Elektrik bir olduğu maddenin fiziksel özellik. Maddenin protonları ve elektronları arasındaki negatif veya pozitif etkileşimden oluşur. Bu terim, sunduğu çok yönlü ve parlak renk nedeniyle kehribar rengini ifade eder. Bununla birlikte, terim ilk olarak 16. yüzyılda İngiliz bilim adamı William Gilbert (1544-1603) tarafından parçacıklar arasındaki enerji etkileşimi fenomenini tanımlamak için tanıtıldı.
Elektrik nedir
İçindekiler
Fiziksel elektrik, vücutlarda bulunan elektrik yüklerinin varlığıyla ortaya çıkan fenomen olarak anlaşılır, çünkü bunlar, alt parçacıklarının etkileşimi elektriksel dürtüler oluşturan moleküllerden ve atomlardan oluşur. Atomlar üzerindeki pozitif ve negatif yükler statik elektriktir, elektronların hareketi ve atomlardan salınması elektrik akımları üretir.
Bu, yerçekimi ve zayıf nükleer kuvvet ve güçlü nükleer kuvvet ile doğanın temel etkileşimlerini oluşturan elektromanyetizmanın bir parçasıdır.
Etimolojisi Latince elektrumdan ve ayrıca “amber” anlamına gelen Yunanca élektron'dan gelir. Yunan filozof Thales of Miletus (MÖ 624-546) sürtünmenin kehribarın statik elektrikle nasıl mıknatıslandığını gözlemledi ve yüzyıllar sonra bilim adamı Charles François de Cisternay du Fay (1698-1739), pozitif elektrik yüklerinin nasıl olduğunu fark etti. cam ovulduğunda ortaya çıktılar ve sırayla amber gibi reçineler ovulduğunda negatifler gösterildi.
Akış hareketli veya statik yüklerden enerjinin elektrik denilen veya bir atom elektron transferi ve ortaya çıkan elektriksel kuvvet ölçülür budur volt veya watt, bir terim İngilizce elektrik kullanılan ve Buhar motoru James Watt'ın (1736-1819) mucidinin adını almıştır.
Bununla birlikte, atmosferik olaylarda, biyoelektrikte (bazı hayvanlarda bulunan elektrik) ve manyetosferde olduğu gibi doğada elektrik bulmak mümkündür.
Elektrik üreten en iyi bilinen hayvan vakalarından biri, vücudunun her yerinde bulunan ve vücudunun her yerinde bulunan ve vücudunun her yerinde bulunan ve aynı şekilde işlev gören elektrositlerine (bu hayvanın elektrik alanları üreten bir organı) sahip olan elektrikli yılan balığıdır. nöronlar ve 500 volta kadar deşarj oluşturabilir.
Çok çeşitli elementler olduğu için atomları farklıdır; bu yüzden bazı malzemeler elektrik ve diğer izolatörlerin taşıyıcılarıdır. En iyi iletkenler, atomlarında çok az elektron bulunduğundan metallerdir, bu nedenle bu atom altı moleküllerin bir atomdan diğerine atlaması için daha fazla enerji gerekmez.
Elektrik özellikleri
Dinamiklerine, kökenine, performansına ve ürettiği olaylara göre onu öne çıkaran özelliklere sahiptir. Başlıca olanlar şunlardır:
- Kümülatif. Akümülatörlerin içindeki kimyasal maddelerde elektriği depolayabilen, daha sonra kullanılmak üzere saklanmasına izin veren cihazlar (piller) bulunmaktadır.
- Elde etme yolu. Pil veya hücrelerde kimyasal olarak elde edilir; ayrıca alternatörler gibi bir manyetik alanda bir iletkeni hareket ettirirken elektromanyetik indüksiyon ile; ve ışıktan, güneş ışığı üzerlerine düştüğünde (güneş panelleri) belirli metal türleri elektronları serbest bıraktığında.
- Etkileri. Bunlar fiziksel, mekanik veya kinetik, termal, kimyasal, manyetik ve ışıklı olabilir.
