüksek yapıların tepelerine sivri uçlu metal olan paratoner takılır. Metal çubuğa bağlı iletken telin diğer ucu toprağa gömülüdür. Böylece bulut ile paratoner arasında karşılıklı boşalan elektrik yükleri, paratoner yardımıyla toprağa akarak yıldırımın zararlı etkilerinden korunmuş olunur.
Topraklama Yardımıyla İletken Bir Kürenin Etkiyle Yüklenmesi
Nötr L cisminde pozitif ve negatif yük sayıları birbirine eşittir.
Şekilde görüldüğü gibi (-) yüklü K cismi L ye yaklaştırıldığında (-) yükler sağ tarafa doğru itilir. Bu durumda L nin sol tarafı (+), sağ tarafı (-) yüklü olur.
Anahtar kapatılarak toprak bağlantısı gerçekleş-tirildiğinde ( - ) yükler toprağa akar. L cisminin sol tarafı ( + ), sağ tarafı nötr olur.
Anahtar açıldığında L cisminde yine sol taraf ( + ), sağ taraf nötr durumda kalmaya devam eder.
Anahtar açıkken ( toprak bağlantısı kopuk ) K cismi uzaklaştırılırsa L cismi üzerinde düzgün dağılım oluşturan ( + ) yükler cismin tamamen pozitif yüklenmesini sağlar.
3) ELEKTRİK ENERJİSİNİN DÖNÜŞÜMÜ
a) Elektrik Enerjisinin Isı ve Işık Enerjisine Dönüşümü
Elektrik enerjisinin aktarımı iletken maddelerle sağlanır. Üzerinden akım geçen bir tel ısınır. Isınmasının temel nedeni; iletkenin üzerinden geçen akıma karşı bir direnç göstermesidir. Bu direnç esnasında elektrik enerjisi, ısı enerjisine dönüşür.
Isı Enerjisinin Büyüklüğü:
a) İletkenden geçen akıma
b) Akımın iletkenden geçme süresine
c) İletkenin direncine bağlıdır
İletkenin direncinin büyüklüğü ise;
a) Boyu ile doğru orantılıdır
b) Kalınlığı ile ters orantılıdır
c) İletkenin cinsine bağlıdır
Elektrik enerjisinden ısı enerjisi elde edilmek isteniyorsa, direnci büyük olan iletkenler tercih edilmelidir. Elektrik akımını iyi ileten bakır, gümüş gibi iletkenler fazla ısınmaz. Krom-nikel ve demir gibi teller ise elektrik akımını iyi iletmediğinden daha çok ısınır. Bu iletkenlerden, elektrik enerjisinin ısı enerjisine dönüşümü prensibiyle çalışan elektrikli araçların yapımında faydalanılır. Elektrik enerjisinin ısı enerjisine dönüşümünden yararlanılarak yaşamımıza kolaylık sağlayan bir çok araç üretilmiştir. Örneğin; Su ısıtıcısı, fırın, klima, tost makinesi, elektrik sobaları, ütü.
Sigorta
Elektrik devrelerindeki iletkenlerin aşırı ısınmasıyla oluşabilecek tehlikelere karşı sigorta adı verilen düzenekler kullanılır. Sigorta, devreden gereğinden fazla akım geçtiğinde akımı kesme özelliğine dayanır. Devreye seri olarak bağlanır.
Eriyen telli sigortalar, manyetik sigortalar, metal çiftli sigortalar başlıca sigorta tipleridir. Sigortaların içinde ısı karşısında hemen eriyen metalden yapılmış kısa bir tel vardır. Eriyen telli sigortalarda fazla akım geçtiğinde tel ısınarak eriyip kopar ve sisteme giden akımı keser.
Manyetik sigortalarda, sigortanın taşıyabileceğinden fazla akım geçerse mıknatıslık özelliği artışı neticesinde devreyi kapalı tutan uçlar açılır ve manyetik eleman devreyi keser.
