Elektrik Akımı Nedir?

Elektrik Akımı Nedir? Evinizi akşam aydınlatmak için elektrik düğmesine basarsınız. Bilgisayarınızın fişini prize takıp düğmesine bastığınızda bilgisayar çalışmaya başlar. Odanızı aydınlatan ampul, hangi kaynaktan ışık sağlıyor olabilir?

elektrik dümesine basınca

Elektrik Akımı

Hangi Devredeki Ampul Işık Verir?

Aşağıdaki resimde pil, ampul ve bağlantı kablosundan oluşan bir devre ile su tesisatını gösteren bir düzenek şekli verilmiştir.

elektrik devresi ve su tesisat düzeneği

Su tesisatında vananın açılmasıyla su, borular içinde akmaya başlar. Boruların ince kısmından geçerken suyun akışı zorlaşır. Su, pompaya geldiğinde pompa tarafından itilerek hareketine sürekli devam eder.

Elektrik devresinde de benzer bir durum görülür. Elektrik devresinde pil, su tesisatındaki pompaya; anahtar, vanaya; ampul, su tesisatındaki boruların ince kısmına benzetilebilir. Pil, iletken içindeki elektronlara enerji kazandırır. Elektronların kazandıkları enerji ile titreşim hareketleri artar. Elektronlar kazandıkları bu enerjilerini birbirine aktarır. Yüklerin titreşim hareketinden kaynaklanan bu enerji aktarımı elektrik akımı olarak adlandırılmaktadır. Burada elektronlar kapalı devre boyunca iletkenin bir ucundan diğer ucuna hareket etmez. Su tesisatı modeli sadece bir benzetmedir ve elektrik devresi ile benzeyen yönlerinin yanında benzemeyen yönleri de vardır. Örneğin su tesisatında su, elektrik devresinde elektrik akımına benzetilir. Yalnız burada su, borular içinde akarken elektrik akımında elektronlar, bir noktadan diğer noktaya akmaz sadece enerjilerini birbirine aktarır.

Elektrik devrelerinde akımın oluşması için kapalı bir devre olması gerekir. Örneğin anahtar kapalı iken ampul ışık verir. Anahtar açık ise bu devre kapalı bir devre değildir ve ampul ışık vermez. Ayrıca akımın olması için devreye sürekli bir enerji verilmesi gerekir. Bu enerji de devreye pil gibi elektrik enerjisi kaynakları ile sağlanır.

Elektrik Akımını Ölçelim

elektrik akımını ölçme aracı ampermetre

Peki, bir elektrik devresinde elektrik akımını ölçebilir misiniz? Bunun için nasıl bir araç kullanılabilir?

Elektrik akımını da ölçmek için ampermetre denilen araç geliştirilmiştir. Ampermetreyi yandaki resimde görebilirsiniz. Ampermet­renin üzerinde A harfini fark etmiş olmalısınız. Elektrik akım şiddeti birimi amperdir ve amper A harfi ile gösterilir.

Elektrik akımının şiddeti, iletken telin birim kesitinden birim zamanda elektrik yüklerinin enerji aktarımını ifade etmektedir. Akım şiddeti “i” harfi ile gösterilir.

Elektrik akım şiddetini ölçmek için ampermetre kullanıldığını biliyorsunuz. Ampermetreyi bağlarken üretecin pozitif kutbun­dan gelen iletkenin ucunu ampermetrenin pozitif ucuna, negatif kutbundan gelen ucu ise negatif uca bağladınız. Böylece seri bağlama yapmış oldunuz. Ampermetre devredeki akım şiddetini ölçtüğü için devreye seri olarak bağlanır.

Devredeki Gerilimi Ölçelim

Elektrik akımı devrenin iki ucu arasındaki yüklerin enerjileri arasında fark olduğu sürece devam eder. Bu enerji farkı gerilim (potansiyel fark) olarak adlandırılır. Bir devredeki gerilimi ölç­mek için voltmetre denilen araç kullanılmaktadır. Gerilimin birimi volt olarak ifade edilir ve volt V sembolü ile gösterilir. Voltmetre­nin resmini yanda görebilirsiniz.

voltmetre gerilimi ölçer

Gerilimin bir iletkenin iki ucu arasında akım oluşmasına neden olacak enerji farkının bir göstergesi olduğunu biliyorsunuz. Bu nedenle voltmetre devreye bağlanırken gerilimi ölçecek şekilde devre elemanının iki ucu arasına paralel bağlanır.

