Elektrik Akımının Manyetik Etkisi, Manyetik Alan, Elektromıknatıs Yapımı, Kullanıldığı Yerler, Sağ El Kuralı

Elektrik Akımının Manyetik Etkisi

Demir, nikel, kobalt gibi metalleri çekme özelliği gösteren metallere mıknatıs denir.

Mıknatıslar doğal ve yapay olmak üzere iki çeşittir. Doğal mıknatıs, demirin (Fe) oksijenle (O2 ) oluşturduğu Fe3O4 bileşiğidir. Yapay mıknatıslar ise demir, nikel, kobalt gibi malzemelerin alaşımlarının mıknatıslandırılması (mıknatıs etkisine sokulması) ile elde edilir.

Mıknatısın etkisinin görüldüğü alana manyetik alan denir. Manyetik alan, kuvvet çizgileri şeklinde de ifade edilir. Dünyamız da kendisini çevreleyen bir manyetik alana sahiptir ve pusulanın çalışmasını bu alana borçluyuz.

Üzerinden akım geçirilen iletkenlerde de manyetik alan oluşmaktadır. Elektrik akımının manyetik etkisinin kullanım alanı oldukça geniştir. Gerilim dönüştürücü ve daha başka amaçlı trafolar, elektrik motorları, haberleşme sinyallerinin üretimi, iletimi ve alınması, indüktif sensörler, mikro dalga uygulamaları, elektrik akımının manyetik etkisini kullanır.

Sektörel anlamda, enerji, haberleşme, güvenlik, tıp vb. alanlarda kullanımı yaygındır.
Manyetik maddeler

Manyetik alandan etkilenen ya da manyetik alanı etkileyen maddelere manyetik maddeler denir.

Demir gibi yumuşak malzemeler kolay mıknatıslanırlar ancak mıknatıs etkisinden uzaklaşınca manyetik (mıknatıs) özelliklerini kolay kaybederler. Nikel ve kobalt gibi sert malzemeler ise daha zor mıknatıslanırlar ancak mıknatıslık özelliklerini yumuşak malzemelere göre daha uzun süre koruyabilirler.

Alüminyum, nikel ve kobaltın alaşımından yapılan yapay mıknatıs ise mıknatıslandıktan sonra bu özelliğini hiç kaybetmez.

Manyetik maddeler özelliklerine göre üç başlık altında incelenebilir.

1- Ferromanyetik Madde: Bağıl manyetik geçirgenlikleri 1’ den çok büyük olan maddelerdir. Böyle maddeler manyetik alana konursa mıknatıslanırlar ve bölgedeki manyetik alan şiddetini alırlar. Kobalt, nikel, demir gibi maddeler ferromanyetik maddedir.

2- Paramanyetik Madde: Bağıl manyetik geçirgenlikleri 1’ den biraz büyük olan maddelerdir. Bunlar manyetik alana konursa çok az mıknatıslanırlar ve bulundukları bölgede alan şiddetini biraz arttırırlar. Alüminyum, manganez gibi maddeler paramanyetik maddedir.

3- Diyamanyetik Madde: Bağıl manyetik geçirgenlikleri 1’ den biraz küçük olan maddelerdir. Bunlar manyetik alana konulduklarında alana zıt yönde ve zayıf olarak mıknatıslanırlar. Bulundukları bölgedeki manyetik alan şiddetini azaltırlar. Bakır, gümüş, bizmut ve karbon gibi maddeler diyamanyetik maddelerdir

Manyetik olmayan maddeler

Manyetik alandan etkilenmeyen maddelere manyetik olmayan maddeler denir.

Manyetik olmayan maddeler, kağıt, lastik, plastik, cam, mika, seramik, tahta vb. şeklinde sıralanabilir.

Mıknatıs kutupları

Mıknatısın itme ya da çekme kuvvetinin en yoğun olduğu bölgeler, mıknatısın kutuplarıdır. Bir mıknatısın N (North) ve S (South) olmak üzere iki kutbu vardır.

Bir mıknatıs parçalara bölündükçe her bir parça yine iki kutuptan oluşan bir mıknatıs özelliği gösterir.

Farklı iki mıknatıs birbirlerine yaklaştırıldığında aynı kutupların (N-N ya da S-S) birbirini ittiği, zıt kutupların (N-S ya da S-N) ise birbirlerini çektiği görülür.

