ELEKTROTEKNİK - Elektrotekniğe Giriş ve Temel Kavramlar

Elektrotekniğe Giriş ve Temel Kavramlar

Elektriği bir enerji biçimi olarak tanımlayabiliriz. Elektrik de tıpkı mekanik enerji veya ısı enerjisi gibi bir enerji biçimidir. Mekanik enerjinin kuvvet ve yol, ısı enerjisinin sıcaklık ve ısıl kütle gibi çarpanları varsa elektriğin de gerilim ve elektrik yükü gibi çarpanları vardır.

Kuvvet x Yol = Mekanik Enerji
Sıcaklık x Isıl Kütle = Isı Enerjisi
Gerilim x Elektrik Yükü = Elektrik Enerjisi

Doğrudan doğruya veya uygun bir düzenekle iş meydana getiren her şeyde enerji vardır. Bir türbini döndüren suda, bir buhar makinasını çalıştıran buharda, bir benzin motorunu çalıştıran benzinde ve hava karışımında veya üzerine su dökülünce ısı yayan sönmemiş kireçte enerji mevcuttur.Enerji çeşitleri ise;
1. Potansiyel enerji
2. Mekanik yada kinetik enerji
3. Termik enerji veya ısı enerjisi
4. Kimyasal enerji
5. Elektrik enerjisi

Elektrotekniğin konusu da genel olarak elektrik enerjisinin etüdüdür. Enerji türlerini örneklerle izah edelim; Bir dağ kraterindeki gölün suyu, içinde hava boşluğu bulunmayan borularla dağdan aşağıya akıtılarak bir türbin döndürülürse iş yapılmış olur. Diğer bir deyişle mekanik enerji meydana gelmiş olur. Göl suları aşağı akıtılmazsa mekanik enerji elde edemeyiz. Ancak istenildiği anda suları aşağı akıtılabilen göl bir enerji deposu vazifesi görür.

Yani göl sularında mekanik enerjiye çevrilmeden görülemeyen saklı enerji mevcuttur. Buna POTANSİYEL ENERJİ adı verilir. Sadece göl suyunda değil başka maddelerde de potansiyel enerji mevcuttur. Örneğin yüksek bir yerden aşağı bırakılan taş düştüğü yerde mekanik ve az miktarda termik enerji meydana getirir. Gerilmiş bir yayda da mekanik enerji haline geçebilen potansiyel enerji vardır. Elektrikle yüklü bir cisimde de potansiyel enerji vardır. Bu cismin elektrik yükü herhangi bir şekilde hareket ettirilirse potansiyel enerji bir iş yapar. Dönmekte olan bir motor kasnağına fren tatbik edilirse fren pabuçlarının ve kasnağın ısındığı görülür. Yavaşlayan motorun kinetik enerjisinin bir kısmı termik enerjiye çevrilmiş olur.

Bunun tersine termik enerjinin kinetik enerjiye çevrilmesine en güzel örnek buhar makineleridir. Kimyasal enerjinin teknik enerjiye çevrilmesine örnek olarakta, kömürün yanmasını verebiliriz; Elektrik enerjisi diğer enerjilere çevrilmesi en kolay enerjidir. Başka cins enerjilerin de elektrik enerjisine çevrilmesi nispeten daha kolaydır. Örneğin dinamolar, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine, elektrik motorları da elektrik enerjisini Mekanik enerjiye çevirirler. Elektrik fırınları, elektrik enerjisini termik enerjiye çevirdikleri halde,termoelektrik piller bunun tersini yaparlar. Piller kimyasal enerjinin elektrik enerjisine çevrilmesine en güzel örnektir.

Elektrik Enerjisinin Özellikleri
1. Diğer enerji çeşitlerine dönüştürülmesi kolaydır.
2. Uzağa taşımak mümkün ve diğer enerji şekillerine nazaran daha kolaydır.
3. Verimi yüksektir. Bir enerji başka enerjiye çevrilirken genellikle istenmeyen başka enerji şekilleri de meydana gelir. Bunlar arasında özellikle bol bol ısı enerjisi görülür. İstenilmeyen bu kayıp enerji, sistemin verimini düşürür. Elektrik enerjisinin başka bir enerjiye çevrilmesinde meydana gelen ısı enerjisi diğerlerine göre daha az olduğu için verim büyüktür.
4. Elektrik enerjisi sonsuz küçük parçalara ayrılarak kullanılabilir. Örneğin bir hidroelektrik santralde üretilen elektrik enerjisi odamızdaki prize kadar gelir.
5. Elektrik enerjisi bulunduğu yerin ekonomik, sosyal ve kültürel aktivitesini yükseltir, kendisine karşı duyulan ihtiyacın artmasına gene kendisi sebep olur.

Elektrik Miktarı
Elektrikli bir cismin üzerinde bulunan ve elektriğin değerini belirten büyüklüğe elektrik miktarı yada elektrik yükü adı verilir. Elektrik miktarı Q veya q harfleri ile gösterilir. Elektron ve protonun taşıdıkları elemanter yük ise özel olarak e harfi ile gösterilir. Bütün büyüklükler için olduğu gibi elektrik miktarını ölçmek için de bir birime ihtiyaç vardır. Bu birim 1 Coulomb (kulon) olup, bu da 6, 24.10¹⁸ elektronun veya protonun yükleri toplamına eşittir. Coulomb birimi kısaca C ile gösterilir.
1C= 6,24.10¹⁸e
e = 1,602.10^-19C

Elektrik Akımı
Elektrik yüklü elemanter parçacıkların yönlü hareketlerine elektrik akımı adı verilir. Bu parçacıkları madenlerde serbest elektronlar ve elektrolit adı verilen asit, baz ve tuz eriyiklerinde ise (+) ve (-) iyonlar teşkil eder. Bazı şartlar altında gazlardan da elektrik akımı geçer. Gazlardaki elektrik akımı iyon ve elektronların ortak hareketinden meydana gelir. (Neon ve flüoresan lamba gibi) Radyolarda kullanılan elektron lambalarında elektrik akımı boşluktan elektron akımı şeklinde geçer. Lambanın içinde bir elektrik akımının oluşması için katot adı verilen elektrotu ısıtmak icap eder. Isıtılan katot elektron fırlatarak bir elektrik akımının doğmasına sebep olur.

Elektrik akımının meydana gelebilmesi için sadece elektrik yüklü parçacıkların bulunması kafi olmayıp bunlara hareketi sağlayacak kuvvetlerin etki etmesi gerekir. Elektrikle yüklü olan bu cisimlere kuvvetlerin tesir ettiği ortamda elektrik alanı bulunduğu kabul edilir. Elektrik alanı elektrik yükleri veya zamanla değişen manyetik alanlar tarafından meydana getirilir. Elektrik alanı içine giren bir elektrikli parçacık, taşıdığı elektrik yükü ile orantılı olan bir kuvvetin etkisi altında kalarak hareket eder. Elektrik miktarının pratik birimi C ve zaman birimi de saniye olduğundan akım şiddetinin birimi
I = Q/t'den 1 C/sn. bulunur.

Bu birime Amper adı verilir ve A harfi ile gösterilir.

Konu Başlığına Mesaj Yazmak İçin
Üye Olunuz Yada Giriş Yapınız