Direnç-Akım-Gerilim İlişkisi

Elektrik akım üreteçleri elektrik devrelerine elektrik akımı sağlar. Devredeki pil sayısı arttıkça dev­reden geçen akım da artar. Akıma bağlı olarak ampulün uçları arasındaki gerilim de artar. Yaptığınız etkinlikte de gözlemlediğiniz gibi ampulün uçları arasındaki gerilimin ampulden geçen akım şiddetine oranı sabittir. Bu sabit değer, iletkenin elektriksel direnci olarak adlandırılır. Gerilim/Akım şiddeti ora­nının bir iletkenin direncini verdiği bu değer, bilim insanı George Simon Ohm (Corc Simon Om) tarafın­dan bulunduğu için Ohm Kanunu olarak adlandırılmaktadır. Direncin birimi ohmdur. Ohm Q sembolü ile gösterilir. Gerilim/Akım şiddeti oranının birimi Volt/Amper olarak yazılır. Bu değer, direncin birimi olan Q ile eş değerdir.

gerilim akım şiddet grafiği

Gerilim ile akım şiddeti arasındaki grafiği çizdiğinizde yanda verilen grafikteki gibi gösterilecektir. Bu grafik, akım şiddeti ile gerilim arasında doğru bir orantı olduğunu açıklamaktadır. Siz de yaptığınız etkinlikte çizdiğiniz grafik ile buradaki grafiği karşılaştırınız.

Ampullerin seri ve paralel bağlandığında ampul parlaklıklarının farklı olduğunu gözlemlemiştiniz. Bu farklılıkların nedenlerinden biri de devrenin elektriksel direncidir.

Seri bağlı devrelerde devreye bağlanan ampul (veya direnç) sayısı arttıkça devrenin elektriksel direnci yani toplam direnci (eş değer direnci) artar.

seri bağlama devresi

Yukarıda verilen şekillerde ampuller özdeştir. Bu ampullerin seri bağlandığı II. şekilde devrenin toplam elektriksel direnci, I. devrenin toplam elektriksel direncinden daha fazladır. Örneğin I. devrenin toplam direnci 3 Q iken II. devrenin toplam direnci 6 Q’dur. Elektriksel direncin artması, ampullerin üzerinden daha az akım geçmesini sağlar. Bu nedenle II. devredeki ampullerin parlaklığı I. devredeki ampulün parlaklığından daha azdır.

Paralel bağlı dirençlerde akım ortak değildir ve ampullerin parlaklıkları her koldaki ampulün elektriksel direncine bağlı olarak değişir. Kollardaki akım şiddetleri toplamı, ana koldaki akım şidde­tine eşittir (i = iı + i2). Bir devredeki ampuller paralel bağlandığında, devrenin eş değer direnci aza­lır. Örneğin I. şekilde devrenin toplam direnci 2 Q iken II. şekilde devrenin toplam direnci 1 Q’dur. Dolayısıyla ampullerin parlaklıkları seri devreye göre daha fazladır.

seri ve paralel bağlı devre şekili

Devreye voltmetreyi paralel, amper metreyi ise seri başlamıştınız. Acaba araçların paralel veya seri bağlanmasının dirençle ilgisi ne olabilir? Voltmetreler, bağlı olduğu devre elemanının iki ucu arasındaki gerilim değerini doğru ölçmek için çok büyük direnç değerine sahiptir. Bunun için devre elemanına paralel bağlanır. Ampermetreler ise iletken telin üzerinden geçen akım değerini doğru olarak ölçmek için çok küçük direnç değerine sahiptir. Bunun için devreye seri bağlanır.

Hadi Paylaş!Share on FacebookTweet about this on TwitterShare on Google+Share on RedditPin on Pinterest

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir