Sponsorlu Bağlantılar

Kız ve Erkek Öğrenci Yurtları için TIKLAYINIZ.

Bu ders notumuzda Fizik dersinin Elektrik Akımı konusu altında; Elektrik Akımı Nedir? Elektrik Akımı Birimi? Elektrik Akımı Hesaplama, Bir İletkenin Direnci, Kısa Devre, Değişken Direnç (Reosta), Potansiyel Farkı (Gerilim) OHM KANUNU, Dirençlerin Bağlanması, Dirençleri Seri Bağlama, Dirençleri Paralel Bağlama vb. başlıklar hakkında detaylı bilgileri bulabilirsiniz.

ELEKTRİK AKIMI

Potansiyelleri farklı olan iki iletken cisim birbirlerine dokundurulduğunda potansiyelleri eşit oluncaya kadar birinden diğerine elektrik yükü akışı olur. Potansiyeller eşitlendiğinde yani potansiyel farkı sıfır olduğunda bu akış durur. Akışkanların basınç farkından dolayı akmasını ve basınç farkı ortadan kalkınca akmanın durmasını buna benzetebiliriz. Buna göre, bir devrede yük akışı olabilmesi için, üreteç ve pil gibi aygıtlara ihtiyaç vardır.

Şekilde, pil, anahtar ve lamba ile oluşturulan devrede, anahtarın kapatılmasıyla lambanın yandığı gözlenir. Bu durumda lamba üzerinden akım geçtiği anlaşılır.

Bir iletken içinde elektronların sürekli olarak akışına elektrik akımı denir. Akım Şiddeti Bir iletkenin kesitinden bir saniyede geçen elektron miktarına akım şiddeti denir. i harfi ile gösterilir. Akım şiddeti ampermetre denilen aletle ölçülür. Ampermetre devreye seri bağlanır. Bağlandığı yerin direncini etkilememesi için ampermetrenin iç direnci çok çok küçüktür. Pratikte sıfır kabul edilir. Akım şiddeti birimi amperdir. A harfi ile gösterilir. 1 amperin binde birine miliamper denir. Bir iletkenin kesitinden t sürede geçen yük miktarı q ise, i akım şiddeti, i = q/t bağıntısı ile hesaplanır. Bağıntıya göre,

Elektrik Akımı Hesaplama

Üretecin veya pilin + ucu uzun, – ucu kısa çizgi ile gösterilir. Elektronlar üretecin (–) kutbundan (+) kutbuna doğru hareket ederler. Fakat akımın yönü, elektronların hareket yönünün tersine yani (+) kutuptan (–) kutba doğru olduğu kabul edilmiştir. Bu bir kabullenmedir. Önemli bir sebebi yoktur.

Bir İletkenin Direnci

Elektronlar bir iletken içinde hareket ederken atom ve moleküllerle etkileşir ve enerji kaybederler. İyi iletken olmayan maddeler içinde ise hareket edemez ve akım oluşturamazlar, yani engellerle karşılaşırlar. Maddeler üzerinden geçen akıma karşı bir tepki yani direnme gösterirler. Bu direnmeye direnç denir. Direnç şekildeki gibi gösterilir ve R ile sembolize edilir. Direnç birimi ohm olup kısaca W ile gösterilir. Yalıtkan maddelerin direnci çok büyük olduğundan hiç akım geçirmezler. Elektrik akımını en iyi iletenler saf metallerdir. Uzunluğu l, kesit alanı S olan bir iletkenin direnci,bağıntısı ile hesaplanır. Burada r, iletkenin öz direncidir. Bu bağıntıya göre, direnç telin uzunluğu ve özdirenci ile doğru, kesit alanı ile ters orantılıdır.

Kısa Devre Akımın dirençsiz yolu tercih etmesine kısa devre denir.Şekilde yanmakta olan lambanın iki ucu iletken bir telle birleştirilir yani K anahtarı kapatılırsa, akım dirençsiz yoldan gider. Dolayısıyla lambanın üzerinden giden i akımı artık lamba üzerinden gitmez ve lamba söner. Lamba yerinde bir R direnci olması halinde de aynı durum geçerlidir.

