AKIM :

    İletkenden (yada alıcıdan) birim zamanda geçen elektrikli yükü (elektron)miktarına akım denir.

    Bir iletkenden belirli bir zaman içinde ne kadar çok elektron geçerse,akımda o oranda şiddeti olur.Akım şiddetini elektronların sayısıyla göstermek için çok büyük rakamları kullanmak gerekir.Yani 6,25x1018  adet elektron 1 ampere eşittir.Bunun gibi büyük rakamları kullanmamak için Fransız bilgin AMPERE (amper)’in elektrik akımının kimyasal etkisine dayanarak yaptığı tanımlama kullanılır.Bu yaklaşıma göre:

   1 amper, gümüş nitrat eriyiğinden 1 saniyede 1,118 miligram gümüş ayıran akım şiddetidir.

   Akım elektronların hareketiyle ortaya çıkar.Ancak, eskiden akımın artı (+)yüklü oyuklar tarafından taşındığı sanıldığından,Bu günde eski teorem kabul edilmektedir.Başka bir deyişle,Bir pilde akım (+) uçtan (-) uca doğru gider deriz.Ancak gerçekte akım (-) uçtan (+) uca doğru artmaktadır.

  Akım, amperle ölçülür ve “I” ile gösterilir.Akımın birimi amper (A),denklemi  I =U/R              [A] şeklindedir.

Akımın ast ve Üst katları :

Akımın ast katları :

             Pikoamper,nanoamper,miliamper,mikroamper

Akımın üst katları   :

            Kiloamper,megaamper,gigaamper

            Not 1:Megaamper ve gigaamper uygulamada pek kullanılmamaktadır.

            Not 2:Akımın ast ve üst katları biner biner büyür ve küçülür.

  Akım ölçme:

     Elektrik akım şiddeti devreye seri bağlanan ampermetreyle ölçülür.Ampermetre analog yada dijital yapılı olabilir.

     Analog tip ampermetrelerde kalın testili az sarımlı bobin vardır.Devrede seri bağlantı olan ampermetrenin bobinden geçen akım bir manyatik alan oluşturarak ibrenin saplanmasını sağlar. Ampermetre devreye kesinlikle paralel bağlanmaz.Yanlışlıkla devreye paralel bağlandığında ya cihaz bozulur yada sigorta atar.

 Kirchhoff (Kirşof)’un Akım Kanunu:

 Paralel olarak bağlanmış dirençlerin üzerinden geçen akımların toplamı,Devreden geçen akım toplamına eşittir.(I gelen = I giden)

DOĞRU AKIM

  Dinamo,akümülatör.pil güneş gibi düzenekler tarafından üretilir.Doğru akım zamana göre yön ve şiddeti değişmeden akar.Yani DC akımın frekansı yoktur.

Başka bir deyişle,doğru akım sürekli olarak aynı değerde ve aynı yönde akar.

Doğru akımın elde edilmesi

DC üretilen  kaynaklar şu şekilde sıralanabilir:

Pil,

Akümülatör,

Dinamo

Doğrultmaç devresi

Güneş pili

Pil:

 Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren araçlara pil adı verilir.

Elektroliti kuru tipte olan pillerde elektrotlar çinko ve karbondan yapılır.Çinko kılıf (elektrot) aynı zamanda pilin kalıbıdır.Kuru pilin elektroliti amonyumklorür maddesidir.

Piller DC gerilimde üretilir.Büyük gerilimlere gereksinim duyulduğunda birden çok pil seri bağlanır.Pilin verdiği akım yetmemesi durumunda ise paralel bağlama yapılır.

Akümülatör:

Kimyasal yolla doğru akım üreten araçtır.Akü boşaldığında doğru akım ile tekrar doldurulabilir.Her akü bataryası 2 volt gerilim üretir.6 voltluk bir akü 3 adet akünün birleşiminden oluşur.

Kurşunlu Akümülatörlerin yapısı

    Kurşunlu akülerde elektrolit olarak %10 sülfürik asitli saf su ve elektrot olarak ise kurşun plaka kullanılır.

