ELEKTROTEKNİK - Üreteçler ve Elektrik Devreleri
Aynı miktarda pozitif ve negatif elektrikle yüklü iki cisim bir tel vasıtası ile birleştirilecek olursa, negatif cismin üzerinde bulunan fazla elektronlar pozitif tarafa geçer. Böylece telden kısa süreli bir akım geçer.Elektrik akımı, her iki cisim nötr hale gelinceye kadar, yani negatif cismin üzerindeki fazla elektronların hepsi pozitif cismin üzerine geçinceye kadar devam eder. Akımı sürekli hale getirmek için elektrikli cisimleri üreteç veya akım kaynağı adı verilen bir cihazla birleştirmek gerekir. Üretecin vazifesi akımı sürekli hale getirmek yani elektrik parçacıklarının devamlı olarak hareket etmesini sağlamaktır.
Üretecin vazifesi, herhangi bir enerji şeklini elektrik enerjisine çevirmekten, tüketicinin görevi ise elektrik enerjisini diğer bir enerji şekline çevirmekten ibarettir. Örneğin piller ve akümülatörler kimyasal enerjiyi, generatörler ise mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çevirir. Buna karşılık tüketici olan ısı cihazları elektrik enerjisini ısı enerjisine, elektroliz kapları kimyasal enerjiye, elektrik motorları ise mekanik enerjiye çevirmektedir. Üreteç elektrik gücü üreten bir kaynaktır. Akımın cinsine göre doğru ve değişken akım kaynakları, akım generatörleri, piller, aküler örnek olarak sayılabilir.Devre elemanları ise üreteç ile tüketicinin bulunduğu devrede ara bağlantıyı, açıp kapamayı ve gerekli emniyeti sağlayan devre parçalarıdır.
Elektrik Akımının Yönü
Bir iletkenin potansiyelleri farklı iki noktası arasında meydana gelen elektrik akımı, bu iki noktanın potansiyeli eşit olacak yönde yüklerin hareketi olarak tarif edilmiştir. Bu halde akımın değişebilen bir yönünün bulunması gerekir. Akım için kabul edilen yön herhangi bir devrede potansiyeli büyük olan noktadan, potansiyeli küçük olan noktaya doğrudur, akım yönü olarak (+) yüklerin hareket yönü alınmıştır. Halbuki metal iletkenlerde elektrik yüklerini elektronlar taşıyarak hareket ettirirler. Elektronlar (-) yük taşıdıklarından bunların hareketi negatif yükün hareketi demektir. Gerçekte akımı teşkil eden elektrik yüklerinin hareket yönü negatif yüklerin hareket yönüdür. Bu da kabul edilen akım yönünün tersidir.
İletkenler Ve Dielektrikler: Elektriği kolayca ileten malzemelere İletken denir. Elektriğin geçmesine büyük bir zorluk gösteren maddelere de yalıtkan yada dielektrik adı verilir.İletkenler;
a)Metalik İletkenler ( Birinci sınıf )
b)Elektrolitik İletkenler ( İkinci sınıf )
Bütün madenler ve kömür birinci sınıfa girer. Birinci sınıf iletkenlerde elektrik akımı serbest elektronların hareketinden oluşur. Metalik iletkenlerin içinden akım geçtiği zaman kimyasal yapılarında hiçbir değişiklik olmaz. Asit, baz ve tuzların eriyikleriikinci sınıfa yani elektrolitik iletken sınıfına girer. Bu cins iletkenlerde elektrik akımı iyonların hareketinden meydana gelir. Elektrolitik iletkenlerin içinden akım geçtiğinde bunların kimyasal yapılarında bir değişiklik oluşur. Elektroteknikte en çok kullanılan iletken bakırdır. Bakırdan sonra alüminyum gelir. Gümüş, bakır ve alüminyumdan daha iyi olmakla beraber pahalılığı nedeniyle çok kullanılmaz. Dielektriklerin içinde serbest elektron ve iyon sayısı çok az olduğundan elektriği iletemezler. En çok kullanılan izole edici maddeler kauçuk, porselen, cam, ebonit ve mika' dır.
Elektrik Akımının Etkileri
Bir iletkenden elektrik akımının geçtiği, iletkenin içinde ve dışında meydana gelen etkiler ile anlaşılır. Elektrik akımının teknik bakımdan üç etkisi vardır.
Termik Etkisi:İçinden akım geçen bir iletken ısınır. Akım yönüne bağlı olmayan bu etki, her iki iletkende de görülür. Buna örnek olarak akkor telli lambaları, ısı cihazlarını, endüstri fırınlarını, eriyen telli sigortaları ve termik ölçü aletlerini gösterebiliriz.
Kimyasal Etkisi:Bu yalnızca elektrolitik iletkenlerde görülür. Bunlardan akım geçtiğinde kimyasal yapılarında değişiklik meydana gelir. Bir örnek verilirse ( Yandaki şekil 4 );
Burada elektrolit olarak bakır sülfat eriyiği kullanılmış ve eriyik içine iki platin levha daldırılmıştır. Elektrot adı verilen bu levhalar bir üretecin kutuplarına bağlandığı takdirde üretecin negatif kutbuna bağlı olan levhanın üstünde bakırın biriktiği ve pozitif kutbuna bağlı olan levha etrafında da oksijen tanecikleri yükseldiği görülür. Elektrotlar ile üreteç arasındaki bağlantılar değiştirilecek olursa bu takdirde bakırın diğer kutupta biriktiği görülür. Bu suretle akımın bir yönü olduğu ortaya çıkar. Kimyasal etkinin uygulamalarına örnek olarak kaplama tekniğini, elektrolit bakır ve alüminyum elde edilmesi söylenebilir.
Manyetik Etkisi:Şekildeki iletken, kuzey güney doğrultusunda yönelmiş olan manyetik ibreye paralel olarak yerleştirilmiştir. İletkenden okla işaret edilen yönde akım geçirilecek olursa ibrenin belirtilen yönde saptığı görülür. Üreteç bağlantıları değiştirilerek değiştirilirse ibrenin sapma yönünde değişir. Manyetik etkinin uygulamalarına örnek olarak elektrik motorlarını, hoparlörleri, telefon kulaklığını, röleleri, ölçü aletlerini ve elektromıknatısları gösterilebilir.