Elektriğin İletimi

Konu Anlatımı

İletken ve Yalıtkan Maddeler

Elektrik akımını ileten maddelere iletken, iletmeyen maddelere yalıtkan denir. İletkenlerin içinde akımı taşıyan serbest yükler bulunur. Tüm metaller elektriği iletir; bakır, alüminyum, demir ve gümüş en çok kullanılan iletkendir. Bunun dışında tuzlu su ve asitli çözeltiler de elektriği iletir, çünkü içindeki iyonlar yük taşır.

Yalıtkan maddeler akımı geçirmez ve bu nedenle güvenlik malzemesi olarak kullanılır. Örnekleri plastik, cam, lastik, kuru kâğıt, ahşap ve porselentir. Kâğıdın kuru iken yalıtkan, nemlendiğinde ise kısmen iletken hâle gelmesi, yalıtkanlıkta ortamın önemini gösterir. Kabloların dış kısmının plastikle kaplanmasının nedeni de budur: akım telin içinde akar, dışa sıçramasını yalıtkan tabaka önler.

Elektrik Devresi

Elektrik akımının geçebileceği yolu sağlayan yapıya elektrik devresi denir. Basit bir devre dört elemandan oluşur: pil (enerji kaynağı), iletken tel (yolu sağlayan iletkendir), anahtar (akımı başlatıp durduran eleman) ve ampul (akımı ışığa çeviren yük). Devre açıkken yol tamamlanmadığı için akım geçmez ve ampul yanmaz; kapalı olduğunda ise yol tamamlanır ve ampul yanar.

Devredeki akımın sürekli olması için enerji kaynağının sürekli olması gerekir. Devre şemasında pil, tel, anahtar ve ampul standart sembollerle çizilir. Bir devrede ampul yanmıyorsa sırayla şu kontroller yapılır: pil bitmiş mi, bağlantılar gevşek mi, tel kopuk mu, anahtar açık mı, ampul patlamış mı.

Seri ve Paralel Bağlantı

Ampuller iki farklı şekilde bağlanabilir. Seri bağlamada ampuller tek bir yol üzerinde sırayla yer alır; akım hepsinden aynı yol üzerinden geçer. Bu nedenle ampullerden biri patlarsa yol kesilir ve diğer ampuller de söner. Paralel bağlamada her ampul ayrı bir kola bağlanır; bir ampul sönse bile diğerleri yanmaya devam eder. Evlerimizdeki prizler paralel bağlanır; böylece bir cihaz fişten çekilse bile diğerleri çalışır.

Direnç

Elektrik akımının iletkenden geçmesini zorlaştıran özelliğe direnç denir. Direnci etkileyen etkenler şunlardır: iletkenin cinsi (gümüş ve bakır daha az direnç gösterir), uzunluğu (tel uzadıkça direnç artar) ve kesiti (tel kalınlaştıkça direnç azalır). Direnç yalnızca telde değil ampulün filamentinde de vardır; filamentin yüksek direnci elektrik enerjisini ışığa ve ısıya dönüştürür. Isınan telin direnci artar.

Elektrik Güvenliği

Elektrik kazaları, akımın vücut üzerinden geçmesiyle oluşur ve ıslak cilt direnci düşürdüğünden tehlike artar. Güvenlik kuralları şunlardır: ıslak elle priz veya fişe dokunmamak, yıpranmış ve kopmuş kabloları kullanmamak, prizlere metal veya yabancı cisim sokmamak, elektrik direklerine ve trafo merkezlerine tırmanmamak, su içindeki elektrikli cihazlara dokunmamak. Devredeki aşırı akıma karşı sigorta veya otomatik koruyucu devre kesici kullanılır.

Adım Adım Yöntem ve Sınav Odaklı Kısım

Soru çözerken izlenecek yol şudur: bir, maddenin türüne bakılır; metal ve tuzlu su ise iletkendir, plastik ve cam ise yalıtkan. İki, devre sorusunda yol kontrol edilir; yolda kopukluk varsa akım geçmez. Üç, bağlantı tipi sorulursa ampullerin sırayla mı ayrı kollarda mı olduğu belirlenir.

