YAŞAMIMIZDAKİ ELEKTRİK

8.SINIF

DERS: 1 
ÜNİTE 7 : YAŞAMIMIZDAKİ ELEKTRİK
KONU: DURGUN ELEKTRİK
Elektrik, günlük yaşantımızda birçok alanda kullandığımız bir enerjidir.   Lâmbalar,radyo,telefon,televizyon, buzdolabı, ısıtıcı  elektrikle çalışır.Hava, kara ve  deniz taşıtlarda da elektrik enerjisinden yararlanılır. 
Durgun Elektrik:Bir cisim üzerinde bulunan elektrik yüklerinin akıp gitmemesi, durgun hâlde kalması anlamına gelir. Durgun elektriğin diğer adı elektrostatiktir.
Cisimlerin Elektriklenmesi: Plâstik tarak kuru saça sürtüldükten sonra küçük kâğıt parçalarına yaklaştırılırsa, tarağın kâğıt  parçalarını çektiği görülür.Tarağın kâğıt parçalarını çekmesinin nedeni tarak üzerinde bulunan  durgun elektriktir.
Plâstik eşyaların kuru bezle silindikten sonra tozları çekmesinin nedeni, sürtünme ile plâstik yüzeylerde oluşan elektrostatik kuvvettir. Yünlü kazağımızı ya da naylon iplikten yapılmış tişörtümüzü çıkartırken çıtırtılar duyarız.Karanlık bir odada kazağımızı  çıkartırsak, sesle beraber küçük kıvılcımların  çıktığını da görürüz.     
                                
Saçlarınızı  tararken saç tellerinin birbirini ittiğini ve saçlarınızın kabardığını görebilirsiniz. İpekli kumaşa birkaç  kez sürtülmüş cam çubuk da kâğıt parçalarını çeker.Naylon ya da plastik bir   yüzeyde  yürüdükten sonra metal  kapı koluna dokunduğumuzda, elektrik çarptığını  hissederiz.  

                                                                                                                                

Aynı olay bir otomobilin metal kapı koluna ya da bir kimseye dokunduğumuzda da  olur.

Televizyon ekranı, plâstik kasalı radyo, teyp vb. araçların üstü kuru bezle silindiği hâlde kısa sürede tozlanır. Yünlü kumaşa sürttüğünüz ebonit çubuğu, çeşmeden incecik akan suya  yaklaştırdığınızda, ebonit çubuk suyu kendine doğru çeker. 

Bütün anlatılan bu olayların nedeni cisimlerin sürtünme sonucu elektriklenmesidir.  
Elektrik Yükleri Arasındaki İtme ve Çekme                    

Balonlar,yünlü kumaşa sürtüldüğünde aynı yükle yüklenirler.

Iki balonu şişirip ağızlarını iple bağlayalım. Yünlü kumaşı, balonlara birkaç kez sürtelim. Balonları iplerinden tutup birbirine yaklaştırdığımızda, balonların birbirini ittiğini görürüz.

                                             

Balonlardan biri yünlü, diğeri naylona sürtüldüğünde farklı yükle yüklenirler. 

Balonlardan birini yünlü kumaşa, diğerini naylona sürtelim. Balonları iplerinden tuttuğumuzda, balonların birbirini çektiğini görürüz.

                                                 

Elektrikle yüklü cisimlerin birbirini itme ve çekmesi iki farklı elektrik türü olduğunu 

gösterir.
Elektrikli cisimler arasındaki itme ve çekme kuvvetine elektrostatik kuvvet denir.
Elektrostatik kuvvet, cisimler arasındaki uzaklığa, cisimler arasındaki ortama  ve cisimlerin     üzerindeki yük miktarına bağlıdır. 

Birbirini iten balonların arasına kalın bir kâğıt konduğunda, balonlar birbirine yaklaşır. Çünkü kâğıdın oluşturduğu ortam, balonların üstündeki yüklerin birbirine etkisini azaltır.    
İletken ve Yalıtkan Maddeler

Elektronların geçebildiği maddelere iletken denir.Bütün metaller iyi iletkendir. Bakır ve alüminyum iletken olarak en çok kullanılan metallerdendir. İletkenlik özelliği en iyi olan metal gümüştür.
Metallerin İletkenlik Sıralaması:
Gümüş>Bakır>Altın>Alüminyum>Çelik>Nikel-Krom

Elektronların geçemediği maddelere yalıtkan denir. Tahta, porselen, ebonit, cam, plâstik, hava yalıtkan maddedir. Yalıtkan maddeler üzerlerinde biriken yükleri bir yere aktarmazlar. Bu yüzden iletken tellerin, elektrik kablolarının etrafı plâstikle kaplanır.

