Şu An Sitemizde 424 Ziyaretci 0 Üye Online
8. Sınıf Sınıf Fen ve Teknoloji Dersi Konu, Deney, Etkinlik, Sunu, Test, Bulmaca ve Kavram Haritaları/ Yaşamımızdaki Elektrik/Yaşamımızdaki Elektrik Ünitesi Konu Anlatımı
Demir, nikel, kobalt gibi maddeleri çekme özelliği gösteren cisimlere MIKNATIS denir. Doğal ve yapay olmak üzere iki çeşit mıknatıs vardır. Doğal mıknatıs: İçerisinde manyetit adı verilen demir oksit bileşiği içeren kayaç doğal mıknatıstır. Yapay mıknatıs: Bizim kullandığımız mıknatıslar yapay mıknatıslardır. Mıknatıslar kullanım alanlarına göre farklı şekil ve büyüklükte yapılır. Yapay mıknatısların yapımında daha çok demir ve çelikten yararlanılır. Mıknatısın kuzeyi gösteren ucu N ve güneyi gösteren ucu S ile gösterilir. Burada N ve S harfleri kuzey (North) ve güney (South) sözcüklerinin İngilizce karşılığının ilk harflerinde gelmektedir. Mıknatısın zıt kutupları birbirini çeker, aynı kutupları birbirini iter. Her mıknatısın çevresinde manyetik alanı vardır. Mıknatısın manyetik alan kuvvet çizgileri kuzey kutbundan çıkar, güney kutbunda son bulur. • Bir maddenin mıknatıslık özelliği kazanabilmesi için manyetik madde olması gerekir. Demir, nikel, kobalt gibi mıknatıs yapımında kullanılan maddelere
manyetik madde denir. • Sıradan bir manyetik maddede her biri mıknatıs gibi davranan milyonlarca minik bölgecikler düzensiz bir şekilde bulunur. Bölgeciklerin birbirlerinin manyetik etkisini yok etmelerinden dolayı madde mıknatıslık özelliği göstermez. • Manyetik madde, bir mıknatısın manyetik alanına girdiğinde bölgecikler düzenli hale gelir. Böylece madde mıknatıslanır. Manyetik madde birkaç yöntemle mıknatıslanabilir. Ancak bu yöntemlerin en kontrollü ve güçlüsü elektrik akımı kullanarak mıknatıslandırmadır.
Manyetik maddeleri mıknatıslandırma yöntemleri: * Etki ile mıknatıslandırma * Dokunma ile mıknatıslandırma *Sürtünme ile mıknatıslandırma Not: Mıknatıslık özelliği atomların yapısındaki elektronların hareketinden kaynaklanır. ELEKTROMIKNATIS: Bazı maddeler elektrik akımının etkisiyle manyetiklik özelliği kazanır. Bir manyetik madde etrafına tel sarıp, tele akım verilirse mıknatıs oluşturulur. Oluşan bu mıknatısa elektromıknatıs denir. Elektromıknatısın da bütün mıknatıslar gibi kuzey ve güney kutupları vardır. Ancak elektromıknatısın kutbu diğer mıknatıslar gibi sabit değildir. Bobinden geçen elektrik akımının yönüne göre değişir. Sağ elimizi bobinin üzerine sardığımızda başparmağımızın gösterdiği yön elektromıknatısın N kutbu iken, diğer yön ise S kutbudur. Sağ elin dört parmağı akım yönünü gösterecek şekilde bobin tutulduğunda başparmak manyetik alanın yönünü gösterir. ( elektik akımının yönü, pilin + kutbundan, - kutbuna doğrudur.) Elektromıknatısın Çekim Gücü Nelere Bağlıdır? 1. Bir elektromıknatısın gücü, bobinin sarım sayısına bağlıdır. Bir demir çivi üzerindeki iletken telin sarım sayısı arttırılırsa çivi daha fazla toplu iğne çeker. Bu da elektromıknatısın gücünün arttığının göstergesidir.
