/8. Sınıf Fen Bilimleri / Ünite 7 : Elektrik Yükleri ve Elektrik Enerjisi / Elektrik Enerjisinin Dönüşümü
Üzerinden akım geçen iletken tel, sahip olduğu direnç nedeniyle ısınır. Bu ısının miktarı telin cinsine göre farklılık gösterir. Etkinlikte tel üzerine bir gerilim uygulanarak akım geçmesi sağlanmıştır. Bu akım ile telin sıcaklığı değişmiştir. Buradan da anlaşılacağı gibi tel üzerinde elektrik enerjisi, ısı enerjisine dönüşmüştür. Elektrik enerjisinin bu dönüşümü teknolojik uygulamalarda kullanılmaktadır. Elektrik enerjisinin ısı enerjisine dönüştüğü uygulamalara bazı örnekler verilmiştir.
Elektrik enerjisini ısı enerjisine dönüştüren birçok araç kullanılmaktadır. Su ısıtıcıları, fırınlar, klimalar, ızgaralar, elektrikli şofbenler ve sobalar bunlardan bazılarıdır. Elektrikli araçlar içerisindeki iletken telin direnci yüksek olduğu için fişe takılıp telden akım geçince tel ısınır ve akkor hâle gelir. Böylelikle elektrik enerjisi ısı enerjisine dönüşür.
Elektrik tesisatlarındaki gerilim değişiklikleri devreden çok yüksek akımların geçmesine sebep olabilir. Bu durum, elektrik kablolarında açığa çıkan ısının artmasına, araçların bozulmasına ve yangın çıkmasına neden olabilir. Yangınların önlenmesi ve eşyaların bozulmaması için sigortalar kullanılır. Sigorta içerisinde ısıya duyarlı teller vardır. Bu teller yüksek akımın etkisiyle yanarak kopar ve böylece tesisatta oluşabilecek yangın önlenmiş olur.
Karanlık bir yolda, yolunuzu aydınlatmak için el feneri, odanızı aydınlatmak için lamba kullanırsınız. Karanlık bir odada televizyonu açtığınızda odanın biraz aydınlandığını fark edersiniz. Çünkü cihazlar elektrik enerjisini ışık enerjisine dönüştürür.
Elektrik enerjisini ışık enerjisine dönüştüren araçlardan biri ampuldür. Ampul içerisinde bir tel vardır ve bu tel, üzerinden elektrik akımı geçtiğinde kızararak etrafa ışık saçar. Böylece elektrik enerjisi ışık enerjisine dönüşmüş olur. Etkinlikte de fişin ucundaki çelik telden geçen akım, telin etrafa ışık vermesini sağlamıştır. Trafik ışıkları, ışıklı tabelalar ya da bilgisayar ekranı elektrik enerjisinin ışık enerjisine dönüşümünü temel alan teknolojik uygulamalara örnektir.
Mikser, matkap ve doğrayıcı gibi araçlar elektrik enerjisinin hareket enerjisine dönüşümü ile çalışır. Bu araçlar içerisindeki motorlar elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştürür. Motorlar içerisinde mıknatıs bulunur. Motor içerisinden akım geçtiğinde mıknatıslarla etkileşim gerçekleşir ve motor hareket eder.
Oyuncaklarınızın bazıları elektrik enerjisinin hareket enerjisine dönüşümü ile çalışır. Özellikle oyuncak robotlar elektriğin hareket enerjisine dönüşümü temel alınarak geliştirilmiştir. Etkinlikteki uzaktan kumandalı araba da pil olmadan hareket etmez. İçerisindeki küçük motor, elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştürerek arabanın hareket etmesini sağlar.
Bir bisikletteki farların ışık vermesi için dinamo denilen araç kullanılır. Bisikletin pedalları çevrildiğinde dinamo içerisinde bulunan küçük mıknatıslar hareket eder. Bu hareket sayesinde elektrik enerjisi üretilir.
Dinamo kullanarak el feneri gibi basit bir alet için elektrik enerjisi üretilebilir.
Televizyon, bilgisayar, fırın, bulaşık makinesi gibi elektrikli araçların kaynağı şehir elektriğidir. Şehir elektriğinin üretildiği yerlere güç santralleri adı verilir. Hidroelektrik, termik, jeotermal, nükleer ve rüzgâr santralleri elektrik enerjisinin üretildiği başlıca santrallerdir. Bu santrallerde hareket enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren araçlara jeneratör adı verilir. Jeneratörler yapısında bulunan türbin denilen sistemlerin dönmesiyle elektrik üretir.
Hidroelektrik santrallerde yüksekten bırakılan su, türbinin küreklerini harekete geçirir. Bu hareket jeneratöre aktarılır. Tıpkı bir bisikletin dinamosunda olduğu gibi metalden bir makaranın içinde bir mıknatıs döner. Bu sırada, dalganın dönmesiyle oluşan mekanik enerjiden, makara içerisindeki elektronların harekete geçirilmesiyle elektrik enerjisi oluşur.
Rüzgâr santrallerinde ise rüzgârın etkisiyle türbinler döner. Bu hareket sonucu elektrik enerjisi üretilir.