Manyetik Alan

Manyetik alan, bir mıknatısın kuvvetinin etkili olduğu alandır. Bu etki, bir mıknatısın etrafına demir tozları döküldüğünde tozların, kutupların bölgesinde yoğun olmak üzere mıknatısın etrafında çizgiler meydana getirmesinden anlaşılır. Bu nedenle manyetik alan, alan çizgileri ya da manyetik kuvvet çizgileri şeklinde de ifade edilmektedir.

Manyetik Kuvvet Çizgilerinin Özellikleri

1- Kuvvet çizgileri kapalı bir devre oluşturacak şekilde ilerlerler.

2- Kuvvet çizgileri birbirlerini iterler (birbirlerine paralel ilerler) ve bu nedenle de kesişmezler.

3- Kuvvet çizgilerinin yönü dışarıda N kutbundan S kutbuna doğrudur.

4- Manyetik kuvvet çizgileri her maddeyi etkilemese de her maddeden geçerler.

5- Zıt yöndeki kuvvet çizgileri birbirlerini zayıflatırlar.

6- Aynı yöndeki kuvvet çizgileri, manyetik alanı kuvvetlendirir.

İletken Etrafında Oluşan Manyetik Alan ve Bunun Zararlı Olduğu Ortamlar

Bir iletkenden akım geçirilince iletken etrafında bir manyetik alan oluşur. Tıpkı mıknatısta olduğu gibi bu alanın da itme ve çekme özelliği vardır.

İletken etrafında oluşan alanın yönü sağ el kuralı ile bulunur. Kurala göre iletken avuç içine alacak şekilde tutulduğunda ve başparmak akımın yönünü, kalan dört parmak ise iletkende oluşan manyetik alanın yönünü gösterir.

Girişte de değinildiği gibi elektrik akımının manyetik etkisinden faydalanma alanları oldukça fazladır. Buna karşın birçok zararlı etkileri de söz konusudur.

Manyetik alanın ve elektrik alanının yaydığı dalgalara elektromanyetik dalga denmektedir.

Bazı dalgaların canlılar üzerinde birtakım olumsuz etkileri olmaktadır. Halâ tartışmalar sürse de bu dalgaların insanın bağışıklık sistemini zayıflattığı ve kanser türü hastalıklara neden olduğu söylenmektedir.

Bir sistemin manyetik alanı, iyi bir manyetik yalıtım yapılmazsa başka sistemlerin çalışmasını olumsuz etkileyebilir. Örneğin, televizyon ya da bilgisayarın yanında cep telefonu faaliyete geçince hem parazit sesleri duyulur hem de ekran görüntülerinde bozulmalar olur.

Benzer şekilde, yakından geçen bir arabanın yaydığı manyetik alanlar sonucu radyonun alıcı devresini etkilemesi ve üretilen seslerin bozulması da bir örnek olabilir.

Özellikle elektronik yöntemlerle hassas sistemlerde ve hassas ölçümlerin yapıldığı yerlerde bu etki sakıncalı sonuçlar doğurabilir. Örneğin, birtakım önlemler sonucunda cep telefonları birçok ulaşım aracında kullanılabilse de hala cep telefonlarının kullanımının sakıncalı (yasak) olduğu toplu taşıma araçları bulunmaktadır.

Manyetik alanın sakıncalarını maddeler halinde sıralayacak olursak:

1- Canlı metabolizmasını bozarak halsizlik, yorgunluk ve bir takım hastalıklara sebebiyet verebilir.

2- Ölçüm cihazlarını etkileyerek yanlış ölçümlere neden olabilir.

3- Bazı elektronik cihazların çalışmaları üzerinde olumsuz etkileri görülebilir.

Elektromıknatıs Nasıl Yapılır? Kullanım Alanları Nelerdir? öğrenmek için tıklayınız...

Elektrik Akımının Isı Etkisi, Kullanıldığı Yerler, Isıtıcı Krom-Nikel Tel Hesabı, Joule Kanunu

Elektrik Akımının Isı Etkisi

Soğuk havalarda hepimizin üşüdüğümüzde ellerimizi bir birine sürterek ısındığımız olmuştur. Peki, böyle yaptığımızda ne oluyor da ısınıyoruz? Sürtünme sonucu ellerimizdeki atomların kinetik (hareket) enerjisini arttırıyoruz. Yani aslında sadece bir enerji dönüşümü gerçekleştiriyoruz.

Elektrik akımının ısı etkisinden faydalanılarak işlerimizi kolaylaştıran birçok cihaz yapılmaktadır. Evlerimizdeki elektrikli ocaklar, ısıtıcılar, ütü, tost makinesi, fritöz, fırınlar bunlara örnek gösterilebilir.