Sınavlarda en çok sorulanlar: iletken-yalıtkan örnekleri, kapalı devre kuralı, seri bağlantıda bir ampul sönerse hepsinin sönmesi, paralel bağlantıda tekil arızanın diğerlerini etkilememesi ve elektrik güvenliği kurallarıdır. Güvenlik sorularında daima koruyucu ve kuru olan seçenekler doğrudur.

Ne Öğreneceğiz

İletken ve yalıtkan maddeleri, basit elektrik devresini, direnç kavramını ve elektrik güvenliği kurallarını ayrıntılı biçimde ele alır. Bu konuda ögrenme çıktıları:

• İletken ve yalıtkan maddeleri örnekleriyle sınıflandırır.
• Basit bir elektrik devresinin elemanlarını ve görevlerini açıklar.
• Seri ve paralel bağlantının ampuller üzerindeki etkisini karşılaştırır.
• Direnci tanımlar ve etkileyen etkenleri belirtir.
• Elektrik güvenliği için uyulması gereken kuralları listeler.

Ön Bilgi

Bu konuya başlamadan önce temel kavram ve ön koşulları kavramanız yardımcı olacaktır. Konunun çerçevesinde şu kavramlar dikkat ister:

• Metaller elektriği iletir, plastik ve cam yalıtkandır.
• Ampulün yanması için devrenin kapalı olması gerekir.
• Prizler paralel bağlandığı için bir cihaz çıkarılsa diğeri çalışır.
• Tel uzadıkça direnç artar, kalınlaştıkça direnç azalır.
• Islak cilt elektrik çarpmasının etkisini artırır.
• Aşırı akımda devreyi korumak için sigorta kullanılır.

Basit Örnek ve Günlük Yaşam

Günlük yaşamda ve mesleki bağlamda bir uygulama:

Soru: Çatal, plastik kaşık ve cam bardak arasında elektriği ileten hangisidir?

1. Adım 1: Maddenin cinsi belirlenir; çatal metal, kaşık plastik, bardak camdır.
2. Adım 2: Tüm metaller elektriği ilettiği kuralı uygulanır.
3. Adım 3: Plastik ve cam yalıtkan olduğundan dışarıda bırakılır.

Sonuç/cevap: Çatal (metaldir, iletkendir)

Karşılaştırma Tablosu

Sık Yapılan Hatalar

Metalleri yalıtkan sanmak: Bakır, alüminyum ve demir elektriği iletir; yalıtkan değildirler.

Açık devrede akımın da geçtiğini düşünmek: Yol tamamlanmadığı için açık devrede akım geçmez ve ampul yanmaz.

Seri bağlantıda bir ampul sönse de diğerlerinin yanacağını sanmak: Seri bağlantıda yol tek olduğundan tek arıza bütün ampulleri söndürür.

Islak elle elektrikli cihaza dokunmak: Su iletken olduğundan direnç düşer, elektrik çarpması riski ciddi biçimde artar.

Direnci yalnızca uzunluğun belirlediğini sanmak: Telin cinsi ve kesiti de direnci değiştirir; kalın telden direnç daha azdır.

Özet

Elektriği ileten maddeler iletken, iletmeyenler yalıtkandır; metaller ile tuzlu su iletken, plastik ve cam yalıtkandır. Akımın geçmesi için devre kapalı olmalıdır. Seri bağlantıda tek arıza her şeyi, paralel bağlantıda yalnızca ilgili kolu etkiler. Direnç teldenin cinsi, uzunluğu ve kesitiyle değişir; elektrik güvenliği için ıslak elle dokunulmaz ve yıpranmış kablo kullanılmaz.

Kendini Dene

Soru: Seri ve paralel bağlantıyı karşılaştıran bir tablo hazırlayınız. Tabloda her bağlantı için akımın izlediği yolu, arızaların etkisini ve günlük hayattan birer örnek yazınız.

Örnek cevap: Puanlama anahtarı: Seri bağlantıda akımın tek yoldan geçtiğinin yazılması 3 puan; seride tek arızanın devreyi tamamen kestiğinin belirtilmesi 3 puan; paralelde kollar kadar yol olduğunun yazılması 3 puan; paralelde arızanın yalnızca ilgili kolu etkilediğinin belirtilmesi 3 puan; doğru örnekler (noel ışıkları / ev prizleri) 3 puan. Toplam 15 puan.