Elektrik, statik veya hareketli elektrik yükleri tarafından üretilen fiziksel bir fenomendir.
Gerçek hayatta, elektriğin mekanizması, şimşek, triboelektrik, elektrostatik indüksiyon, elektromanyetik indüksiyon gibi birçok iyi bilinen etkiyi ortaya çıkarır.
Elektrik ile ilgili birkaç kavram
Elektron: Bir atomda, çekirdek etrafında negatif yüklü olan parçacığa elektron denir.
Elektrik yükü: Elektrik alanının kaynağı olan elektronik yük miktarıdır. Pozitif bir yük net bir hareket geçirdiğinde, hareket yönünde bir akım oluşturur.
Elektrik alanı: Elektrik üreten pozitif veya negatif yük etrafındaki alandır. Elektrik alanının yönü yüksek potansiyelden düşük potansiyele doğru değişir.
Voltaj: Elektronların tel üzerinden akmasını sağlamak için eğilim gösteren bir tür potansiyel enerjidir. Yükü bir noktadan diğerine taşımak için elektrik alanında çalışmanız gerekiyorsa, iki nokta arasında bir voltaj (potansiyel fark) olduğu söylenir.
Elektrik akımı: Elektrik yükünün yönlü hareketi elektrik akımını oluşturur ve genellikle amper (Ampere) cinsinden ölçülür. Hareket halindeki herhangi bir yüklü parçacık elektrik akımı oluşturabilir.
Elektriğin kökeni
1767’de: Joseph Priestley bir deney yaptı ve yüklü bir metal kap içinde elektrik kuvvetinin sıfır olduğunu buldu. Bu deneyin sonuçlarından, yüklü nesnelerin birbirine uyguladığı çekim ve yer çekiminin aynı yasaya tabi olduğunu doğru bir şekilde tahmin etti. 1785’te Charles Coulomb, Priestley’nin iki yüklü nesnenin birbirine uyguladığı kuvvetin mesafenin karesi ile ters orantılı olduğunu test etmek için bir torsiyon terazisi kullandı. Statik elektriğin temel yasasını, yani Coulomb’un yasasını ortaya koydu. Bu noktada, elektrik çalışmaları bir tür hassas bilim haline geldi.
1820’de: Hans Oster, derste yaptığı bir deney sırasında akımın pusulanın yönünü saptırabileceğini keşfetti ve bu durum akım etrafında bir manyetik alanın oluştuğunu gösterdi; bu, Galvanomanyetik etkidir.
1820’de: Andre Marie Ampere, Galvanomanyetik etkiyi nicel olarak tanımladı ve Ampere yasasını ortaya koydu. İkisi arasındaki araştırma sonuçları elektrik ve manyetik fenomenleri başarıyla bir araya getirdi ve bunlara topluca “elektromanyetik fenomen” denildi.
1831’de: Michael Faraday ve Joseph Henry bağımsız olarak elektromanyetik indüksiyonu keşfettiler; manyetik alanlardaki değişiklikler elektrik alanları üretebilir.
1865’te: James Maxwell elektromanyetizmayı birleştirdi, Maxwell’in denklemlerini önerdi ve elektromanyetik dalga denklemini türetti.
On dokuzuncu ve yirminci yüzyıllarda elektrik hızla gelişti. Şu ana kadar, elektromanyetiklerin teorik sistemi mükemmelleşme eğilimindedir.
1859’da: Alman fizikçi Julius Plück, vakum tüpünün her iki ucundaki elektrotlar arasında yüksek voltaj uygulayarak katot ışınları oluşturdu.
1897’de: Joseph Thomson, katot ışınlarının negatif yüklü parçacıklardan oluştuğunu kanıtlamak için deneyler yaptı ve böylece elektronları keşfetti.
1905’te: Albert Einstein, fotoelektrik etki ile ilgili birçok deneysel veriyi açıklayan bir makale yayınladı. Einstein, ışık demetinin, sürekli dalgalanmalar yerine, ayrık kuantlardan (şimdi fotonlar olarak adlandırılan) oluştuğunu savundu. Eğer fotonun frekansı belirli bir limit frekansından büyükse, fotonun metal yüzeyindeki elektronları kaçıracak kadar yeterli enerjisi vardır ve bu durum fotoelektrik etkiyi oluşturur.
Alternatif akım (AC)
Alternatif akım, akım yönünün zamanla periyodik olarak değiştiği akımı ifade eder ve bir döngüdeki ortalama akım sıfırdır. Doğru akımdan farklı olarak, yönü zamanla değişir, oysa doğru akım periyodik olarak değişmez. Genellikle alternatif akım (kısaca AC) sinüzoidal bir dalga formuna sahiptir. Alternatif akım, gücü etkili bir şekilde iletebilir. Ancak aslında, üçgen dalgalar ve kare dalgalar gibi diğer dalga formları da vardır. Günlük hayatta kullanılan şebeke elektriği, sinüzoidal dalga formuna sahip bir alternatif akımdır.
Doğru akım (DC)
Doğru akım, genellikle elektronlar olan, tek yönde akan elektrik yüküdür. Akım yoğunluğu zamanla değişir, ancak hareket yönü genellikle her zaman aynıdır. Sıfat olarak, DC referans voltajı olarak kullanılabilir (polaritesi asla değişmeyecektir).
Bir DC devresinde, elektronlar katottan, negatif elektrottan ve negatif manyetik kutuptan oluşur ve anoda, pozitif elektrota ve pozitif manyetik kutba doğru hareket eder.
Doğru akım, elektrokimya, fotovoltaik hücreler veya pil paketleri tarafından veya alternatif akımın doğrultulmasıyla üretilebilir. Alternatif akım, bir dönüştürücü, bir doğrultucu (akımın ters yönde akmasını önlemek için) ve bir filtre (doğrultucudan çıkan akımda titremeyi ortadan kaldırmak için) içeren bir güç kaynağı aracılığıyla doğru akıma dönüştürülebilir.
Neredeyse tüm elektronik ve bilgisayar donanımları çalışmak için doğru akıma ihtiyaç duyar. Akım talebi, elektronik saatlerde sıfıra yakın bir değerden, kablosuz iletişim enerji amplifikatörlerinin gerektirdiği 100 amperden fazla bir değere kadar değişir. Vakum tüpleri kullanan cihazlar, yüksek enerjili radyo veya televizyon yayın vericileri veya katot ışınlı tüp (CRT) ekranları gibi, yaklaşık 150 volttan birkaç bin volta kadar doğru akıma ihtiyaç duyar.
Buradan AC ve DC arasındaki fark nedir yazısını okuyabilirsiniz.
Amerikalı bilim insanı Thomas Alva Edison, 21 Ekim 1879’da ampulü başarıyla deneme üretimi yaptı. Bu, insanlığın elektriği kullanmasında bir dönüm noktasıdır.
Bugün, elektrik modern bir gereksinim haline gelmiştir. İster yaşamda ister sanayide, her zaman bulabilirsiniz.
Çeşitli elektronik ürünlerde, DC gücü yaygın olarak kullanılmaktadır. Genel PCB’ler doğrudan akım kullanmaktadır. Seeed Fusion profesyonel bir PCBA fabrikasıdır.