Elektrik enerjisinin ısı etkisinden evlerimizde faydalandığımız gibi farklı endüstri kollarında da kullanımı çok yaygındır, ancak elektrik akımının ısı etkisinin istenmediği durumlar da söz konusudur. En basitinden kullanımı gittikçe azalsa da evlerimizdeki akkor flamanlı lambalar iyi bir örnek teşkil edebilir. Bu lambaların kullanım amacı aydınlatma olmasına karşın ışık verimlerinin %10 civarında olması ve enerjinin çoğunu ısıya dönüştürmeleri istenmeyen bir durumdur.

Benzer şekilde bilgisayarınızın güç kaynağında fan bulunmaktadır, çünkü akım geçen devre elemanları fazlaca ısınmakta ve soğutulmazlarsa bozulma riski bulunmaktadır.

Yine trafolar, elektrik motorları vb. birçok elektrikli makinelerde ısınma, hem enerji kaybına hem de soğutma zorunluluğu yüzünden ekstra harcamalara neden olmaktadır.

Akım Geçiren İletkenlerin Isınması

Aslında ellerimizi sürterek ellerimizi ısıtmamız ile bir iletkenden akım geçirilince iletken telin ısınması sırasında aynı olaylar geçekleşmektedir. Tek farkla ki iletken telde bu işi elektrik akımı yapmaktadır. Bir iletkenden akım geçirilince elektronların atomlarla ve başka elektronlarla çarpışmaları sonucu iletken telin toplam kinetik enerjisinin artmasına neden olmaktadır. İletken telde artan (oluşan) ısı ise daha az ısıya sahip olan ortama yayılmaktadır.

İletkenlerin ısınma düzeyleri, iletkeni oluşturan atom ya da moleküllerin elektrik akımına (elektronların geçişine) izin verme oranına bağlıdır. Yani akım bir iletkenden daha kolay geçiyorsa iletken tel daha az ısınır. Daha zor geçiyorsa iletken tel daha çok ısınır. İletken tellerin özdirençleri az olursa ısınma da az olur.

Bazı metallerin özdirenç değerleri

İletkenlerin Kabul Edilebilir Isınma Düzeyleri

Isıtıcı yapımında kullanılan iletkenlerin tersine, akım taşıyan iletkenlerin ısınması istenmez, çünkü iletken ısınınca enerji kaybına neden olur. Bunun da ötesinde aşırı ısınmayla eriyerek yangın gibi istenmeyen olaylara sebebiyet verebilir. Yine de üzerinden akım geçen her iletken bir miktar ısınır. İletkenlerin ısınma miktarları, yapıldıkları maddenin cinsine göre farklılık arz eder.

Yine yapıldıkları malzemenin cinsine göre her iletkenin dayanabileceği azami bir sıcaklık değeri vardır. Bu sınır sıcaklığı, iletkenin erime sıcaklığı da göz önünde bulundurularak yalıtım malzemesinin erime sıcaklığına göre belirlenir.

İletkenlerin ısınma düzeyleri normal çalışma ve kısa devre durumunda farklılık arz eder. İletkenler (malzeme cinsi ve kalitesine bağlı olarak) çok kısa bir süre yüksek sıcaklıklara dayanabildikleri için kısa devre sınır sıcaklık değerleri normal çalışma sınır sıcaklığından daha yüksektir.

İletken üretim firmaları farklı amaçlara yönelik, farklı çeşitlerde iletkenler üretmektedirler. Firmalar, çeşitli hesaplar ve testler sonucunda bir iletkenin taşıyabileceği azami akımı, dayanabileceği azami sıcaklığı vb. bilgileri kablo kataloglarında belirtirler.

İletken seçimi, iletkenin hangi amaçla, nerede ve hangi şartlarda kullanılacağının
tespiti yapıldıktan sonra kataloglardan yararlanarak yapılabilir.

Joule Kanunu

Jul (Joule) Kanunu, bir iletkende üretilen (dönüştürülen) ısı miktarının nelere bağlı olduğunu ortaya koyar.

Jul Kanunu’na göre bir iletkende ortaya çıkan ısının miktarı, iletkenin direncine bağlı olarak üzerinden geçirilen akımın karesi ve akımın geçme süresi ile doğru orantılıdır.

Matematiksel ifadesi ise aşağıdaki gibidir.

