Elektrik akımı: Revizyonlar arasındaki fark
| [kontrol edilmiş revizyon] | [kontrol edilmiş revizyon] |
İçerik silindi İçerik eklendi
Reality006 (mesaj | katkılar) Değişiklik özeti yok |
k robot Ekleniyor: sco:Current |
||
1. satır:
{{
{{Diğer anlamı|akım}}
{{Elektromıknatıslık}}
'''Elektrik akımı''' veya '''elektriksel akım''', en kısa tanımıyla [[elektriksel yük]] taşıyan parçacıkların hareketidir. Bir kesit üzerinden birim zamanda geçen yük miktarı elektrik akımını verir. [[Uluslararası Birimler Sistemi|SI]] birimi [[Amper]]'dir (kısaltması A). Herhangi bir kesit üzerinden bir saniye içerisinde bir [[Coulomb (birim)|Coulomb]]'luk yük geçmesi bir Amper'lik akıma tekabül eder. [[Ohm Kanunu]]'na uyan maddeler üzerinden geçen akım bu maddenin [[direnç|direnci]] ile [[Orantı#ters orantı|ters orantıl]]ı, akımı oluşturan [[gerilim]] ile [[orantı#doğru orantı|doğru orantıl]]ıdır. Doğadaki çoğu madde [[Ohm Kanunu]]'na büyük oranda uyar, ancak akım ve gerilim arasındaki bağıntı çok daha karışık olabilir. [[Yarı iletken]]ler bu duruma güzel bir örnektir.
== Elektrik akımının fiziği ==
=== Çeşitli ortamlarda elektrik akımı ===
==== Metaller üzerindeki akım ====
[[Katı]] [[iletken]] metal, hareketli veya [[Serbest elektron modeli|serbest elektronlara]] sahiptir. Bu elektronlar metalin kristal yapisina bağlıdirlar, fakat herhangi bir atoma bağlı değillerdir. Herhangi bir dış [[elektriksel alan]] uygulamadan bile bu elektronlar ısı enerjisinden dolayı rastgele hareket ederler. Fakat normalde bir metaldeki net akım sıfırdır. Herhangi bir zamanda metal objenin herhangi bir kesitinde bir yönden diğerine geçen [[elektron]]ların sayısı aksi yönde geçiş yapanlarınkine ortalamada eşittir. Bir metal telin iki ucu arasına [[Pil|batarya]] gibi bir [[Doğru akım|DC]] kaynağı bağlandığında iletkende bir [[elektrik alanı]] oluşur. Bu elektrik alanı metaldeki serbest elektronların alanın tersi yönünde sürüklenmesine sebep olur. Ortalamada bir yöne daha fazla hareket eden elektronlar elektrik akımını yaratmış olurlar.
==== Elektrolitler üzerindeki akım ====
[[Elektrolit]]ler içlerinde elektrik akımını mümkün kılacak serbest [[iyonlar]] bulunduran maddelerdir. [[Elektrokimyasal hücre]]ler bir elektrolit ve bu elektrolide yerleştirilmiş [[elektrot]]lardan oluşur. Bu hücreler kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çevirmek ([[pil]]) ya da elektrik enerjisi kullanarak bir kimyasal tepkimeyi gerçekleştirmek için ([[elektroliz]]) kullanılırlar. Her iki durumda da elektrotların çevresinde iyonlar oluşur ya da yok olur. Bu tepkimeler sırasında elektrolit içerisinde birbirini nötrleyen ya da birbirinden ayrılan [[anyon]] ve [[katyon]]lar (negatif ve pozitif yüklü iyonlar) elektrotlara doğru ya da aksi yönde hareketleri sırasında elektrik akımını oluştururlar. Örnek olarak, sıkça rastlanan kurşunlu pillerde elektrik akımı pozitif yüklü [[hidrojen]] iyonlarının bir yöne negatif yüklü [[sülfat]] iyonlarının diğer yöne hareket etmesinden meydana gelir.
==== Diğer ortamlar ====
[[Vakum]]da elektronlardan ya da iyonlardan meydana gelmiş bir ışın elektrik akımına neden olabilir. Benzer şekilde [[kıvılcım]] ve [[Plazma (fizik)|plazmalarda]] elektrik akımı hareket eden elektronlar ve pozitif ya da negatif yüklü iyonlardan meydana gelir. Yarı iletkenler üzerinde elektrik akımı, elektronların yanı sıra, pozitif yüklü [[elektron boşlukları]] (Yarı iletken kristali üzerinde eksik olan [[değerlik elektron]]lar) tarafından da taşınır. [[P tipi yarı iletken]]lerde elektrik akımı büyük oranda bu şekilde oluşur.
=== Elektromanyetizma ===
[[Dosya:Electromagnetism.svg|175px|thumb|[[Ampére yasası]]na göre elektrik akımı bir [[manyetik alan]] meydana getirir.]]