    Akünün dikdörtgen prizması şeklinde kabının içine konulan su ve sülfürik asit karışımı elektrolit,Çalışma için çok önemlidir.Akü ile ilk anda DC enerji vermez. O nedenle önce doldurulması gerekir.Akünün kutupları bir DC üretecine bağlarsak bu durumda elektrolit, suya pozitif yüklü Hidrojen ve negatif yüklü SO4  iyonları Katoda elektrik yüklerini bırakıp nötr hale geçerler.

Doğru akımın dinamosu (jeneratör,DC üreten makine)

   Dinamonun endüvisi döndürüldüğünde N-S kutuplarının manyatik alanı tarafından kesilen endüvi  iletkenlerde bir gerilim indüklenir.Bu alternatif bir gerilimdir. Ancak, kolektör ve fırçalarından oluşan düzenek yardımıyla doğrulur.

            Dinomonun bobini dönerken oluşan akım sürekli tek yönlü akmasını sağlamak için kullanılan kolektör dilimleri AC’ ye benzeyen akımını DC ye çevirir.

DC  Dinamoların parçaları

Endüvi:

DC dinamolar,DC motorlar ve AC seri motorların dönen kısmıdır.Bu eleman 0,3 – 0,7 mm kalınlığında çelik saçlardan yapılmış silindirik gövde üzerinde açılmış oluklara yerleştirilmiş sargılardan oluşmuştur.

Endüvi sargıların uçları bakır dilimlerden yapılmış olan ve üzerinde fırçaların temas ettiği kısma bağlanmıştır.

Kolektör:

  DC yada AC ile çalışan makinelerde endüvi sargıların bağlandığı silindirik yapılı bakır kuşaktır.

  Kolektör, haddeden geçirilmiş sert bakırdan pres edilerek  ve dilimler arasında 0,5 – 1,5 mm Mika, mikanit konularak üretilmektedir.

  Kolektör,DC ve AC makinelerin en çok arıza yapan kısmıdır.Endüvi sargıların uçları kolektörün yarıklarına yada bayrakçık adı verilen çıkıntılarına bağlıdır.Gerçekte kolektör dilimleri arasında konulan mika, Mikanit yüksek gerilimlere dayanabilse de, zamanla dilimlerin arası toz çapak yağ vb. ile dolarak arızaya neden olabilir.Dilimler arası boşluklar arıza durumunda kontrol edilmesi, boşluğu doldurmuş olan yabancı maddeler temizlenir.

   DC dinamolarda kolektörün görevi ,endüvide oluşan gerilimin dışarıya gönderilmesini sağlamaktadır.

 Fırça: 

   DC ve AC ile çalışan kolektöre basan parçalarına fırça denir.Fırçalar,makinenin akım ve gerilim değerine göre farklı özelliklerde üretilir

   Fırçaların kolektöre düzgünce basmasını sağlamak için ise baskı yayları kullanılır.Fırçalar aşınıcı olduğundan zamanla biter.Bu durum makinenin sesinden, kolektöre aşırı kıvılcım oluşmasından  anlaşılabilir.

İndüktör  (kutup):

   DC yada AC ile çalışan makinelerde N-S kutuplarının oluşturulması için yapılmış olan sargıların yerleştirildiği kısımdır.

   Küçük makinelerin indüktörleri doğal mıknatıstan  yapılırken,Büyük güçlü makine indüktörleri bobinlerle oluşturulur.

            İndüktörlerin nüvesi (göbek) AC ile çalışan makinelerde 0,60 – 1,40 mm kalınlığında silisyum katkılı sacları preste sıkıştırılmasıyla elde edilir.DC ile çalışan makinelerinin indüktörlerinin nüveleri ise tek parça demirden yapılır.

ALTERNATİF AKIMDA DOĞRU AKIMIN ELDE EDİLİŞİ:

    Doğrultmaç diyotlarla alternatif akımdan doğru akım elde edilebilmektedir.AC ‘yi DC ‘ye çevirmede kullanılan doğrultmaç diyotlarının yapısı kısaca şöyledir:

    Silisyum yada germanyum adlı yarı iletkenler çeşitli katkılama maddeleri kullanılarak pozitif ve negatif madde haline getirilir.daha sonra P ve N tipi iki parça birleştirildiğinde doğrultmaç diyodu elde edilir.