Eşitlikteki sembollerin anlamları ve birimleri aşağıdaki gibidir:

Q : İletkendeki ısı miktarı (Joule - J)

I : İletkenden geçen akım (Amper - A)

R : İletkenin direnci (Ohm)

t : Akımın geçme süresi (Saniye - sn)

Isı birimi olarak günümüzde genellikle kalori (Calori-Cal) kullanıldığı için jul, kaloriye dönüştürülür ve formül de aşağıdaki gibi kullanılır.


Örnek: Direnci 220 ohm olan bir ısıtıcıdan 1 saat boyunca 1 A şiddetinde bir akım geçirilmiştir. Isıtıcıdan elde edilen sıcaklığın miktarı nedir?

Cevap:

I = 1 A

t = 1 . 60 . 60 = 3600 sn.

Q = ?


Q = 0,24 . 1 . 220 . 3600 = 190080 Cal. = 190,08 kCal.

Isı Etkisinin Endüstride Kullanım Yerleri

Evlerimizdeki ısıtıcılardan, ütülerden, fırınlardan tutun da endüstrinin birçok kolunda elektrik akımının ısı etkisinden faydalanılmaktadır.

Elektrik akımının ısı etkisi endüstriyel fırınlarda, döküm işlerinde, kaynak işleri vb. işlerde direkt olarak kullanılmaktadır.

Ayrıca elektrik akımının ısı etkisi dikkate alınarak ya da ondan faydalanılarak birçok kontrol elemanı ya da aygıtı yapılmakta ve kullanılmaktadır.

Örneğin, evinizdeki elektrikli sobanın yaydığı ısı, akımın ısıtıcı telinden geçmesi ile ilgiliyken ayarladığınız sıcaklıkta ısıtıcının devre dışı kalması (çalışmasının durması) bir kontrol elemanı olan termistör ya da termostatla ilgilidir. İşte bu elemanlar elektrik akımının ısı etkisi dikkate alınarak yapılmış elemanlardır.

Yukarıdaki örneğe benzer şekilde elektrik akımının ısı etkisi dikkate alınarak sigorta, termik röle gibi çeşitli devre koruma elemanları, termik ölçü aletleri gibi ölçme aletleri ve termistörler, termostatlar gibi kontrol elemanları yapılmakta ve endüstride kullanılmaktadır.

Bu elemanların bir kısmı evlerimizde de kullanılmaktadır.

Elektrikli Isıtıcı Hesapları

Elektrik akımı metallerden geçerken metalin cinsine göre farklı miktarlarda ısı üretir.

Özdirençleri yüksek teller daha çok ısı üretirler. Isıtıcı tel (rezistans) olarak ısıya dayanaklı teller tercih edilmektedir. Verim/dayanıklılık oranı göz önüne alındığından ısıtma teknolojisinde genellikle krom-nikel teller kullanılmaktadır. Krom-nikel tellerin tercih edilme sebebini anlamak için krom-nikelin öz direnç değeri olan 1.1 rakamını bazı metallerin özdirenç değerleri ile karşılaştırmak yeterlidir.

Isıtıcı hesaplarında kullanılacak telin cinsi belirlendikten sonra hangi güçte bir ısıtıcı yapılacağına karar verilir. Bu kararı ihtiyaçlar ya da pazar durumları belirler.

Isıtıcının çalışma gerilimi de göz önünde bulundurularak belirlenen gücün elde edilebilmesi için telin uzunluğu ve çapının hesabına geçilir.


Çeşitli güç ve gerilimler için krom-nikel telin fiziksel ve elektriksel değerleri

Örnek: 220 V’luk şebekede çalışacak 1000 W’lık bir ısıtıcı için kullanılacak krom-nikel telin çapını ve uzunluğunu bulunuz.

Cevap: Öncelikle tablonun 1. sütunundan güç değerini eşleştiririz. Buna göre bizim okuyacağımız (alacağımız) değerler tablonun son satırında bulunmaktadır. Tabloya göre kullanılması gereken telin çapı 0.57 mm (4. sütun, son satır) ve uzunluğu da 11 m’dir. 

Erken Yaşta Yaşlanma (Progeria) Hastası Sam Berns'in Yaşam Felsefesi ve Hayatı

Progeria adlı bir hastalığa sahip olan ve 17 hayatını kaybeden Sam'in hayatından alınacak dersler var.

Sekiz milyonda bir kişide görülen ve en fazla 13 yaşına kadar yaşar denilen Berns, yaşama tutkusuyla ABD'lilerin kalbini kazanmıştı. 

Tıpta Progeria yani erken yaşlanma hastalığı olarak bilinen sendrom teşhisini 22 aylıkken alan Sam Berns'in ölümü Amerika'da büyük üzüntüye neden oldu. 