2. Bir elektromıknatısın gücü, bobinden geçen akıma bağlıdır. Demir çivi üzerine takılan tele verilen akım arttırılırsa çivinin mıknatıslık gücü artar ve daha fazla toplu iğne çeker. Not: Elektromıknatıstan akım kesilirse mıknatıslık özelliği ortadan kalkar. Günlük Hayatta Elektromıknatısları Nerede Kullanıyoruz? Elektromıknatıs kontrol edilebilen ve gücü ayarlanabilen bir mıknatıs olduğu için günlük hayatta sıklıkla kullanılır. * Telgraf *Telefon *Kapı zili * Televizyon *Hurdalıklarda kullanılan vinç *Hoparlör *Japonların maglev treni (hızlı tren) (Not: Hırsız alarmındaki elektromıknatısın çalışma prensibi ders kitabınızda ayrıntılı olarak anlatılmıştır.) Elektrik Enerjisinden Hareket Enerjisine Günlük hayatta sıklıkla kullandığımız mikser, matkap, vantilatör, saç kurutma makinesi, uzaktan kumandalı oyuncak araba gibi pek çok alet elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştüren motorlar içerir. Bu motorlara elektrik motoru denir.
Mıknatısların zıt kutuplarının birbirini çektiğini, aynı kutupların birbirini ittiğini biliyoruz. Elektrikli aletlerin yapısında bulunan elektromıknatısı oluşturan bobin, bu aletlerin yapısındaki diğer mıknatıslarla etkileşir. Bu mıknatıslardan biri elektromıknatısa itme kuvveti uygularken, diğeri çekme kuvveti uygular. Birbirine zıt kuvvetlerin etkisi altında kalan bobin dönme hareketi yapar. Bu araçta elektik motoru adını alır. Elektrik motorları günlük hayatımızda pek çok alanda kullanılmaktadır. Uzaktan kumandalı oyuncak arabaların yapısında bulunur. Çok küçük boyutlarda üretilen elektrik motorları tıp alanında ve uzay araştırmalarında da kullanılmaktadır.
Hareket Enerjisinden Elektrik Enerjisine Hareketsiz duran bir bobinin içinde hareket ettirilen bir mıknatıs, bobin üzerinden elektrik akımı oluşmasına neden olur. Bir çubuk mıknatısın hareketi elektrik akımı oluşturmuştur.
Jeneratör; hareket enerjisinden elektrik enerjisi üreten araçlara verilen isimdir. Jeneratörleri, elektrik motorlarını tersine çalışan bir araç olarak düşünebiliriz. Günlük hayatımızda kullandığımız elektrik enerjisi, güç santrallerindeki (elektrik santrallerindeki) jeneratörler yardımı ile üretilir. • Elektrik santrallerinde jeneratörlerin elektrik enerjisi üretmesi için gerekli olan hareket enerjisi değişik yollardan sağlanır. • Termik santrallerde kömür, fuel-oil gibi fosil yakıtlar yakılarak kazandaki su buhar haline getirilir. Oluşan yüksek basınçlı su buharı türbinin türbinin hareket etmesini sağlar ve elektrik enerjisi üretilir. • Nükleer santrallerde ise kazandaki suyun buharlaştırılması nükleer enerji ilse sağlanır. • Hidroelektrik santrallerde barajda biriken su yüksekten hızla akarak türbinin kanatları üzerine düşer. Böylece türbine bağlı jeneratörden elektrik enerjisi elde edilir. (Transformatör: Elektrik enerjisi güç santrallerinde üretildikten sonra şehirlerimize 250000–500000 V arasındaki yüksek gerilimle taşınır. Elektrik enerjisini taşıyan tellere yüksek gerilim hattı denilmesinin sebebi de budur. Şehirlere gelen elektrik enerjisinin gerilimi düşürülür. Böylece gerilim evlerde kullanılan cihazların çalışmasına uygun hale getirilir. Ülkemizde evlerde kullanılan gerilim 220 V’tur. Şehir gerilimini yükseltmek veya düşürmek için kullanılan araçlara transformatör denir.) Elektrik Enerjisinden Isı Enerjisine Bütün maddeler ısı enerjisi açığa çıkarmaktadır Elektrikli aletlerde açığa çıkan ısı enerjisinin iletken telin direnciyle, telden geçen akım miktarı ve akımın geçiş süresiyle bağlantısı vardır. ( Bir telin direnci şu durumlarda değişir: Uzun telin direnci kısa telin direncinden daha fazladır.