Document

Maddelerin İletkenlik Özellikleri
Metallerde
iletkenliği
sağlayan
serbest
elektronlardır. Sıvı çözeltilerde ve gazlarda ise
pozitif ve negatif yüklü iyonlardır.
Elektrik Yükünün Ölçülmesi Ve Elektrik Akımı
Elektrik yüklerinin ( elektronların ) iletken içindeki
hareketi elektrik akımını oluşturur. Elektrik
yüklerinin hareketine elektrik akımı denir.
Katıların Elektrik İletkenliği
Katılarda iletkenliği sağlayan, yüklü tanecikler ve
negatif yüklü serbest elektronlardır. Elektronlar
metal içinde yer değiştirir, atomlar yer
değiştiremez. Her elektronun gidebileceği belli bir
mesafe vardır. Elektronlar bu mesafede hareket
ederken başka elektronlara çarparak yüklerini
aktarırlar. Böylece elektrik akışı sağlanmış olur.
İletkenliğe etki eden faktörler;
1.
2.
3.
4.
5.
Pilin negatif kutbuna bağlanan N ucu(-), P ucu (+)
yükle yükleyerek P den N ye doğru elektrik alan
oluşturur. Elektronlara alanla zıt yönde, (+) yüklü
iyonlara alan yönünde etki eden elektrik kuvveti,
yükleri harekete geçirerek, iletkenin (-) ucundan
(+) ucuna doğru elektron akışı oluştururlar.
Elektrik akımının yönü ise (+) kutuptan (-) kutba
doğru olan yön kabul edilmiştir.
Sıcaklık
Bağ kuvveti
İletkenin boyu
İletkenin kesit alanı
İletkenin cinsi
Sıvıların İletkenliği
Bir sıvının elektriği
ayrışabilmesi gerekir.
iletmesi
için
iyonlarına
NaCl  Na   Cl 
Akım Şiddeti: Şekildeki gibi iletken bir telin
herhangi bir kesitinden birim zamanda geçen yük
miktarıdır.
Na+ iyonları katot tarafından çekilir ve elektron
alarak nötrlenir.
Na   e   Na 0
Cl- iyonları ise anot tarafından çekilir ve üzerinde
bulunan fazla elektronu anoda bırakarak nötr hale
gelir.
Cl   Cl 0  e 
I
Anoda bırakılan bu elektronlar, iletken tel
üzerinden tekrar katoda döner. Böylelikle elektrik
akımı sağlanmış olur.
q
t

1
Saf su elektriği iletmez ama tuzlu elektriği iletir.
Kapalı anahtar: Elektrik geçişine izin verir.
Gazların Elektrik İletkenliği
Gazlar normal şartlarda elektriği iletmemesine
rağmen uygun şartlar oluşturulduğunda iletebilir.
Diyot: Tek yönlü akım geçişini sağlar.
Gazlar herhangi bir yolla iyonlaştırılırsa iletken
hale gelebilirler. Bu durumda, (+) iyonlar katoda,
(-) iyonlar anoda gidecek ve devreden bir akım
geçecektir.
Lamba: Elektrik
dönüştürür.
Gazların elektriği iletmesi için gerekli şart;
enerjisini
ışık
enerjisine
Motor: Elektrik enerjisini mekanik enerjiye çevirir.
 Yüksek
gerilim
 Düşük
basınçtır.
Voltmetre (V) : Bir elektrik devresinin üzerindeki
potansiyel gerilimi ölçer.
Gazların elektriği iletmesi için iyonlarına
ayrışabilme özelliğini sağlaması gerekir.



Devre Elemanları
Elektrik yükünün ölçülmesi için yük ölçer gerekir.
Basit bir elektrik devresinde şunlar bulunabilir:
Devreye paralel bağlanır.
İç direnci sonsuzdur.
Voltmetreden akım geçmez.
Ampermetre (A) : Bir devre elemanı üzerinden
geçen akımı ölçer.
Direnç ( R ) : İletkenin akıma karşı gösterdiği
tepkidir.



Reosta: Değişken, ayarlanabilir dirençtir.
Devreye seri bağlanır.
İç direnci ihmal edilebilecek kadar küçüktür.
Devre çözümlemesi yapılırken boş tel gibi
alınabilir.
DİRENÇ
Üreteç: İki nokta arasında potansiyel
oluşturarak akımın geçmesini sağlar.
fark
Üzerinden akım geçen bir iletkenin akıma karşı
gösterdiği tepkiye direnç denir.
Bir iletkenin direnci;
Kondansatör ( C ) : Yük depolamaya yarar.
1) İletkenin boyuna ( ℓ )
2) İletkenin kesitine ( A )
3) Yapıldığı maddenin özdirencine (ρ )
Açık anahtar: Elektrik geçişine izin vermez.
R  .
2
l
A
Dirençlerin Bağlanması
4) Sıcaklığa bağlıdır.
Dirençlerin Seri Bağlanması
Dirençlerin birer ucu ortak olacak şekilde ard arda
bağlanırsa, bu bağlama şekline “seri bağlama”
denir.
R = Ro.( 1 + α.t )
R : t oC de iletkenin direnci
Ro : 0 oC de iletkenin direnci
α : İletkenin sıcaklıkla değişim katsayısıdır. Bazı
iletkenler için (+)[Ag, Au, Cu, Zn, …], bazıları için (-)
[kömür, porselen,…]
BİRİM TABLOSU
Direnç
Özdirenç Uzunluk
Kesit
R
ρ
ℓ
A
Ohm
Ohm.m
m
m2
Seri bağlı dirençlerden aynı akım geçer.
I  I1  I 2
Birden fazla direncin yapmış olduğu işi tek başına
yapan dirence eşdeğer direnç denir.
Özdirenç: Bir maddenin 1 m uzunluğunda ve 1 m2
lik kesitindeki kısmın direncine denir.