Hayatı belgesel olan talihsiz gencin yaşlılıkla bağlantılı, kas ve kemik kaybı, kalp damar yetersizliğine bağlı hayatını kaybettiği açıklandı.

Dünyada sadece 350 çocuğun sahip olduğu bir hastalığı var Sam'in. Fakat bu durum onun hayattan zevk almasına engel olmamış. Hayaller kurmuş Sam Berns ve hayallerinin bazısını da gerçekleştirebilmiş.

Sam'in mutlu olmak için benimsediği 3 felsefe:

1. Yapamayacağınız şeyleri kabullenin çünkü yapabileceğiniz çok şey var.

2. Etrafınızı birlikte olmayı istediğiniz kaliteli insanlarla çevirin.

3. Her zaman ileriye bakın ve yaşamınızı zenginleştirmeye çalışın.

Sam ve ailesi, hastalık süreci ve diğer merak ettiğiniz bilgiler için aşağıdaki linke tıklayabilirsiniz.

http://blog.milliyet.com.tr/bir-anne-ve-ogulun-hikayesi--sam-e-gore-yasam/Blog/?BlogNo=451061

Statik Elektriğin Zarar Verebileceği Ortamlarda Alınacak Önlemler Nelerdir?

Statik Elektriğin Zarar Verebileceği Ortamlarda Alınacak Önlemler

Statik elektriğin birçok faydasının yanında birtakım olumsuz etkileri ve zararları da vardır. Statik elektrik bazı durumlarda sağlığımızın bozulmasından tutun da bazı hassas cihazların düzgün çalışmamasına, zarar görmelerine hatta bozulmalarına sebep olabilmektedir. Bazen patlamalar ve yangınlara da sebebiyet verebilmektedir.

Statik elektriğin zararlı etkilerinden korunmak için gerekli önlemlerin bir kısmı aşağıda listelenmiştir:

1- Evlerdeki metal eşyalar topraklanmalıdır.

2- Yanıcı ya da patlayıcı madde bulunan ortamların döşemeleri antistatik malzemelerle kaplanmalıdır.

3- Yanıcı ve patlayıcı malzeme bulunan ortamlarda antistatik elbise, önlük, ayakkabılar giyilmelidir.

4- Kullanılan cihaz ve makineler topraklanmalıdır.

5- Yanıcı ve patlayıcı madde taşıyan araçlarda yerle teması olan zincirler ya da esnek metaller bulundurulmalıdır.

6- Hassas cihazların bulunduğu ortamlarda antistatik önlük, ayakkabı ve eldiven giyilmelidir.

7- Elektronik devrelerle çalışırken antistatik bileklik, antistatik giysi ve antistatik araç-gereç kullanılmalıdır.

8- Yüksek binalara ya da metal aksamı çok olan yapılara paratoner tesisatı kurulmalıdır.

9- Nemin sakıncalı olmadığı ortamlar nemlendirilmelidir.

Antistatik çalışma ortamı

1.Cihaz ve Araçları Statik Elektriğe Karşı Topraklama

Gerekli önlemler alınmadığı takdirde statik elektrik daha önce de belirtildiği gibi üzücü olaylara hatta felaketlere neden olabilir.

Bütün elektrikli cihazlar kaçak akımlara karşı topraklanmaktadır. Topraklama kısaca cihazın metal aksamı ile (gövdesi) toprağa gömülmüş uygun büyüklük ve iletkenlikteki bir levha arasına iletken tel çekilmesi olayıdır.

Bazı ortamlarda bir işte kullanılan ama elektrikle çalışmayan malzeme, araç-gereçler de vardır. Elektrikli-elektriksiz bütün cihazların birbirlerine iletken tellerle bağlanarak yük dengesinin sağlanması ve yüklerin toprakla irtibatlandırılması olayına statik elektriğe karşı topraklama denir. Elektrostatik topraklama ihtiyaç duyulan ortamlarda mutlaka yapılmalıdır.

Bir tesiste makinelerin statik elektriğe karşı topraklanması


Bir tankerin statik elektriğe karşı topraklanması

Örneğin, bir tankerin deposu bir makine değil, sadece bir kaptır. Bu nedenle tankerde elektriksel topraklama söz konusu değildir, ancak tanker ve ortamda bulunan bütün cihazların bir iletkenle birbirleri ile temasları sağlanırsa birinde biriken yük anında diğerlerine de dağılacağı için ortamda bir potansiyel fark olmayacak ve statik deşarjların (yük boşalmaları) önüne geçilmiş, olası tehlikeler önlenmiş olunacaktır.