Elektronların  kısmen geçebildiği maddelere zayıf iletken denir. İnsan vücudu, toprak, su, zayıf iletkendir.Bazı maddeler, çok düşük sıcaklıklarda ( –150°C gibi) içinden elektron geçişine hemen hemen hiç engel olmaz. Böyle maddelere süper iletken denir.Maddelerin bir kısmından bazı durumlarda elektronlar geçebilir, bazı durumlarda  ise elektronlar geçemez.. Böyle maddelere yarı iletken denir. Silisyum, germanyum, yarı iletken maddelerdir. Yarı iletken maddeler çoğunlukla elektronik devrelerde kullanılır.                                

İletken Üzerinde Yük Dağılımı
İletkenler sürtünme ya da diğer yöntemlerle durgun elektrikle yüklenebilir. Fakat elektronlar birbirini ittiği için fazla yükler metallerin içinde durmadan akıp giderler.
Metal bir cisim plastik bir eldivenle tutulup yalıtkan bir cisme  sürtülürse elektrikle  yüklenir.
Benzer yükler birbirini ittiğinden bir iletken üzerindeki yükler, iletkenin en dış yüzeyinde bulunur,içinde bulunmaz.İletkenler üzerindeki yükler, birbirini en uzak noktaya kadar ittiği için,yükler sivri uçlarda birikir.Bu nedenle,yıldırım sırasında elektrik yükü boşalması yeryüzündeki yüksek ve sivri uçlu yerlere olur.
Atmosferde Doğal Elektriklenme; Şimşek ve Yıldırım

                 
Çevremizde gözlemleyebildiğimiz en büyük elektrik olayı, şimşek ve yıldırımdır. Bulutları oluşturan su tanecikleri ve havadaki toz parçacıkları, rüzgâr nedeniyle sürtünme sonucu elektriklenir. Bulutların bir bölümü (–) yükle yüklenirken, bir bölümü (+) yükle yüklenir. Yüklü bulutlar birbirine yaklaştığında bir buluttan diğerine yük akışı olur. Bu olaya şimşek denir. Bazen aynı bulutun alt ve üst kısımları zıt yükle yüklendiği için şimşek aynı bulut içinde de oluşabilir.                                                

Elektrikle yüklü bir bulut, yere yeterince yakınsa, bulut üzerindeki yükler etki ile yeryüzünü elektrikler. Bunun sonucunda yerle bulut arasında yük boşalması olur. Bu olaya yıldırım denir. Şimşek ve yıldırım sonrasında şiddetli bir patlama duyulur. Buna gök gürültüsü denir. Bunun nedeni, elektrik boşalması sırasında havanın anîden aşırı derece ısınıp genleşmesidir. Işık, sesten çok daha hızlı olduğu için, önce ışık görülür daha sonra gürültü duyulur.                                        

Yıldırımsavar (Paratoner)

Yıldırımların zararından korunmak için yüksek binaların tepesine paratoner(yıldırımsavar) takılır. Yıldırımsavar, sivri uçlu metal bir çubuk, iletken tel ve metal levhalardan oluşur. İletken levha toprağa gömülür, sivri uçlu metal çubuk binanın en üstüne takılır, metal çubuk iletken telle metal levhaya bağlanır. 
Yükler sivri uçlarda toplandığından dolayı, bulutla yer arasındaki yük akışı yıldırımsavar (paratoner) ile bulut arasında olur. Cami minarelerinin ve yüksek binaların üstünde  yıldırımsavarlar bulunur.

Yıldırımlı havalarda yıldırımdan korunmak için;

Mümkünse dışarı çıkılmamalı.Düz ve açık alanda elde şemsiye ile dolaşılmamalı.Ağaç ve direk altında durulmamalı. (Ağaç ve direkler ıslanınca iletken hale gelebilir.)Tepelik yollardan uzak durulmalı.Denizde bir kayık içerisinde iseniz kayığın içine uzanmalı.Araba içinde iseniz, araba dışına çıkmamalı.Kısaca düz bir alanda en yüksek cisim siz olmamalısınız.