AC’ nin DC ’ye çevrilmesinde  kullanılan yarım dalga doğrultmaç devresi:

   Doğrultmaç devreleri AC akımı doru akıma çevirir.Devrede trafonun çıkışındaki AC nin yalnızca pozitif alternansı alıcıya ulaşabilir. Negatif alternans ise diyot tarafında kırpılır.

Güneş pili:

   Güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren  elemanlara ışık pili denir.Her biri 0,5 volt edebilen güneş pilleriyle 3 volt gerilim elde etmek istiyorsanız 6 tanesi birbirine seri olarak bağlanır.Sistemden alınan akım yükseltilmek istendiğinde ise elemanlar paralel olarak bağlanır.Yüksek gerilim ve akım elde etmek için yapılmış güneş enerjisi panellerinde ise yüzlerce güneş pili seri ve paralel bağlı durumdadır.

            Bu  elemanlar güneş enerjisiyle çalışan,saat, rodyo,hesap makinesi,otomobil sokak lambası uydu vericisi vb. gibi aygıtlarda kullanılır.

Alternatif Akım Ve Gerilim

Pil gibi bie elektrik kaynağından sağlanan akıma, dogru akım (DC) denir. Böyle bir akım bir tel içinden hep aynı yönde ve aynı gerilim değerinde akar. Buna karşılık, hemen tüm ülkelerde kullanılan alternatif akım (AC) belli bir frekansla, yani genellikle saniyede 50-60 kez(50-60 Hz yazılır) önce bir yöne, hemen ardından da ters yöne akar.

Örneğin 50 Hz’lik bir frekansta akım, saniyenin ilk yüzde birlik bölümünde en üst değerine çıkar ve ardından sıfıra düşer; ikinci yüzde birlik zamanda ise, ters yönde en üst değerine çıkar ve gene sıfıra düşer. Böylece, saniyenin ellide biri kadar bir süre içinde bir çevrimi tamamlar.

Elektrikli ısıtıcılar ya da ampuller, akımın yönü ne olursa olsun çalışır. Günlük yaşamda, akımın titreşimli olmasının pek bir önemi yoktur.

Alternatif akımın doğru akıma bir üstünlüğü vardır. Alternatif akımının gerilimi hiç bir hareketli parçacığı olmayan transformatörlerle yükseltilip düşürülebilir. Alternatif akım motorlarının ve alternatörlerin, akımı toplayan kesikli bileziklerden oluşan komütatörleri yoktur.

Bu nedenle AC motorları , komütatörleri bulunan DC motorlarından daha güvenilir aygıtlardır. Frekans, akım taşıyan tellerin, transformatörlerin, ışıklandırma aygıtlarının, dönen makinaların ve öteki elektrik araçlarının farklı gereksinimlerini karşılayacak biçimde seçilmiştir.

Frekans, Türkiye’de ve Avrupa’da 50 Hz (saniyedeki çevrim sayısı) ; ABD ve Kanada’da 60Hz’dir.

Alternatif akım elde edilmesi

Sayıl:

Alternans:

Periyot:

 
Frekans:

 Alternatif akımın ölçülmesi :

Ampermetre ile AC akım ölçme

Pensampermetre ile AC akım ölçme :

Voltmetre ile AC gerilim ölçme

Wattmetre ile aktif güç ölçme :

Alternatif akımın gerilimi:

Dünyanın aşağı yukarı bütün ülkelerinde  240 voltluk bir elektrik gerilimi kullanılır. Türkiye’de genellikle 220 volt, bazı yerlerde ise 110 volt kullanılır. Ancak bu gerilim, doğru akım gerilimi kadar kolay ölçülmez.

Gerçekte, 220 voltluk bir AC kaynağı, titreşiminin en üst noktasında 311 volta kadar yükselir. Gerilim karşıt yönlerde +311 V ve – 311 V’a dek yükseldiğinden, ortalama değer sıfır volt olur.

Bir alternatör tarafından üretilen etkin gerilim, aynı büyüklükteki bir DC üretecinin, aynı tahrik gücüyle döndürüldüğünde üreteci gerilime eşittir. Bu değer, gerilimin en üst değerinin karesi alınarak da bulunabilir. Eksi sayıların kareleri artı olacağından, sonuçta tümüyle artı değerler elde edilir. Çıkan sonucun ortalamasını bulmak için, gerilim değeri ikiye bölünür ve bir volt için + 0,5 elde edilir. Bunun da karekökü alınırsa + 0,707 volt bulunur. Bu değeri, kullanılan gerilime uygularsak, 311 voltluk en üst değerin 0,707’si 220 volt eder.