Kömür, linyit, doğal gaz gibi madenlerin yakılması sonucu ısı açığa çıkar. Termik santrallerde bu ısı buharlaştırılarak türbinlere gönderilir. Türbinlerin hareketi sonucu hareket enerjisi elektrik enerjisine dönüşür.
Jeotermal elektrik santrallerinde ise yer altından çıkarılan termal sular ile yüksek basınçta buhar elde edilir. Buhar türbinlerine püskürtülen buhar, türbinin dönmesini sağlayarak elektrik üretimini gerçekleştirir.
Artan enerji ihtiyacını karşılamak için geliştirilen santrallerden biri de nükleer santrallerdir. Nükleer santrallerde nükleer yakıtlardan elde edilen enerji ile buhar üretilir. Bu buhar jenaratör türbinlerini döndürerek elektrik enerjisi üretilmesini sağlar.
Nükleer santraller, enerji üretmek için önemli bir kaynaktır. Nükleer santrallerde çevreyi kirletmeden daha fazla enerji üretmek mümkündür. Ancak nükleer santraller kullanılırken güvenlik tedbirleri en üst düzeyde alınmalıdır.
Ülkemizin enerji üretiminde kullanılan hidroelektrik santrallerin avantajları; güvenilir, ucuz üretim maliyetli, gereksinime göre enerji üretebilen ve atık madde üretmediği için temiz olması olarak sıralanabilir. Ancak bu avantajların yanında hidroelektrik santrallerinin akarsudaki canlı yaşamına olumsuz etkileri de vardır. Santrallerin yüksek maliyetle uzun sürede inşa edilmesi de dezavantajlarından biridir.
Televizyonda, gazetelerde ve dergilerde Dünya’nın ısındığına ilişkin haberlere de rastlıyoruz. Bilim insanlarına göre, tüm bunlar birbiriyle ilişkili ve Dünya’nın ısınması, kullandığımız enerji kaynaklarına bağlı olarak havaya fazla miktarda karbondioksit gazı salınmasından kaynaklanıyor. Bu nedenle elektrik üretilen yerler olması doğaya en az zararla en fazla enerji üretebilen santraler kullanılması gerekmektedir. Günümüzde tüm ülkeler, bu sorunlara çareler bulmaya çalışıyor. Artık herkes, temiz enerji kaynaklarının kullanılmaya başlanması konusunda hem fikirdir.
Elektrik enerjisi yaşamımızın her alanında kullanılmaktadır. Enerji kaynaklarının sınırlı olduğu düşünüldüğünde tüketimin artışı zamanla birtakım sorunlara neden olacaktır. Bu sorunların önlenmesi için elektrik enerjisi verimli kullanılmalıdır. Verimli kullanmak için bilinçli olmak ve tasarruf yapmak gerekmektedir. Aşağıda Elektrik enerjisini daha verimli kullanmak için yapılması gerekenlerden bazıları aşağıda sıralanmıştır:
Elektrikle çalışan birçok araç elektrik enerjisi kullanım performansına göre harflerle sınıflandırılmıştır. A enerjisi sınıfındaki cihazlar elektrik enerjisi kullanımı en az olanlardır. Bu nedenle satın alınan elektrikli araçların enerji verimliliği açısından A sınıfı olmasına dikkat edilmelidir.
Bekleme konumunda bırakılan elektrikli araçlar belirli bir miktar elektrik enerjisi tüketmeye devam eder. Elektrik tasarrufu yapmak için televizyon, bilgisayar gibi araçlar kullanılmadığı zaman kapatılmalı, bekleme konumunda tutulmamalıdır.
Ampuller de enerji tasarrufuna göre sınıflandırılmaktadır. Kompakt lambalar tasarruflu aydınlatma araçlarıdır. Bu lambalar kullanılarak elektrik tasarrufu sağlanabilir. Ayrıca gereksiz yere yanan lambalar söndürülmelidir.
Bulaşık ve çamaşır makineleri yüksek ısılarda çalıştırıldığında daha fazla elektrik harcar. Elektrik tasarrufu yapmak için bu makineler yüksek ısılarda çalıştırılmamalıdır. Ayrıca bu makineler tam kapasiteyle çalıştırılmalıdır. Çünkü bu sayede enerji tasarrufu sağlanmış olur.
Buzdolabı, derin dondurucu gibi soğutma için kullanılan araçlar; fırın, ocak gibi ısı yayan araçlardan uzak bir yere yerleştirilmelidir. Buzdolabının kapağı gereksiz yere açılmamalı, böylece ısı kaybı önlenmelidir.
Enerji verimliliği konusunda ülkemizde resmî olarak Enerji Bakanlığı çalışmalar yapmaktadır. Bu kurum, enerjinin verimli kullanılması için neler yapılması gerektiğini belirler. Ülke genelinde gereğinin yapılması için yetkilileri bilgilendirir. Ayrıca 2008 yılında Enerji Verimliliği Derneği tarafından hazırlanan bir proje ile vatandaşlar bilinçlendirilmeye çalışılmıştır. Dernek ile aynı adı taşıyan ENVER adı altında oluşturulan bir kampanyada özellikle çocukların bilinçlendirilmesi hedeflenmiştir.
Elektriğin yasa dışı yollardan bedelsiz kullanımı kaçak elektrik kullanımı olarak adlandırılır. Kaçak elektrik kullanımı ülke ekonomisine büyük zarar vermektedir.