Yanıcı ve patlayıcı ortamlardaki bütün makine ve cihazlar statik elektriğe karşı topraklanmalıdır. Örneğin benzin istasyonlarındaki pompalar, gaz, petrol tankerleri, kimya sektöründe kullanılan makineler statik elektriğe karşı mutlaka topraklanmalıdır.

Topraklama basitçe cihazın ya da makinenin metal aksamına bağlanan bir kablonun diğer makine, cihaz vb. donanımlarla irtibatı sağlandıktan sonra toprakla irtibatlandırılması şeklinde yapılır.

2.Çalışacak Kişinin Statik Elektriğe Karşı Topraklama Bileziği Kullanımı

Bazı elektronik devre elemanları ve cihazları çok küçük gerilimlerle çalışmaktadırlar.

Vücudunuzda bazen binlerce volt değerinde statik elektrik birikmektedir. Bazı eleman ya da cihazlarla temas ettiğimizde vücudumuzdaki yüksek voltaj eleman ya da cihazların devrelerinde anlık ya da kalıcı bozulmalar meydana getirir.

Örneğin, hiçbir önlem almadan bilgisayar kasasını açıp devrelere dokunursanız bazı elemanlar zarar görebilir, bir daha çalışmayabilirler.



Bu nedenle statik elektriğin zararlı olduğu ortamlarda diğer önlemlerin yanında topraklama bileziği kullanmalısınız.

Topraklama bileziğini bileğinize taktıktan sonra, bir ucu bilezikte olan topraklama kablosunun diğer ucunu da çalışacağınız daha önce toprakla bağlantısı sağlanmış malzemeye bağlamalısınız. Bileziği az kullandığınız bileğinize takmanız daha rahat çalışmanız açısından faydalı olabilir.

Elektroskop Yardımıyla Yüklü Cisimlerin Yüklerinin Belirlenmesi Nasıl Olur?

Elektroskop Yardımıyla Cisimlerin Yüklerinin Belirlenmesi

Elektroskop yardımıyla yüklerin cinslerinin belirlenmesinde elektroskopun yükü dikkate alınır. Buna göre elektroskopun topuzuna yaklaştırılan cismin yükü hakkında bir fikir edilir. Her tespitten önce yanlış sonuçlardan kaçınmak için elektroskopun yükü topraklanarak nötrlenir, ayrıca elektroskop deneyleri statik elektriği ve davranışlarını
anlamak bakımından oldukça faydalı bilgiler sunmaktadır.

Yüksüz bir elektroskopa yüklü bir cisim yaklaştırılırsa elektroskopun topuzu cismin yüküne zıt yükle ve yaprakları cismin yüküyle aynı yükle yüklenerek yapraklar açılır.

Şayet cisim elektroskopa dokundurulursa elektroskop, cismin yüküyle yüklenerek yapraklar yine açılır.

Yüklü bir elektroskopa yüklü bir cisim yaklaştırıldığında ya da dokundurulduğunda ise aşağıdaki olaylar gerçekleşir:

1- Yüklerin cinsi aynı ve cismin yükü fazlaysa:

Cisim elektroskopa yaklaştırılırsa elektroskopun yükünün yapraklarda yoğunlaşması sonucu yapraklar çok açılır.

Yükü elektroskop yükünden büyük olan bir cismin elektroskop yapraklarına etkisi

Cisim elektroskopa dokundurulursa elektroskopun yük miktarı artar ve yapraklar bir miktar açılır.

2- Yüklerin cinsi aynı ve yükler eşitse:

Cisim elektroskopa yaklaştırılırsa yüklerin yapraklarda yoğunlaşması sonucu yapraklar bir miktar açılır.

Cisim elektroskopa dokundurulursa eşit yüklerden dolayı elektroskopun durumunda bir değişiklik olmaz.

3- Yüklerin cinsi aynı ve cismin yükü küçükse:

Cisim elektroskopa yaklaştırılırsa cismin yük miktarına bağlı olarak elektroskop yükünün yapraklarda yoğunlaşması sonucu elektroskopun yaprakları biraz açılır.

Cisim elektroskopa dokundurulursa elektroskopun yükünün bir kısmı cisme geçer ve yükünün azalmasından dolayı elektroskopun yaprakları bir miktar kapanır.


4- Yüklerin cinsi farklı ve cismin yükü fazlaysa:

Cisim elektroskopa yaklaştırılırsa önce yükler topuza hareket ederler ve yapraklar tamamen kapanır. Sonra yapraklar cismin yüküyle yüklenir ve yapraklar yüklenme miktarına bağlı olarak biraz açılır.