Bu işleme, gerilimin ortalama karekökünü alma (RMS) denir. Kaynağa bağlanan bir AC ampermetrede okunan değer, bu RMS değeridir.

Üç fazlı akım:

AC akımı tek fazlı olup, evlerde kullanılan olağan akımdır. Oysa santrallerdeki alternatörler üç fazlı (trifaze) akım üretirler. Akımın üç fazlı olması, telin kalınlığını arttırmadan, iki elle taşınabilecek elektriğin üç katını üç telle taşıma olanağı  verir. Üç fazlı akım , endüstride kullanılan motorları işletmede ve buna göre düzenlenmiş öteki aygıtları çalıştırmada kullanılır. Bu aygıtlarda belirli bir yük için sarım sayısında tasarruf sağlanmıştır.

Santrallerdeki alternatörlerde, makina çevresine eşit aralıklarla oturtulmuş üç bobin vardır. Bunlardan her biri ayrı teli besleyen 50 Hz’lik alternatif akım verir. Tellerden birindeki gerilim tepe noktasına vardığında, öteki iki teldeki gerilim karşıt yönde ve tepe noktalarının yarı değerindedir. Böylece elektrik, bir tepe noktasına vardığında, elektrik çıkışı öteki iki telden eşit olarak döner ve devre tamamlanır.

Eğer alternatörlerde her telde eşit nitelikte elektrik geçebilseydi, üç telden başka bağlantıya gerek olmayacaktı. Oysa uygulamada üç fazlı akımın gerilimi transformatörlerele düşürülüp, tellerden her biri tek fazlı akım olarak evlere dağıtıldığından, her telden çekilen akım değişik olur. Bu durumun getireceği olumsuzluklar, alternatörlerde ve devredeki tüm transformatörlerde, topraklama kullanılarak önlenir.

Kullandığımız alternatif akım, evlere bir faz teliyle taşınır ve bir nötr telle çevredeki dağıtım merkezine geri döner. Bazı ülkelerde, nötr telden başka, bir de güvenlik için sıfırlama (toprak) teli kullanılır.

      Alternatör

Alternatör, tıpkı dinamo gibi mekanik enerjiyi elekrtik enerjisine çevirir. Ancak, bunların çıktı (output) biçimleri birbirinden farklıdır.

Dinamonun verdiği akım hep aynı yöndedir; ama alternatörünm verdiği akım, değişmez bir hızla sinüs dalgası biçiminde yön değiştir. Bu tür alternatif akım bir tepe değere kadar yükselir, azalıp sıfıra düşer, ters yönde yeniden tepe değere kadar yükselir ve gene sıfıra düşer. Bir santraldeki alternatörde, bu olay 50 ya da 60 kez tekrarlanır. Yani frekans 50 ya da 60 Hertz’dir.

Yalın bir alternatör, yalın bir dinamoya benzer. Bir mıknatısın kutupları arasında telden bobinler döner ve akım, dönen iki bilezikten, yayla bastırılan kömür blokları biçimindeki fırçalarla alınır. Akımın yönü, bobin magnetik alanı hangi yönde kestiğine bağlıdır. Akım, bobinin  yarısı mınatısın kuzey kutbunun karşısında aşağı doğru hareket ederken bir yönde, aynı bobinler mıknatısın güney kutbu boyunca yukarıya doğru hareket ederken de ters yönde geçer.

Bobin 360 derecelik dönüşünü bitirince, bir çevrim tamamlanmış olur. Bu yüzden frekansı 50 Hz olan alternatif akımı oluşturmak için bobinin saniyede 50 kez ya da dakikada 3000 kez dönmesi gerekir.

   Santral alternatörleri:

Santrallarda, hatta modern otomobillerdeki küçük alternatörlerde,

dönen bobin, yani rotor ile, daimi mıknatıs, yani stator’un rolleri değiştirmiştir. Bu yüzden alternatör, aslında tel bobinler içinde dönen bir mıknatıs gibi düşünülebilir.