Günlük Yaşantıda Elektrostatik

Havada uçan uçaklar, havayla sürtünme sonucu elektrikle yüklenirler. Bu yüzden uçaklar yere indiği anda üzerlerindeki yükleri tekerlekleri aracılığı ile toprağa bırakırlar. Uçak tekerleklerinin yapısında iletken madde bulunur. Karada giden araçlar yer ve hava ile sürtünme sonucu elektrikle yüklenir. Özellikle tehlikeli madde taşıyan tankerlerin, üzerinde biriken  elektrik yüklerinin zararından korunmak için tankerin arka tarafına uzun zincirler takılır. Tanker üzerindeki fazla yükler zincir aracılığı ile toprağa geçer. Eğer tanker üzerindeki bu fazla yükler toprağa aktarılmazsa elektrik kıvılcımları oluşabilir ve bunlar tankerdeki yakıtın alev almasına sebep olabilir.

İki Tür Elektrik: Artı ve Eksi Yükler

                            

Yünlü kumaşa sürtülmüş, ebonit çubuğun  kazandığı yüke eksi(–) yük;

İpekli kumaşa sürtülen cam çubuğun kazandığı yüke artı(+) yük adı verilir.

             

Yüklü cam çubuk(+) ,yüklü cam çubuğu(+) iter.Yüklü ebonit çubuk (-) , yüklü ebonit  çubuğu(-) iter.Yüklü cam çubuk(+), yüklü ebonit çubuğu(-) çeker.

                           
Elektriğin Kaynağı: Maddenin Temel Taşı Atomlar

Madde atomlardan,. atom ise proton, nötron ve elektron olmak üzere üç temel parçacıktan oluşur.Proton ve nötron, atomun çekirdeğinde bulunur. Elektronlar, çekirdek etrafında çok büyük hızlarla dönerler.
Atomun çekirdeğindeki protonlar artı (+) yüklü, nötronlar yüksüzdür. 
Çekirdeğin çevresinde   hareket eden elektronlar ise eksi (–) yüklüdür. Elektron “e– ” ile gösterilir. 
Elektron sayısı (– yükler), proton sayısına (+ yüklere) eşit olan atomlara, nötr atom
denir. Protonlar çekirdekte olduğu için kolay hareket etmezler. Fakat elektronlar çekirdekten uzakta ve hareketli olduğu için bir atomdan başka atoma geçebilirler.
Bir maddenin atomları elektron kazanırsa madde eksi (–) yükle yüklenmiş, elektron kaybederse madde artı (+) yükle yüklenmiş olur. 
Artı yüklü(+) cisimlerde elektronlar az protonlar çok, eksi(-) yüklü cisimlerde ise elektronlar çok,  protonlar az  demektir.

                                 

Cisimlerin Üzerinde Yüklerinin Gösterimi 
Cismin (+) ve (–) yük sayısı birbirine eşit ise cisim yüksüzdür.  (nötr cisim)
Nötr cisimde yük sayısı birbirine eşit olduğu için genelde nötr cisimlerin üzerine işaret konmaz.
(–) yük sayısı (+) yüklerden fazla olduğu için, (–) yüklü cisim sadece (–) işareti ile gösterilir.
Elektriklenme: Bir cisim üç yolla elektriklenir. 
a. Sürtünme İle Elektriklenme                                                                                               

Ebonit çubuk yünlü kumaşa sürtüldüğünde, elektron kazanır ve (–) yükle yüklenir, yünlü kumaş elektron kaybettiği için pozitif (+) yükle yüklenir.   

                                     
Cam çubuk ipek kumaşa sürtüldüğünde cam çubuk pozitif (+), ipek kumaş negatif (–) yükle yüklenir. 
                                                                                                                     