Yükü elektroskop yükünden büyük olan zıt yüklü bir cismin elektroskop yapraklarına etkisi

Cisim elektroskopa dokundurulursa önce elektroskopun yükünün tamamı cisme geçer ve yaprakları kapanır. Sonra elektroskop cismin yüküyle yüklenir ve yaprakları bir miktar açılır.

5- Yüklerin cinsi farklı ve yükler eşitse:

Cisim elektroskopa yaklaştırılırsa elektroskopun yükleri topuzunda toplanır ve yüksüz kalan yaprakları kapanır.

Yükü elektroskop yüküne denk olan zıt yüklü bir cismin elektroskop yapraklarına etkisi

Cisim elektroskopa dokundurulursa eşit yükler nötrlenir ve yüksüz kalan yapraklar kapanır.

6- Yüklerin cinsi farklı ve cismin yükü küçükse:

Cisim yaklaştırıldığında yaprakların yükünün bir kısmı topuzda toplanır ve kalan yük miktarına bağlı olarak yapraklar bir miktar kapanır.

Yükü elektroskop yükünden küçük olan zıt yüklü bir cismin elektroskop yapraklarına etkisi

Cisim elektroskopa dokundurulduğunda elektroskopun yüklerinin bir kısmı cisme geçer ve cisim elektroskopun yüküyle yüklenir. Yapraklar kalan yük miktarına bağlı olarak bir miktar kapanır.

Statik Elektrik Yüklerin Ölçülmesinde Hangi Ölçü Aletleri Kullanılır?

Statik Elektrik Yüklerinin Ölçülmesi

Statik elektrik ölçümlerinde Elektroskop, Elektrometre ve Elektrostatik voltmetre kullanılır.

1- Elektroskop



Statik elektriğin cinsi elektroskop denilen basit bir tespit cihazı ile ölçülür.

Bir elektroskop gövde, yapraklar ve bir topuzdan oluşur.

Elektroskopun topuzuna bir yük dokundurulduğunda yaprakların yüklerinde değişmeler meydana gelir. Yaprakların yükleri arttıkça açılır, azaldıkça da kapanırlar.

Yapraklar yüksüz durumdayken kapalı halde dururlar.

Statik elektriğin ölçümünde elektrometreler ve iki yük arasındaki potansiyel farkının ölçümünde ise elektrostatik voltmetreler kullanılır.

2- Elektrometre



Elektrometrelerde yük topuza dokundurulduğunda yüklenen sabit ve hareketli yaprakların birbirlerini itmeleri sonucu hareketli yaprak dairesel bir dönüş yaparak gösterge çizelgesi üzerinde yükün miktarını gösterir.

3- Elektrostatik Voltmetre



Elektrostatik voltmetrelerin uçlarına iki farklı yük bağlandığında yük farkının miktarına bağlı olarak sapan bir ibre, gösterge çizelgesi üzerinde yüklerin potansiyel farkını gösterir.

Statik (Durgun) Elektrik ve Elektrostatiğin Kullanım Alanları, Zararları ve Faydaları

Statik (Durgun) Elektrik ve Elektrostatiğin Kullanım Alanları

Statik elektriğin farklı endüstri kollarındaki kullanım alanları geniş bir yelpaze teşkil etmektedir. Baskı teknolojilerinden filtreleme teknolojilerine, haberleşmeden boyama teknolojilerine birçok kullanım alanı söz konusudur.

Statik Elektrik ve Oluşumu

Birden çok yükün birbirleriyle sürtünme, dokunma ya da etki yoluyla etkileşimleri sonucu meydana gelen yük değişikliklerine statik (durgun) elektrik denmektedir.

Elektrostatik terimi statik (durgun) elektriği ifade etmesinin yanında statik elektriği inceleyen bir bilim dalını da ifade eder.

Sabah kalktınız ve yüzünüzü yıkadığınızda (musluğa dokunduğunuzda) vücudunuzda biriken statik elektriğin çoğunu boşalttınız demektir.

Elbisenizi giymek için halının üzerinden yürüdüğünüzde sürtünme sonucu bir miktar statik elektrik depolarsınız. Elbisenizi giyerken, benzer şekilde, cisimler birbirlerine yaklaştıklarında ya da dokunduklarında aralarında yük transferi gerçekleşir ve statik elektrikle yüklenirler. Böylece yüklerinin cinsi ve miktarında değişiklik meydana gelir. 