Aygıtın böyle yapmasında başlıca iki neden vardır: Birincisi, rotorda  elektrik üretiminin yan ürünü olarak açığa çıkan ısının dışarı atılmasının güçlüğüne karşılık, sabit duran statorda oluşan ısının kolayca atılabilmesidir. İkinci neden ise, bilezik ve kömürler üzerinden büyük elektrik akımları geçirmekte karşılaşılan mekanik sorunlardır.

Büyük alternatörlerde hem rotorda hem de statorda, elektriksel ve mekanik yolla açığa çıkan aşırı ısı, etkin bir soğutma gerektirir. Günümüzde çoğunlukla sabit stator, iletken tellerle paralelel dizilmiş borulardan su geçirme yoluyla, rotor ise gereksiz ağırlığı en aza indiren ve etkili bir soğutma aracı olan hidrojen gazıyla soğutulur.

Kömür ya da petrol ile çalışan buhar türbinli bir santralda 3 000 devir/dakika’lık rotor hızına ulaşmak sorun değildir. Rotor bu hızla dönen, iki kutuplu bir elektromıknatıstır. Sistemin bu denli yalın olması verimi yükseltirken üretim masraflarını da azaltır. Sert çelikten yapılan robotun üzerinde, mıknatıslayıcı tel bobinlerin ve bunları soğutan hidrojen borularının geçmesi için oyuklar bulunur.

Eğer daha yavaş olan hidroelektrik santralı  türbinlerde olduğu gibi bu hıza ulaşmak sorun yaratıyorsa, kutupların sayısı artırılır.

Aynı çıkış frekansı için, dört kutup, hızın 1500/dakika’ya, sekiz kutup ise, 750 devir/dakikaya düşürülmesine olanak sağlar. Bu hızlarda rotorun ağırlığı  da o kadar önemli değildir. Bu yüzden bu tür alternatörlerin rotorları, soğutmayı kolaylaştırmak için, çapları daha büyük,boyları daha kısa olacak biçimde yapılır. Eskisiyle aynı voltajı elde etmek için, her stator bobinindeki sarımların sayısı iki ya da dört katına çıkartılır.

İki tür rotoru da mıknatıslamak için gereken güç dışarıdan, bir başka makina ile sağlanır.Bu uyarıcı, çoğunlukla aynı şaft üzerinde yer alır ve alternatörün rotoru ile aynı hızla döner.

Uyarıcı ya doğru akım üretir ya da alternatif akım verir; alternatif akım, doğru akıma çevrilmek için bir doğrultucudan geçirilir.

İki durumda da bu akım, alternatörün rotoruna, bilezikler üzerinde kayan kömürlerle aktarılır.

Küçük alternatörlerin rotorları, büyük güç gerektirmedikleri için (çoğunlukla statorda üretilen gücün %2’si kadar) uyarım, bunlarda önemli bir sorun yaratmaz. Ancak, 1 000 megawatt’a kadar güç verebilen büyük alternatörlerde %2 bile, kömür ve bilezikten geçirilemeyecek kadar yüksek bir değerdir.

Bu yüzden alternatif akım uyarımlı büyük alternatörlerde rotor elektrik üretici, stator ise mıknatıslayıcı olarak yapılır.Böylece güç, bileziklere gerek kalmaksızın şaft üzerinden doğrudan doğruya asıl alternatörlere iletilir. Bu durumda şaftın içine bir doğrultucu konulması gerekir. Dış kaynaklardan tümüyle yalıtılması için, uyarıcı alanını oluşturan doğru akım, bazen daha küçük, sürekli mıknatıslı bir jenaratörden sağlanır.

Santrallarda kullanılan alternatörler, 500 ile 1 000 megawatt kadar çıktı gücüne birkaç bin voltluk potansiyel farkı verebilirler. Çıktı akımı her zaman, üç fazlı alternatif akımdır.

Bunu sağlamak için stator bobinleri aygıtın çevresine, her bobin arasında 1/3 çevrimlik zaman farkı olan, üç ayrı çıktı verecek biçimde yerleştirilir. Gücün üç faz ile iletimi, tek fazlı iletimden daha ucuzdur ve bu yolla endüstride  kullanılan alternatif akım motorları doğrudan doğruya çalıştırılabilirler.