Reş  R1  R2
α veya ρ ile gösterilir ve maddeler için ayırt
edici bir özelliktir.
İki nokta arasındaki potansiyel fark;
V  V1  V2
V  I .R1  I .R2  I .( R1  R2 )  I .Reş
OHM YASASI
Bir iletkenin iki ucu arasındaki potansiyel farkının,
iletkenden geçen akıma oranı sabittir. Bu oran
iletkenin direncine eşittir.
Dirençlerin Paralel Bağlanması
Dirençlerin bir uçları bir noktaya diğer uçları da
başka bir noktaya bağlı ise, bu tür bağlamaya
paralel bağlama denir.
V 2.V 3.V


 sabit  R
I 2.I 3.I
V  I .R
I  I1  I
1
1
1


Reş R1 R2
V  V1  V2
3

Elektrik Akımın Yaptığı İş (Joule Kanunu)
Özdeş N tane direnç paralel bağlanırsa eşdeğer
direnç;
Reş 

R
N
İki direnç paralel bağlı ise eşdeğer direnç kısaca
şu formülle bulunur.
Reş 

Bir direnç üzerinden akım geçerse bir iş yapar.
R dirençli bir iletkenden i şiddetindeki akım t kadar
süre geçtiğinde iletkende ısıya dönüşen elektrik
enerjisine “Joule Kanunu” denir.
W  I 2 .R.t
R1 .R2
R1  R2
W 
V2
.t
R
W  V .I .t
İş = Güç x Zaman
Bir devreye direnç, seri bağlanırsa eşdeğer
direnç artar, paralel bağlanırsa eşdeğer direnç
azalır.
Güç; bir iletkenin birim zamanda harcadığı elektrik
enerjisidir.
W  P.t
Kısa Devre
Bir dirence, dirençsiz bir tel paralel olarak
bağlanırsa akım dirençten geçmek yerine boş telin
üzerinden geçer. Buna “kısa devre” denir.
P  I 2 .R 
P
W
t
V2
 I .V
R
Kapalı bir devre için OHM yasası ( EMK):
Watson Köprüsü
Şekildeki devre bilinmeyen
bir direncin değerini bulmaya
yarayan Watson köprüsüdür.
Ampermetreden geçen akım
sıfır
oluncaya
kadar
ayarlanabilen
R1
direnci
değiştirilir.
Ampermetre
dengelenir ve
sıfırı
gösterdiği
Bir üretecin birim yük başına ürettiği elektrik
enerjisine “elektromotor kuvveti” denir.
Kısaca “emk” diye yazılır ve ε ile gösterilir.
anda
ε = i.R +i.r
köprü
VA – VB = ε – i.r
R1.R3 = RX.R2 olur.
Bu bağıntıyı şu şekilde yorumlayabiliriz.
Bilinmeyen x direncinin değeri de;

R .R
Rx  1 3 bulunur.
R2
4
Üreteç birim yük başına ε kadar elektrik enerjisi
üretmiş, bunun i.r kadarı içinde ısıya dönüşmüş
geri kalanını dış devreye vermiştir.
3)
1) r = 0 ise VA – VB = ε = sabit
Bir üretecin iç direnci yok sayılırsa üreteçten geçen
akımın şiddeti ne olursa olsun kutupları arasındaki
potansiyel farkı ( ε ) sabit olur.
Devreden geçen akımın üretecin istediği yönde
olduğunu görüyoruz. Yine üretecin iç direncini
yanında gösterelim.
2) i = 0 ise VA – VB = ε
Bir üretecin kutupları bir iletkene bağlı değilse yani
üzerinden akım geçmiyorsa kutupları arası
potansiyel farkı üretecin emk sına eşittir.
VA – VB = ε - i.r - i.R
Bir devre parçasının uçları arası potansiyel
farkı bulmak için;
Kirchoff Yasaları
1)
1) Bir noktaya gelen akımların toplamı,
noktadan giden akımların toplamına eşittir.
Şekildeki gibi bir devrede R direncinden i akımı
geçiyorsa A noktasının potansiyeli B noktasında
büyüktür. Yani A ‘dan B 2ye doğru gidildikçe
potansiyel azalır. Bu yüzden akımın üretece girdiği
noktaya ( + ) , çıktığı noktaya da ( - ) diyelim ve
direnci artık bir üreteç gibi düşünelim bu durumda;
o
I1  I 2  I 3  I 4  I 5
VA – VB = i.R
2) Kapalı bir devredeki toplam potansiyel değeri
sıfırdır.
2)
V1  V2  V3  0
Şekildeki devrede akımın yönünün üretecin istediği
yol olmadığını görürüz. Kolaylık olsun diye üretecin
direncini de ayrı şekilde çizersek;
VA – VB = ε + i.r + i.R
5