- İnce telin direnci kalın telin direncinden daha fazladır. - telin cinsine bağlı olarak telin direnci değişmektedir) • Telin direnci arttıkça açığa çıkan ısı da artar. • Telden geçen akım arttıkça açığa çıkan ısı da artar. • Telden geçen akımın süresi arttıkça açığa çıkan ısı da artar. Elektrik enerjisini ısı enerjisine dönüştüren araçlar: Ütü, tost makinesi, fırın, ampuller, su ısıtıcıları elektrik akımının Isı etkisiyle çalışan aletlerdir. İçinden akım geçen bir tel ısınır ve bu ısınma akım şiddetinin etkisiyle gerçekleşir. Ancak kullanılan bu aletlerde veya kablolarda elektrik enerjisinin oluşturduğu ısı bazı sorunları da beraberinde getirir. Örneğin; çok fazla ısınan teller üzerindeki yalıtkan kabloları eriterek yangın meydana getirebilirler. Ampullerde kullanılan flaman elektrik akımına gösterdiği direnç nedeniyle ısınarak akkor haline gelir. Flamanın yapıldığı tungsten metali 3400 dereceye kadar erimeden dayanabilir. Flamanın sarmal yapısının nedeni direncin daha da fazla arttırılmasıdır. SİGORTA: Sigorta, elektrik devrelerindeki güvencemizdir. Elektrik devrelerindeki tellerin aşırı ısınmasıyla oluşabilecek tehlikelere karşı önlem olarak sigorta kullanılır. Devreden fazla akım geçtiğinde devreyi açarak - akımı keserek güvenlik sağlayan araçtır ve devreye seri bağlanır. Sigorta Çeşitleri 1. Eriyen telli sigortalar: Bu tip sigortalarda erime sıcaklığı küçük bir maddeden yapılmış iletken teller kullanılır. İletken tel üzerinden fazla akım geçtiğinde eriyerek devredeki bağlantıyı dolayısıyla elektrik akımını keser. Bu tür sigortalar attığında eriyen tel aynı tür başka telle değiştirilir. 2. Manyetik sigortalar: Bu tip sigortalarda devreden fazla akım geçtiğinde bobin mıknatıslanarak metal bloğu kendine çeker. Böylece devredeki akım kesilmiş olur. 3. Metal çiftli sigorta: metallerin farklı miktarsa genleşmelerinden yararlanarak hazırlanır. Farklı miktarda genleşen metaller eğilir böylece devredeki kontak açılır ve devreden akım geçmez. Sigorta kullanımında dikkat edilmesi gerekenler: Sigortalar taşıyabilecekleri en yüksek akım miktarına göre sınıflandırılır. Örneğin 13 A’lik sigorta en fazla 13 A’lik akımın geçmesine izin verir.Daha fazla akım geçmesi durumunda sigorta devreyi keser ve akım geçişini durdurur. Böylece devreden geçecek yüksek akımın oluşturacağı tehlikeler önlenmiş olur. • 2 A’lik akım ile çalışan saç kurutma makinesini 1A’lik sigorta ile korumak anlamsızdır. Çünkü saç kurutma makinesi çalıştırıldığında sigorta üzerinden 1 A’den fazla akım geçeceği için atacak ve makine çalışmayacaktır. Aynı makineyi 13 A’lik sigorta ile korumak da güvenli olmaz. Çünkü makine çalışırken oluşabilecek bir sorunda akım 13 A oluncaya kadar sigorta atmaz ve aşırı ısınma sonucu yangın çıkabilir. Bu saç kurutma makinesini korumak için 3 A’lik sigorta kullanmak uygundur. Bu yüzden sigortalar kullanılacağı devreden geçen akım değerinden biraz yüksek değerde seçilmelidir.