Öte yandan, birkaç yüz watt’lık güç üreten alternatörler artık, otomobillerde ve ticari

araçlarda kullanım alanı bulmaktadır. Alternatörlerde, dinamolardaki parçalı komütatörler yerine yalın bilezikler bulunduğundan, çok daha yüksek hızla döndürülüp rölanti devrinde bile yüksek şarj akımları vermeleri sağlanabilir. Aynı zamanda güç, rotor yerine statorda üretildiğinden, aynı güç çıkıntısı için daha küçük ve hafif yapılabilirler.      

  Akım Şiddeti
   

  Elektrik yükünün bir noktadan diğer bir noktaya hareket  etmesine akım denir. Akım şiddeti ise iletkenden birim zamanında geçen yük miktarıdır.

  Şimşek ve yıldırım da bir elektrik akımıdır. Televizyonumuzu,  radyomuzu, buz dolabımızı veya cep lambamızı çalıştıran da elektrik akımıdır. Kontrol altına alınan akım,kablo gibi bir iletkenin içine akar.


 Ampermetreler

  Akım şiddeti,ampermetre ile ölçülür.Ampermetre,içinden akım geçen iletkene seri olarak bağlanır.Akım şiddeti birimi amperdir ve A sembolü ile gösterilir.

  Paralel kollardan geçen akımların toplamının,ana koldan geçen akıma eşittir.Bunun sonucu:

                                                     I=I1+I2’dir.

Analog veya dijital olarak iki ayrı türde kullanılabilen ölçü aletleridir. Yapım amaçlarna göre bir kaç Miliamper'tan yüzlerce Amper'e kadar ölçüm yapabilirler.Akım ölçerler.Bu ölçüm DC veya AC akım ölçümü olabilmektedir.

AMPERMETRELERİN ÇALIŞMA PRENSİPLERİ:

Çalışma prensipleri;en zayıf elektrik akımının iletken tel sarılı bir bobini bir mıknatısa dönüştürme özelliğine dayanır. Bu durumu döner bobinli ampermetrelerle açıklarsak; silindir biçimde demirden bir gövdeye tutturulmuş küçük bir bobinden bahsedebiliriz. Bobin at nalı biçiminde bir büyük ve güçlü bir mıknatısın arasına tutturulmuştur.

Çok duyarlı olmasına rağmen sadece doğru akım ölçmede kullanılır. Yeri gelmişken neden sadece doğru akım ya da neden sadece alternatif akım(AC) sorusunun cevabı kurulan düzeneklerde sadece tek yönlü akım dolaşmasına izin verilmesi olabilir.

AMPERMETRE ÇEŞİTLERİ:

Ampermetrler çeşitliklerine göre farklı çalışma prensipleri ve duyarlılıklar gösterirler.Bu çeşitten bir olan D'Arsonval ampermetresi; doğru akımı 0.1-2 arası duyarlılıkta ölçmektedir.Aynı şekilde bir elektrodinamik ampermetre hem doğru hemde alternatif akımda kullanılır ve duyarlılık aralığı 0.1-0.25 arasındadır.

Haraketli parça taşımayan sayısal ampermetreler ; ölçülen anlog akımın sayısal devreye çevrirken temelde prensip olarak bir integratör devreyle bir ADC kullanırlar. Sayısal ampermetrelerin çoğunun duyarlılığı %1 'in üzerindedir.Özellikle alternatif akımları ölçmede kullanılan ısıl ampermetrede; ölçülen akım tarafından ısıtılan termokupl (termoelektrik çift) doğan çok ufak gerilim; bir milivoltmetreyle ölçülür.

Lambaların Seri ve Paralel Bağlanması

            Seri bağlanma:

           
            Paralel bağlanma: 
 

 Bir devredeki lambaların bir uçları bir noktada, diğer uçları başka bir noktada birleştirilerek kurulmuş devrelerdir. Veya akım kendisini birden fazla kola ayırarak tamamlıyorsa paralel bağlıdır denir. Paralel bağlanmada akım bölünmesi gerçekleşecektir.  Her bir devre elemanı aynı potansiyelle besleneceğinden, ana koldan daha fazla akım geçmesi mümkün olacaktır. Paralel bağlanmada toplam direncin değeri düşeceğinden devreden geçen akım da büyümüş olacaktır.