Değişken Direnç (Reosta)Bir iletkenin direncini değiştirmek için kullanılan alete reosta denir. Reostaya ayarlı dirençte denilir. Kısa devre prensibi geçerlidir. Şekilde okun ucuna kadar iki yol vardır. Biri dirençli diğeri dirençsiz yoldur. Akım dirençsiz yolu tercih ettiğinden, devrede yalnız okun ucundan 1 yönünde kalan direnç var demektir. Dolayısıyla ok 1 yönünde hareket ettirilirse, direnç azalır, 2 yönünde hareket ettirilirse direnç artar.

Potansiyel Farkı (Gerilim)Potansiyel iş yapabilme yeteneği olarak ifade edilebilir. Potansiyel enerji, depolanmış ve kullanıma hazır enerji demektir. Pil ve üreteçlerde de böyle bir enerji vardır. Potansiyel farkı denildiğinde iki noktanın potansiyellerinin farkı demektir. Üreteçlerin (+) ve (–) kutuplarının potansiyelleri farklıdır. Dolayısıyla üretecin iki ucu arasında bir potansiyel farkı (gerilim) vardır. Bu potansiyel farkına gerilim de denir.

Bir devrenin iki noktası arasında sabit bir potansiyel farkı var ise, bu iki nokta arasında düzenli bir akım oluşur. Evlerde 220 voltluk sabit bir potansiyel farkı kullanıldığı için ampüllerin parlaklığı zamanla değişmez.Potansiyel farkının birimi volttur. V harfi ile gösterilir. Voltmetre denilen aletle ölçülür. Voltmetre devreye paralel bağlanır. Voltmetrenin üzerinden akım geçmemesi için iç direnci çok çok büyük seçilir ve pratikte sonsuz kabul edilir.

OHM KANUNU

Bir iletkenin uçları arasındaki potansiyel farkının, iletkenden geçen akım şiddetine oranı sabittir. Bu sabit değer iletkenin direncine eşittir. Buna göre,

Direnç R, potansiyel farkı V, akım şiddeti i olduğuna göre, kısaca V= i.R olarak yazılır.

Ohm kanunu, potansiyel farkı, akım ve direnç üçlüsü arasındaki ilişkiyi belirtir. Potansiyel farkı akım şiddeti grafiğinin eğimi, iletkenin direncini verir.

DİRENÇLERİN BAĞLANMASI

Dirençleri Seri Bağlama ve Özellikleri

Dirençlerin uç uca bağlanmasıyla elde edilen bağlanma şekline seri bağlama denir. 1. Üreteçten çekilen akım kollara ayrılmaz ve bütün dirençlerin üzerinden eşit şiddette akım geçer.i_T = i₁ = i₂ = i₃

2. Herbir direncin uçları arasın-daki potansiyel farkının toplamı, üretecin uçları arasındaki potansiyel farkına eşittir. V = V₁ + V₂ + V₃+ …3. Dirençlerin toplamı toplam dirence eşittir.Reş = R₁ + R₂ + R₃ + …

Dirençleri Paralel Bağlama ve Özellikleri

Birer uçları bir noktada, diğeruçları da başka bir noktada olacak şekilde yapılan bağlama şekline paralel bağlama denir.1. Paralel bağlamada üreteçten çekilen toplam akım K noktasında kollara ayrılır, sonra tekrar L noktasında birleşir ve üretece gelir.i_T = i₁+ i₂ + i₃ olur.

2. Dirençlerin hepsi K ve L noktalarına bağlı olduğu için, K – L noktaları arasındaki potansiyel farkı ne ise, bütün dirençlerin uçları arasındaki de o kadardır. Ayrıca üreteç K ve L noktalarına paralel bağlı olduğundan, V = V₁ = V₂ = V₃ dür. 3. Devrenin eşdeğer direncinin tersi, dirençlerin terslerinin toplamına eşittir. * Paralel bağlı dirençlerin eşdeğeri, en küçük direnç değerinden daha küçüktür.

* Paralel bağlı R₁ve R₂dirençlerinin eşdeğeri,

bağıntısı ile de bulunabilir.

* Herbirinin değeri R olan n tane özdeş direnç paralel bağlanırsa, eşdeğer direnç, Elektriksel Güç Bir iletkenin birim zamanda yaydığı elektriksel enerjiye o iletkenin gücü denir. Buna göre, elektriksel güç, P=i , V=i².R olur. Ayrıca değeri yerine yazılırsa olarak ta ifade edilebilir.