- Tezahürleri. Onlar şeklinde olabilir yıldırım diğerleri arasında, statik elektrik, akım akışları.
- Tehlike. Isı üreterek ciddi yanıklara ve daha ağır maruz kalma durumlarında ölüme neden olabilir.
- Direnç ve iletkenlik. Sırasıyla bazı madde türlerinin geçişinin önündeki karşıtlığı ve geçişinin kolay akışıdır.
Elektrik türleri
Birkaç elektrik türü vardır, en önemlileri:
Statik
Statik, iletken veya yalıtkan bir malzemede biriken aşırı elektrik yükünden kaynaklanır.
Atomların çekirdeklerinde belirli sayıda protondan (pozitif yük) ve etrafında dönen aynı sayıda elektrondan (negatif yük) oluştuğu bilinmektedir, bu da söz konusu atomu elektriksel olarak nötr veya dengede yapar; ancak iki cisim veya madde arasında sürtünme oluştuğunda, söz konusu nesneler üzerinde yükler oluşturulabilir.
Bunun nedeni, her iki malzemenin elektronlarının temas ederek atomların yüklerinde bir dengesizlik oluşturarak statik elektrik oluşturmasıdır. Bu denir çünkü hareketsiz olan atomlarda üretilir ve yükü hareket etmez, ancak hareketsiz kalır. Bunun bir örneği, saçın içinden bir fırça geçirdiğimizde ve bazılarının aynı malzemenin malzemesi ile saç arasındaki sürtünmenin durağanlığıyla kaldırılmasıdır. Yazıcılar gibi yapaylıklar, kağıt üzerindeki toneri veya mürekkebi ortaya çıkarmak için statik kullanır.
Dinamik
Bu tip, hareket halindeki bir yük veya bunun akışı tarafından üretilir. Bunun için, elektronların bu elektrik yüklerinin dolaşabileceği iletken bir malzemeden akmasını sağlayan bir elektrik kaynağına (pil gibi kimyasal olabilir; veya dinamo gibi elektromekanik olabilir) ihtiyaç vardır.
İçinde elektronlar bir atomdan diğerine hareket eder ve böyle devam eder. Bu sirkülasyon elektrik akımı olarak bilinir. Bu tür elektriğe bir örnek, elektrik gerektiren cihazlar ve diğer cihazlar için dinamik bir elektrik kaynağı olan elektrik prizleridir.
Aşağıdakiler gibi diğer elektrik türlerinin varlığını vurgulamak önemlidir:
- Temel: Bu tür, nesnelerin yükleneceği pozitif ve negatif yüklerin çekiciliğini ifade eder. Bu, birbirine dokunması gerekmeyen ancak birbirini çeken iki kutuptan üretilir. Bu tür elektrik, günlük nesnelerde bulunur.
- Davranışsal: İletkenler aracılığıyla taşınan olduğu için dinamiklerin bir parçası olarak kabul edilir, bu yüzden devreler boyunca hareket etmeye devam eder. Diğerlerinin yanı sıra metaller (özellikle bakır), alüminyum, altın, karbon gibi çeşitli iletkenler vardır.
- Elektromanyetik: Radyasyon olarak depolanabilen ve yayılabilen bir manyetik alan tarafından üretilir, bu nedenle kendinizi bu tür bir alana uzun süre maruz bırakmamanız önerilir. Fizikçi Hans Christian Ørsted (1777-1851), elektrik akımının bir manyetik alan yarattığını gözlemleyerek manyetizma ve elektrik arasındaki ilişkiyi keşfetti.
Bu tür elektriğin uygulamaları arasında tıpta, örneğin X-ışını makineleri veya manyetik rezonans görüntüleme gibi uygulamalar öne çıkmaktadır.
- Endüstriyel: Bu, yüksek güce sahip oldukları için büyük miktarlarda enerji gerektiren ürünlerin seri üretiminde kullanılan büyük makineler için üretilmesi gereken şeydir.