Elektrik Enerjisinden Işık Enerjisine Ampuller ve flüoresan lambalar elektrik enerjisini ışık enerjisine nasıl dönüştürür? Ampuller: Ampul içinde sarmal yapıda bir madde vardır. Bu sarmal yapıya filaman denir. Filaman tungsten denilen çok uzun ve çok ince sarmal yapıda bir telden yapılmıştır. Filamanın sarmal yapıda olmasının sebebi uzun tellerin direncinin kısa tellere göre daha fazla olmasıdır. Uzun tungsten metali ampulün içine sığması için sarmal hale getirilmiştir. Yüksek sıcaklığa dayanan filamanın direnci oldukça büyüktür. Akım bu ince telden geçerken akkor haline gelir ve çevreye ışık yayar. Ampullere akkor filamanlı ampul denir. Ampul patladığında neden tekrar yanmaz? Çünkü ampul patladığında ampulün içindeki filaman kopar ve akım geçmez. Bundan dolayı ısınmayan tel çevreye ışık yayamaz. Flüoresan lamba: İçerisinde çok az civa ve bir miktarda soy gaz bulunan, iç yüzeyi çok ince fosfor tabakasıyla kaplı cam bir tüpten ibarettir. Tüpün her iki ucunda bulunan elektrotlara uygulanan gerilim bu elektrotların birinden elektronların kopmasını ve büyük bir hızla diğer elektrota doğru hareket etmesini sağlar. Kopan ve yüksek hızla hareket eden bu elektronlar tüp içerisinde gaz halinde bulunan civa atomlarıyla çarpışır. Bu sırada civa atomları insan gözünün algılayamadığı mor ötesi ışıma yapar. Bu mor ötesi ışın cam tüpün iç yüzeyini kaplayan fosfora çarptığında görünür ışık meydana gelir. Elektriksel Güç Elektrikli aletlerin bir saniyede harcadığı enerji miktarı birbirinden farklıdır. Birim zamanda harcanan enerji miktarına elektriksel güç denir. Elektrikli aletlerin harcadığı elektrik enerjisi miktarını belirleyen iki değişken vardır: 1) Elektrikli aletin harcadığı elektrik enerjisi miktarı kullanıldığı süreye bağlıdır. 100 Wattlık bir ampulle çalışan masa lambası 1 saniye ışık verdiğinde 100 J’lük enerji harcar. Aynı masa lambası, 2 saniye ışık verdiğinde 200 J’lük enerji harcar. Yani elektrikli aletin kullanıldığı süre arttıkça harcadığı elektrik enerjisi miktarı da artar. 2) Elektrikli aletin harcadığı elektrik enerjisi miktarı sahip olduğu elektriksel güce bağlıdır. Elektriksel gücü 1500 Watt olan bir saç kurutma makinesi 1 saniye çalışırsa 1500 J’luk enerji harcar . 1000 W’lık bir saç kurutma makinesi 1 saniyede 1000 J’luk enerji harcar. Yani elektrikli aletin gücü arttıkça harcadığı elektrik enerjisi miktarı da artar. Bir elektrikli aletin gücü ve kullanıldığı süre biliniyorsa harcadığı enerjiyi aşağıdaki bağıntı yardımıyla bulabiliriz:
Elektrik Enerjisi Nasıl Ölçülür? Evlerimize veya işyerlerimize gelen elektrik enerjisi kullanmadan önce elektrik sayacı adı verilen bir araç içinden geçer. Elektrik sayaçlarının çoğu basit bir elektrik motoru gibi çalışır. Elektrik enerjisi sayaç içinde yatay olarak bulunan diskin hareket etmesini sağlar. Sayaca gelen elektrik enerjisi miktarı arttıkça disk daha hızlı döner. Böylece sayaç harcanan elektrik enerjisini ölçmüş olur. Enerji Tasarrufu İçin Alınabilecek Önlemler • Bulunduğunuz yerde işiniz bittiğinde lambayı söndürünüz. • Kullanılmayan alanların (hol, salon, tuvalet, mutfak vb.) lambalarını açık bırakmayınız. • Gereksiz yere radyo, televizyon, teyp vb. araçları çalıştırmayınız ya da çalışır durumda bırakmayınız. Elektrikli aletleri kullandıktan sonra muhakkak fişlerini çekiniz. • Gün ışığında yapabileceğiniz iş ve etkinlikleri geceye bırakmayınız. • Elektrikli araçları kullanma talimatlarına uygun olarak kullanınız. • Buzdolabının kapağını sık sık ya da gereksiz yere açıp kapamayınız. Bu durum buzdolabında karlanmaya, karlanma da gereğinden fazla enerji kullanılmasına yol açar. • Kullandığınız beyaz eşyalar A sınıfı olmalı. • Elektrik enerjisini israf edenleri uyarınız. Ünitemizle İlgili Etkinlik
1. Doğal veya yapay mıknatıslar tarafından çekilebilen madde 2. Elektrikli bir aletin birim zamanda harcadığı enerjiye verilen ad 3. J/s oranı 4. İletken bir telle hazırlanmış bobine akım verilerek yapılan alet 5. Sabit bir mıknatısın kutupları arasındaki bobine elektrik akımı verilerek çalıştırılan alet 6. Elektrik enerjisinin üretildiği yer 7. Bir elektrik devresine giren akımı kontrol ederek çeşitli tehlikelere engel olan alet 8. Elektrik enerjisini ışık enerjisine çeviren alet 9. Elektrik kesintilerinde devreye girerek gerekli elektrik enerjisini sağlayan alet 10. Kullanılan elektrik enerjisini ölçen alet