Parklarda özellikle plastik malzemeli kaykay, salıncak gibi aletlerle oynayan çocuklarda statik elektrik görülür.

Doğada yıldırım ve şimşek olarak da statik elektrik gözlemlenebilmektedir.

Statik elektriğin miktar olarak artışı en çok da sürtünme yoluyla gerçekleşir.

Statik elektrik şarjı nemli ortamlarda daha az, kuru ortamlarda ise daha fazladır. Bu nedenle sürekli kuru ortamlarda bulunuyorsanız aklınıza geldikçe vücudunuzdaki statik elektriği boşaltmak, sağlığınız açısından faydalı olabilir.

Statik Elektriğin Zararları

1- Statik elektrik insanlarda birtakım deri hastalıklarına neden olabilir.

2- Nadir de olsa insan hayatını tehlikeye sokacak kadar büyük değerlere ulaşabilir.

3- Düşük voltajlarla çalışan elektronik devre elemanlarına zarar vererek devreleri işlemez hale getirebilir.

4- Elektronik tabanlı sistemlerde devre elemanlarını etkilemese de devre akımlarını etkileyerek sistemin istenmeyen sonuçlar döndürmesine, sistemin normal çalışmasının aksamasına neden olabilir.

5- Yanıcı ya da patlayıcı özelliğe sahip sıvı ve gazlarla temasında felaketlere neden olabilir.

6- Üretim alanlarında kâğıt, kumaş vb. mamuller statik elektrik sonucu birbirlerini iterek dağılabilir ya da birbirlerini çekerek yapışabilir bu da otomasyonda sorunlara neden olabilir.

7- Baskı makinelerinde statik elektrik nedeniyle kâğıtların birbirine yapışması sonucu baskı sorunları yaşanabilir.

Statik Elektriğin Faydaları ve Kullanım Alanları

Statik elektriğin değişik endüstri kollarında birçok kullanım alanı vardır. Bunlardan bazıları aşağıdaki gibi sıralanabilir.

1- Baskı Teknolojisi

Değişik tipteki yazıcılarda, fotokopi makinelerinde, matbaa baskı makinelerinde statik elektrikten faydalanılır.

Örneğin, baskı teknolojisinde kullanılan yazıcılardan birinin, lazer yazıcıların çalışma prensibi kısaca şöyledir.



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.

2- Zımpara Kağıdı Üretimi



Zımpara kâğıdı üretiminde de statik elektrikten faydalanılır. Şekilde negatif yüklü ve yürüyen bandın üzerinde bir yönde hareket eden bir kâğıt görülmektedir. Kâğıdın yüzeyi tutkalla da kaplanmıştır. Püskürtme ağzından fırlatılan pozitif yüklü zımpara tanecikleri kâğıt yüzeyindeki negatif yüklü parçacıklarla birleşirler. Birleşme anında yükler nötr hale geldiği için artık kâğıt ve zımpara tozlarının ayrılması çok zordur.

3- Boyama İşleri

Boyama tabancası içerisinden geçen boya tanecikleri pozitif yükle yüklenirler. Boyanacak yüzey ise negatif yükle yüklenir. Boya tanecikleri tabancadan püskürtüldüğünde zıt yüklü boyama yüzeyine düzgün bir şekilde dağılarak yapışırlar. Böylece pürüzsüz bir boyama gerçekleştirilir.

Statik elektrik ile boyama teknolojisi özellikle otomotiv endüstrisinde yaygın biçimde kullanılır.

4- Baca Filtreleri

Bacalardan dışarıya atılan toz, duman türü zararlı atıklar eksi yükle yüklenirler ve bacanın çıkışında pozitif yüklü filtreler tarafından tutularak bu zararlı atıkların çevreyi kirletmesi önlenmiş olunur.

5- Görüntüleme İşleri



Bizim kısaca tüp olarak tanımladığımız CRT (Cathode Ray Tube) ya da başka bir ifade ile katot ışınlı tüplerle görüntüleme işleminde de statik elektrikten faydalanılır.

Tüpün yüzeyi görüntünün oluşumu için elektron tabancası ile yatay ve dikey olarak taranır. Bu tarama esnasında tabancadan çıkan elektronların bir sonraki satır veya bir sonraki sütuna gönderilmesi için yatay ve dikey saptırma bobinleri kullanılır. İşte bu bobinler statik elektrik yükleri ile yüklenirler ve saptırma bu şekilde gerçekleştirilir.

Statik elektrik halı, kilim üretiminden tarımsal ilaçlamaya kadar daha birçok alanda kullanılmaktadır.