Sürtünme Sonucu:Ebonit çubuk (-) yükle, yün kumaş ise  zıt yükle (+) yüklenir.                                     Cam çubuk (+) yükle,  ipek kumaş ise zıt yükle (-) yüklenir.                                 b. Dokunma İle Elektriklenme  Eksi yüklü bir cisim, nötr bir cisme dokundurulduğunda,eksi yükler birbirini iter ve  üzerindeki yüklerin bir kısmı nötr cisme geçer. Artı (+) yüklü bir cisim, nötr bir cisme dokundurulduğunda; (+) yükler eksi yükleri çeker ve nötr cisimden bir miktar eksi yük (+) yüklü cisme geçer. Böylece nötr cisim  üzerinde eksi yük miktarı azalır ve cisim (+) yükle yüklenmiş olur.           Yüklü iletken iki cisim birbirine dokundurulduğunda, üzerlerindeki yükleri büyüklükleri ile doğru orantılı olarak paylaşırlar.                                                                                                    c. Etki İle Elektriklenme                                                                                                Daha önce belirtildiği gibi bütün maddeler içlerinde (+) ve (–) yüklü tanecikler barındırır.   (+) yüklü bir cisim yüksüz bir cisme yaklaştırıldığında karşısındaki nötr cisim üzerindeki (–) yükleri kendi tarafına doğru çeker.Böylece nötr cisim üzerindeki yükler etki ile yeniden düzenlenir.          Elektroskop Bir cismin elektrikle yüklü olup olmadığını, yüklü ise ne tür yüke sahip olduğunu anlamamıza yarayan araca elektroskop denir.                                   Elektroskobun yapısı oldukça basittir.Elektroskobun en üstünde metal bir topuz, altında metal yapraklar bulunur. Topuzla yapraklar arasında yük geçişini sağlayan iletken bir çubuk vardır. Yapraklarının açık da kapalı olmasına göre elektroskobun yüklü olup olmadığı anlaşılır Elektroskop yapraklarının, havadaki yüklerden ve rüzgârdan etkilenmemesi için yapraklar bir cam kap içine konur.          Yüksüz (nötr) bir elektroskopta yapraklar kapalı durumdadır. Yüksüz (nötr) elektroskop Yüklü bir elektroskobun topuzunda ve yapraklarında aynı cins yük bulunur.Aynı yükler birbirini  iter ve yapraklar  açılır.Bu nedenle yüklü elektroskobun yaprakları açık olur.   Negatif (-) yüklü    Pozitif (+) yüklü   Elektroskop Nasıl Kullanılır? Elektroskop kullanarak bir cismin sahip olduğu yükü öğrenebilmek için, önce elektroskop  (+) ya da (–) yükle yüklenir. ,    Negatif (-) yüklü    Pozitif (+) yüklü                                    Yukarıdaki şekillerde görüldüğü gibi;   Nötr bir elektroskobun yaprakları dokundurulan cisimle aynı  yükle yüklenir ve yaprakları açılır.   Elektroskopta yük çok ise yapraklar çok açık, yük az ise yapraklar az açıktır.                                    Yukarıdaki şekillerde görüldüğü gibi nötr bir elektroskobun yaprakları yaklaştırılan yükün etkisiyle negatif (-) yükleri yapraklara iter ve yapraklar açılır.  İnceleme: (+) Yüklü cisim yüksüz elektroskoba dokundurulursa, elektroskop da (+) yükle yüklenir.Yaprakları açılır.                                                                                                                                              ( +) yüklü elektroskop       İnceleme: Cisim, yüklü elektroskoba yaklaştırıldığında, yapraklar daha da açılıyorsa, cisimle  elektroskobun yükleri aynıdır.  Eğer yaprakların açıklığı azalıyorsa, cisimle elektroskop zıt yüklüdür.                                                                                            Cisim ve elektroskop (-)  yüklüdür.                               İnceleme:Aşağıdaki şekilleri inceleyelim. İlk durumda (-) yüklü elektroskop görülmektedir. Şekil (a): (-)yüklü elektroskoba (-) yüklü cisim yaklaştırılırsa elektroskopta aynı yükle yüklü olduğu için,(-) yükler itilir ve yapraklara daha çok yük gelir. Yapraklar daha çok açılır.   Şekil (b): (-)yüklü elektroskoba (+) yüklü cisim yaklaştırılırsa elektroskop zıt yükle yüklü olduğu için  yüklerin topuza gelmesi nedeniyle yapraklarda kapanma görülür. İnceleme:Nötr bir elektroskobun etki ile yüklü duruma getirilmesi:                                              şekil I           şekil II                  şekil III Nötr bir elektroskoba (-) yüklü cisim yaklaştırılırsa, (+)yükler etki ile topuza çekilir.(şekil I)  Yüklü çubuğu çekmeden  topraklama yapılırsa, elektronlar  yani (-) yükler toprağa akar. Yapraklar kapanır.(şekil II)   Topraklama bağlantısı kesilince  yüklü çubuk uzaklaştırılır ve topuzda etki ile tutulan (+) yükler yapraklara iner, elektroskop  (+) yüklenerek yaprakları açılır. (şekil III)   Topraklama:  (-) Yüklü cisim topraklanırsa elektronlar  toprağa akar ve cisim nötr olur.   (+) Yüklü cisim topraklanırsa elektronlar topraktan cisme akar ve cisim nötr olur. BİLGİ:  Yeryüzü nötr varsayılır. Pozitif ya da negatif tüm fazla yükler yeryüzüne geçer.  Yeryüzünün toplam büyüklüğü nedeniyle net bir yükü olmaz. Yeryüzü  toplamda nötr kalır.