Bilim, yıldırım gibi doğal enerji kaynaklarının insan tarafından yönlendirilebileceğini ve kullanılabileceğini kanıtladıktan sonra geliştirildi, endüstrinin ihtiyaçlarını karşılayan güçlü bir elektrik enerjisi kaynağı haline geldi.
Elektriksel belirtiler
Elektrik şarjı
Bazı atom altı parçacıkların (elektronlar, nötronlar ve protonlar) birbirlerini çekmesi ve itmesi gereken bir özelliktir ve elektromanyetik etkileşimlerini tanımlar. Bu, onu farklı bir cismin moleküllerine aktaracak olan atomlarda veya iletken bir malzeme aracılığıyla üretilir. Aynı zamanda bir parçacığın fotonları (ışık parçacıkları veya elektromanyetik enerji) değiştirme yeteneğini de ifade eder.
Bu, örneğin bir vücutta sabit bir yük olan statik elektrikte mevcuttur. Ayrıca, bir yük başkaları üzerinde kuvvet ürettiği için elektromanyetik kuvveti arttırır. Ücretler negatif ve diğerleri pozitif olabilir ve aynı türden olanlar püskürtülürken, tersi birbirini çekecektir.
Yükler, birim coulomb veya coulomb aracılığıyla ölçülür ve C harfi ile temsil edilir ve bir saniyelik bir süre içinde bir iletkenin bir bölümünden geçen yük miktarı anlamına gelir. Hem madde hem de antimadde, karşılık gelen parçacığa eşit ve zıt yüklere sahiptir.
Elektrik akımı
Bu, elektronların hareketi veya başka bir tür yük ile üretilen bir malzemeden elektrik yükünün akışıdır. Bu durumda, bir elektromıknatıs tarafından yararlanılabilecek elektriksel olaylardan biri olan manyetik bir alan üretecektir.
Bu akışın içinden geçeceği malzemeler katı, sıvı veya gaz olabilir. Katı malzemelerde elektronlar hareket eder; iyonlar (elektriksel olarak nötr olmayan atomlar veya moleküller) sıvılarda hareket eder; ve gazlı olanlar hem elektron hem de iyon olabilir.
Birim zaman başına akım yükü miktarı, I harfi ile sembolize edilen ve saniye başına coulomb veya amper olarak ifade edilen elektrik akımının yoğunluğu olarak bilinir.
Elektrik akımı şu şekilde olabilir:
- Sabit bir yolda dolaşan yük akışları olan sürekli veya doğrudan, herhangi bir vakum periyodu tarafından kesintiye uğratılmaz, çünkü sadece tek bir yöndedir.
- İki yönde hareket eden Alterna, rotasını ve yoğunluğunu değiştiriyor.
- Üç alternatif akımın aynı genliğe, frekansa ve etkin değere sahip gruplanması olan trifazik (periyodik dalgaları incelemek için kullanılan konsept), faz ve faz arasında 120º'lik bir fark sunar.
Elektrik alanı
Bir elektrik yükü tarafından üretilen (hareket etmediğinde bile) ve onu çevreleyen veya içinde bulunan yükleri etkileyen elektromanyetik bir alandır. Alanlar ölçülemez, ancak üzerlerine konulan yükler gözlemlenebilir.
Bir elektrik alan, farklı cisimlerin elektrik yüklerinin etkileşime girdiği ve bir elektrik kuvvetinin yoğunluğunun tanımlandığı fiziksel bir alandır. Bu bölgede, bir yükün varlığı ile özellikler değiştirilmiştir.
Elektrik potansiyeli
Bir elektrik gövdesinin kapasitesini veya bir yükü hareket ettirmek veya işi gerçekleştirmek için ihtiyaç duyduğu enerjiyi ifade eder ve volt olarak ölçülür. Bu kavram, bir yükü bir noktadan diğerine taşımak için gereken enerji olarak tanımlanan potansiyel farkla ilgilidir.