Ohm Kanunu:

Bir devre elemanı üzerindeki potansiyelin, o devreden geçen akıma  oranı sabittir, R ile ifade edilir ve o elemanın direnci denir.

R = V / i  

Evlerde kullanılan  aydınlatma lambaları:

 Evlerimizin aydınlatılmasında lambalardan faydalanırız. Ampuller veya flouresans lambalar elektrikli aydınlatma lambalarıdır. Ampuller, içerisinden geçen akım şiddetinin ısı etkisi, tungustenden yapılmış fitilin akkor hale gelmesi ile etrafa ışık enerjisi yayarlar. Flouresans lambalarda ise uyarılmış gaz atomlarının, temel enerji konumuna geçerken ışık enerjileri yayarlar. Bu enerjileri odaların  aydınlatılmasında kullanırız. Ampul lambalar sarf ettikleri elektrik enerjisi, flouresans lambalardan daha fazladır. Flouresans lambalar ise sıklıkla açılıp kapanması sakıncalıdır. Çünkü bu lambalar açıp-kapama esnasında elektrik devresinde fazla akım çekerler. Uzun süre aydınlatılmanın ihtiyaç duyduğu odaların flouresans lambalarla, kısa süreli ve sıklıkla kullanılan odaların aydınlatılması da ampul lambalar ile sağlanmalıdır.

Seri bağlanmada, devreden geçen akımlar eşit, her bir lamba üzerine düşen potansiyeller farklıdır.

Işık ve ışık akısı: 

            Işık:

 Elektromanyetik bir dalgadır. Doğru boyunca yayılır, saniyede aldığı yol 299 792 458 m’dir. Işık hakkında  bir çok fikir vardır. Bunlardan bazıları şöyledir.

Işığın tanecik yapısı, ilk defa Compton tarafından gösterilmiştir. Bir foton ile  elektronu çarpıştırarak saçılmalarını gözlemiştir. Fotoelektrik olay da ışığı tanecik modelini destekleyen bir deneydir. Tanecik Modelinin ışık hakkında bize şu bilgileri vermektedir.

·        Işığın doğrultu boyunca yayılması.
·        Işığın birbiri içinden geçişi.
·        Işınların bir yüzeyde meydana getirdikleri aydınlanma.
·        Işığın bir yüzeye çarptığında bir basınç uygulaması
·        Işığın soğurulması.
·        Işığın bir yüzeyden yansıması.
·        Işığın boşlukta yayılması.

Tanecikli yapının açıklayamadığı hususlar ise.
·        Işığın kırılması.
·        Işığın aynı anda yansıması ve kırılması.
·        Işığın dar bir yarıktan geçerken kırınıma uğraması.
·        Girişim olayı.

Işığın dalga modeli ise aşağıdaki olaylara çözüm getirmiştir.
·        Işığın bir yüzeyden yansıması.
·        Işığın kırılması.
·        Işığın aynı anda yansıması ve kırılması.
·        Işığın girişimi ve kırınımı.
·        Işığın etkilenmeden birbiri içinden geçişi.

Dalga modelinin açıklayamadığı olaylar ise.
·        Ayrılma olayı.
·        Işığın boşlukta yayılması.

Maxwell Elektromanyetik Kuramını ortaya atarak üçüncü bir Teori ortaya çıkmıştır. Bu kurama göre ışık etrafa tanecikler gibi hareket etmekte ve bu taneciklere bir dalga eşlik etmektedir. Bu dalgada hem elektrik alanı hem de manyetik alan bulun-maktadır. Modern dalga teorisinde, ışık bir parçacık hareketi ve bu parçacığa eşlik eden bir dalga mevcuttur. Parçacıkları fotonlar oluştururlar. Aslında hareket eden her parçacığa bir dalga eşlik eder. Bazı parçacıkların hızları yeterince büyük olmaması, kendilerine eşlik eden dalgaların dalga boyları da çok küçük olduğundan ölçülemezler. Maxwell denklemleri modern dalga teorisini çok iyi bir şekilde açıklamıştır.