Metaller ısındığında birbirlerinden farklı miktarlarda genleşmeleri durumu , metal çiftli sigortaların çalışma esasını oluşturur. Günümüzde konutlarda ve iş yerlerinde genellikle otomatik sigortalar kullanılır.
Elektrik Enerjisinin Işık Enerjisine Dönüşümü
Bu dönüşümü yapan ampul en çok kullanılan araçların başında gelir. Ampulün içinde flaman olarak adlandırılan, 4000 ⁰C sıcaklığa dayanıklı tungsten metalinden yapılmış çok ince ve uzun tel vardır. Flamanın uzun ve ince olmasının nedeni; direncin büyük olmasıdır. Akım telden geçtiğinde çok kısa sürede ısınıp akkor haline gelerek çevreyi aydınlatır. Ancak enerjinin çoğu gereksinim duyulmayan ısı enerjisi biçiminde kaybolur.
b) Elektrik Enerjisinin Hareket Enerjisine Dönüşümü
Elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştüren araçlara elektrik motoru denir. Elektrik motorları günlük hayatımızda ; vantilatör, elektrikli matkap, çamaşır makinesi, mikser gibi pek çok araçta bulunur. Gelişen bilim ve teknolojinin en son örneklerinden olan robotların hareketi, elektrik enerjisinin hareket enerjisine dönüşümü ile gerçekleşir. Bilgisayar programı ile robotun ne yapacağı planlanırken robotun yapacağı tüm mekanik hareketler elektrik motorları ile yapılmaktadır.
c) Elektrik Enerjisi Nasıl Üretilir?
Jeneratör ve bisikletlerde kullanılan dinamolar, hareket enerjisini elektrik enerjisine çevirirler. Akarsular, baraj göllerinde tutularak depolanabilirler. İhtiyaç duyulduğu zaman da bu sular elektrik enerjsi üretiminde kullanılır. Bu tür elektrik santrallerine hidroelektrik enerji santrali adı verilir. Barajlarda elektrik enerjisi üretmek için dev jeneratörler bulunur. Barajlarda biriken durgun su, potansiyel enerjiye sahiptir. Bu potansiyel enerji, suyun yüksekten aşağıya doğru akmasıyla kinetik enerjiye dönüşür. Bu kinetik enerji, su değirmenine benzer bir mekanizmaya sahip olan türbinleri döndürür ve türbine bağlı olan mil, jeneratörün çalışmasını sağlar.
Elektrik enerjisi üretiminde barajlardan yararlanıldığı gibi;
Termik Santral
Nükleer Santral
Jeotermal Santral
Rüzgar Santrallerinden de yararlanılır. Görüldüğü gibi elektrik üretiminde yenilenebilir ya da yenilenemez enerji kaynakları kullanılabilmektedir.
d) Elektrik Enerjisinin Bilinçli Kullanılmasının Önemi
Elektrik enerjisini tasarruflu kullanmak için bazı basit önlemler alabiliriz. Örneğinde evlerimizde kullandığımız elektrikli araçların az enerji tüketen verimli araçlar olmasına özen göstermeliyiz. LED lambalar elektrik enerjisinin çoğunu ışık enerjisine dönüştürürler. Bu nedenle elektriğin çoğunu ısı enerjisine dönüştüren klasik akkor ampuller yerine, LED lambaları kullanmalıyız.
Ülkemizde her yıl ocak ayının ikinci haftası ‘’Enerji Tasarrufu Haftası’’ olarak kutlanmaktadır. Ayrıca, Enerji Verimliliği Derneği( ENVER) ve Enerji Verimliliği Yönetim Derneği (EYODER) gibi dernekler enerji tasarrufu konusunda çalışmalar yapmaktadırlar.
Enerji tasarrufu sağlamanın yollarından biride, kaçak enerji kullanımını engellemektir. Kaçak enerji kullanan kişiler, hiç elektrik faturası ödemedikleri için tüm ihtiyaçlarını elektrik enerjisiyle karşılarlar. Bu da elektriğin sınırsız kullanımını meydana getirir.