Bu sadece sabit bir alan için sınırlı bir uzay bölgesinde tanımlanabilir, çünkü hareketli yükler için Liénard-Wiechert potansiyelleri kullanılır (hareketli yüklerin dağılımının elektromanyetik alanlarını tanımlarlar).
Elektromanyetizma
Bu, hareket halindeki elektrik yükleri nedeniyle oluşan ve bu alanların içinde bulunan ve elektrik akımı oluşturabilen malzemelere yönelik çekim veya itme üreten manyetik alanları ifade eder.
Elektrik devreleri
En az iki elektriksel bileşenin bağlantısını ifade eder, böylece elektrik yükü belirli bir amaç için kapalı bir yolda akabilir. Bunlar bileşenler, düğümler, dallar, ağlar, kaynaklar ve iletkenler gibi unsurlardan oluşur.
Ampullerde veya zillerde olduğu gibi alıcılı devreler vardır; Noel ışıkları gibi seri devreler; aynı anahtarla aynı anda açılan ışıklar durumunda olduğu gibi paralel devreler; karışık devreler (seri ve paralelleri birleştirirler); ve anahtarlamalı, örneğin, bir veya daha fazla ışığı birden fazla farklı noktadan açmaya izin verenlerdir.
Elektrik tarihi
Elektriğin öncülleri, insanoğlunun nasıl üretildiklerini veya dinamiklerini bilmemelerine rağmen doğadaki bazı elektrik olaylarını gözlemlediği, İsa'dan neredeyse üç bin yıl öncesine kadar eski zamanlara dayanır. Aynı şekilde, manyetit gibi doğada elde edilen bazı malzeme türlerinin ürettiği belirli manyetik olayların veya bunun hayvanlarda varlığının tanıklarıydılar.
Yaklaşık olarak MÖ 2.750'de Mısır medeniyeti, Nil Nehri'nde bulunan elektrikli balıklar hakkında yazdı ve bunlardan diğer faunanın koruyucuları olarak bahsetti. MÖ 600 civarında, Thales of Miletus, kehribarın belirli bir malzeme ile ovulduğunda elektriksel ve manyetik özellikler kazandığını keşfeden ilk kişiydi. Ancak bir bilim olarak elektrik, on yedinci ve on sekizinci yüzyıllara, bilimsel devrimin ortasında, bu çalışma alanının ortaya çıkışının sanayi devriminin başlangıcı için mükemmel bir bağlam olduğu ve yükselmekte olan modern dünya boyunca genişlemesine dayanır. insanlığın gelişimi için çok önemliydi.
Bundan önce, 16. yüzyılda filozof ve hekim William Gilbert (1544-1603), elektrik ve manyetizmaya özel önem vererek elektrik fenomeni çalışmasına önemli katkılarda bulundu. "Elektrik" ve "elektrik" terimleri ilk olarak 1646'da İngiliz Thomas Browne'nin (1605-1682) çalışmasında ortaya çıktı. Farklı elektrik olayları için ölçü birimleri, fizik entelektüellerinin çok sayıda katkıları sayesinde daha sonra ortaya çıktı.
Bilim adamı, siyasetçi ve mucit Benjamin Franklin (1706-1790), 1752'de bir ışının içerdiği elektrik gücünü bir uçurtma vasıtasıyla yönlendirmeyi başardı ve bu da paratonerin icadına yol açtı; yıldırımdan yere elektrik iletmek için kullanılan bir cihaz. Daha sonra İtalyan fizikçi Alessandro Volta (1745-1827), 1800 yılında kimyasal reaksiyonlarla üretilen elektriğin kullanımından yararlanarak enerji depolamaya izin veren voltaj pilini icat etti; ve 1831'de fizikçi Michael Faraday (1791-1867), sürekli olarak elektrik akımı göndermeye izin veren ilk elektrik jeneratörünü geliştirdi.