Işık akısı:
 

Bir ışık  kaynağının birim zamanda yayınladığı görünür ışık enerjisine ışık akısı denir. Φ ile simgelenir, ışık akısı  birimi lümen’dir. Bir yüzey aydınlatıldığında, yüzey üzerine düşen görünür ışık enerjisinin bir kısmını tutup, bir kısmını yansıtır. Yüzeyden yansıyan görünür ışık miktarına (enerjisine)  yüzeyin parlaklığı denir.  Işık şiddeti 1 candela1 olan bir noktasal kaynaktan 1 m uzaklıkta, ışınlara dik olarak düzenlenmiş 1 m2’ lik yüzeye gelen ışık akısı bir (1)    lümendir.

 Aydınlanma şiddeti:

 Birim yüzeye düşen ışık akısıdır. Işık ile simgelenir birimi lümendir. Aydınlanma şiddetinin birimi lüks (lx). Fakısı  S yüzey büyüklüğü ise aydınlanma şiddeti,  

  E =  Φ / S    dir.

I şiddetindeki bir ışık kaynağı r yarı çaplı bir kürenin merkezinde ise
           Φ = 4p I  
ve küre yüzeyi  S = 4pr2  olduğundan küre yüzeyindeki aydınlanma şiddeti, bağıntı 6.12’deki gibi olur.  Aydınlanma şiddeti kaynaktan uzaklaştıkça azalır.
  

Fotoelektrik dedektör:

 Işık şiddetini ölçmeye yarayan aletlere denir. Işığın absorba edilmesi absorba eden metal üzerinden elektron kopartılır. Bu elektronlar devreden akım olanağı sağlarlar. Akımın şiddeti ışığın şiddeti ile doğru orantılıdır.

Akım Nedir?

Bir telden birim zamanda geçen yük miktarına akım denir, i ile simgelenir, boyutu Amper1'dir.  Elektrik yüklerinin bir iletkenden geçişi elektrik akımını doğurur. Bir bataryanın kutupları arasına bağlanan bir iletkenin iki ucu arasında bir potansiyel farkı meydana gelir. Bu potansiyel farkı, iletken içinde bir elektrik alanı ( E ) oluşturur.

i = q / t                    q: Yük (coulomb)                   t: Süre (saniye)

Alternatif akım

 Sinüs değişimi gösteren elektro motor kuvvet'lerine  alternatif emk, bu yoldan elde edilen akımlara da alternatif akım denir.

Alternatif akım, eşit zaman aralıklarında periyodik olarak değişen akımdır. Alternatif akımı üreten jeneratörlere de alternatör denir. Alternatörde kutuplar devamlı değişir. Çünkü alternatörün içerisinde bulunan bobin dönme hareketi yaparken, bobin üzerinden akım alan fırçalar sabit kalmaktadır. Bobinin her hareketinde, üzerinde bulunan sabit uçlar, fırçalara sırası ile akım verirler. Bu ise fırçalar tarafından bir (+) yönde bir (-) yönde akım alması anlamındadır. Bu değişim elektronların hareketi açısından ivmeli bir harekettir.

Alternatif akımın ısı ve manyetik etkisi vardır. Alternatif bir potansiyel,

n = Vm sin (w t)

V_m : AC jeneratörünün pik voltajı, voltaj genliğidir veya etkin değeri.

w açısal hızı ise 2pf  veya 2p/ T'dir. f kaynağın frekansı, alternatör içerisindeki bobinin bir saniyedeki dönme sayısı ve T ise periyodudur, bobinin bir dönme hareketi için geçen süredir. Bu potansiyelin bir R direncindeki oluşturduğu akım ise

i_R = v / R = (V_m / R). sin(wt)

i_R = i_m sin(w t)   burada i_m

i_m = V_m / R' dir.

Türkiye'de şebeke cereyanlarında frekansı 50Hz olan akım kullanılmaktadır. ABD'de ticari elektrik güç santralleri ise w=377 rad/s karşılık gelen  f=60 Hz frekansı kullanılır.

 Elektrik akımının ısı etkisi: İçerisinden  akım geçen tel ısınır. Bu telin direnci R , içerisinden geçen akım i ve akımın etkin olduğu süre t ise açığa çıkan enerji,

W=i.i.R .t 

W:Enerji (Joule)

i: Akım (Amper)

R: Direnç (Ohm)

t: Zaman (saniye)

 

 

i.i.R .t'ye R direncinde ısıya dönüşen enerji denir.

     Elektriksel  güç: 

Üzerinden alternatif akım geçen R direncinde harcanan güç.

P = W /t