Sanayi devriminin ilk aşaması, buharın ürettiği enerjiden yararlandığı için, gelişimi için elektriği içermiyordu. Zaten 19. yüzyıldaki ikinci sanayi devrimine doğru, enerji üretmek için elektrik ve petrol kullanıldı, bu da bilim adamı Thomas Alva Edison'un (1847-1931) 1879'da ilk filament ampulü yakmasına izin verdi.
19. yüzyılın sonunda ve 20. yüzyılın başında, doğru akımın savunucusu Edison ile alternatif akımın babası mucit ve mühendis Nikola Tesla (1856-1943) elektriğin geleceğini tartıştı.
Doğru akım Amerika Birleşik Devletleri'nde evsel ve endüstriyel kullanım için popüler hale getirildi; ancak kısa bir süre sonra uzun mesafelerde ve daha yüksek voltaj gerektiğinde verimsiz olduğu ve muazzam miktarda ısı yaydığı keşfedildi.
Tesla, elektrik enerjisini daha verimli bir şekilde taşımanın alternatif yollarını keşfetmeye yol açan deneyler geliştirdi ve bu da alternatif akımın keşfiyle sonuçlandı.
Amerikalı bir işadamı olan George Westinghouse (1846-1914), daha az enerji kaybıyla daha ucuz bir akım türü olduğu için sonunda elektrik savaşını kazanan Tesla'nın buluşunu destekledi ve satın aldı.
Elektriğin önemi
Modern yaşam için önemi , günümüz toplumunun temel direklerinden biri olarak hayati önem taşımaktadır, çünkü temelde insanların kullandığı her şey, çalışmak için elektriği içerir: elektrikli aletler, makineler, iletişim, bazı ulaşım türleri, üretim diğer alanların yanı sıra tıp, bilim alanı için mal ve hizmetler.
İnsan tarafından yaratılabilir veya doğrudan doğadan kullanılabilir. İnsan yapımı elektrik, büyük şehirleri besleyen akımı oluşturmak için büyük miktarda su kuvvetini kullanan barajlar gibi doğanın gücüne dayanan türbinler, kondansatörler ve makineler tarafından yaratılır.
Dünya gezegeni aynı zamanda elektrik üretme yeteneğine de sahip, gökyüzünde bir fırtınanın ortasında gördüğümüz bu ışınlar, parlamalar ve şimşekler, devasa madde ve enerji kümelerinin çarpışmasıyla oluşan elektriksel deşarjlardır. Buna doğal elektrik akımı denir ve paratonerleri ve bu büyüklükteki bir deşarjın etkisini absorbe edebilen süper dirençli iletkenleri olan insanlar tarafından kullanılabilir.
Elektrik kullanımına ilişkin 10 örnek
Elektrik, insan faaliyetlerinde birden çok kullanıma sahiptir. En önemli örnekler arasında şunlar yer almaktadır:
- Otomobil elektriği olan araçlarda, bunların parçalarına ulaşan ve çalışmak için elektrik gerektiren devreler arasında dolaşan, diğerlerinin yanı sıra ışıklar, korna, motor gibi ve bir aküden üretilir.
- Aydınlatma için, yani evsel, kamusal ve endüstriyel aydınlatmayı açmak için.
- Elektrikli cihazların ve elektronik cihazların ateşlenmesi için.
- Ilıman iklimlerde, örneğin ısıtma yoluyla ısı üretmek için.
- Kalkış için elektriğe ihtiyaç duydukları için uçak gibi nakliye için.
- Tıbbi alan için, analiz ve çalışmalar yapmak için kullanılan cihazlarda kullanılır.
- Tüketici ürünleri üretmek için büyük miktarda elektrik yükü gerektiren endüstride.
- To hareketini oluşturmak mekanik enerji olarak elektrik enerjisi dönüştürme, elektrik gücünü tahrik motorları aracılığıyla.
- Tekrarlayıcı antenler, vericiler ve diğerleri gibi cihazlarda kullanılan iletişim için.
- İçin taşıma ve sıvıların kontrol solenoid valfler vasıtasıyla, su gibi, bir yardım akışı orta olduğu.