Elektrik akımı bir [[manyetik alan]] meydana getirir. Bu manyetik alan, akım geçiren teli çevreleyen dairesel alan çizgileri olarak gözde canlandırılabilir.
Elektrik akımı bir [[galvanometre]] yardımıyla doğrudan ölçülebilir, ama bu yöntem devrenin koparılmasını gerektirmektedir, bu da bazi durumlarda zorluk yaratır. Akım, devreyi koparmadan, meydana getirdiği manyetik alan sayesinde de ölçülebilir. Bu amaçla kullanılan cihazlar arasında [[Hall etkisi]] [[sensör]]leri, [[akım transformatörü|akım transformatörleri]] ve [[Rogowski bobini|Rogowski bobinleri]] de vardır.
[[Özel görelilik kuramı]] kullanılarak manyetik alan, akımı taşıyan parçacıklarla aynı hızda giden bir gözlemci için durağan bir elektrik alan dönüştürüllebilir. Zaten akımın kendisi de ölçüldüğü [[referans sistemi]]ne bağlıdır, çünkü akım, parçacıkların hızına ve bu da referans sistemine bağlıdır.
== Matematiksel Modeller ==
=== Akım miktarının hesaplanması ===
Sabit bir akım ''I'' [[amper]] olarak şu şekilde hesaplanabilir:
:<math>I = {Q \over t}</math>
burada
:<math>Q \!\ </math> ölçülen süre boyunca kesitten geçen [[elektrik yükü]], [[coulomb]] (amper saniye) olarak ve
:<math>t \!\ </math> [[zaman]], [[saniye]] olarak
Devamında:
:<math>Q=It \!\ </math> ve <math>t = {Q \over I}</math>
=== Ohm yasası ===
[[Ohm kanunu]], ideal bir [[direnç]] veya diğer [[omik aygıt]]larda uygulanan gerilimin akıma oranıdır.
:<math>
I = \frac {v}{R}
</math>
burada
:''I'' akım, birimi [[Amper]]'dir
:''v'' gerilim, birimi [[Volt]]'dur
:''R'' direnç, birimi [[Ohm]]'dur
=== Akım yoğunluğu ===
Elektrik akımı [[Yoğunluk|yoğunluğunun]] bir ölçümüdür. Bu elektrik akımının seçili alana oranını veren bir [[Yöney|vektörel]] büyüklüktür [[SI|SI birimlerinde]], akım yoğunluğu [[amper]] bölü [[metrekare]] ile ölçülür.
:<math>
J = \frac {I}{S}
</math>
=== Elektrik yüklerinin hızı ===
Bir iletkenin içinde gezinen yüklü parçacıklar sürekli olarak rastgele yönlere doğru hareket ederler. Yükte net bir akış olabilmesi için, parçacıklar birlikte hareket etmelidirler. Elektronlar metalde taşıyıcıdırlar ve kararsız yolla akarlar (atomdan atoma sıçrarlar), fakat genellikle [[elektriksel alan]] yönünde akarlar. Akış hızları şöyle hesaplanabilir:
:<math>I=nAvQ \!\ </math>
burada
:<math>I \!\ </math> elektrik akımı
:<math>n \!\ </math> yüklü parçaçıkların sayısı '''birim hacim'''
:<math>A \!\ </math> iletkenin kesit alanı
:<math>v \!\ </math> akış hızı ve
:<math>Q \!\ </math> her bir parçacığın yükü.
Katı maddedeki elektrik akışı tipik olarak çok yavaştır. Örneğin, 0.5 mm² kesitli bir [[bakır]] [[Kablo|tel]] 5 A lik bir akım taşırken elektronların akım yönündeki ortalama hızı saniyede milimetreler mertebesindednir. Buna karşılık [[katot ışınlı tüp]]lerin içerisindeki neredeyse vakum ortamda elektronlar neredeyse doğrusal rotalarda [[ışık hızı]]nın onda birine yakın hızlarda hareket ederler.
Elektriksel yük taşıyan parçacıklar hızlı ya da yavaş da hareket etse, iletkenin yüzeyinde oluşan [[sinyal|elektriksel sinyaller]] genelde ışık hızına yakın hızlarda ilerlerler. Bu sonuca [[Maxwell denklemleri]]nin çözümüyle varılabilir. İlk bakışta sezgiye aykırı görünen bu durum [[bilardo]] toplarının çok hızlı hareket etmediklerinde bile çarpışmanın etkisini neredeyse anında iletmelerine benzetilerek açıklanabilir.
== Doğru akım ve alternatif akım ==
[[Doğru akım]] elektrik yükünün hep aynı yönde akmasıyla oluşur. Buna karşılık [[alternatif akım]]da eşit zaman aralıklarıyla akım yönü tersine döner. Bunların üretilmesi, iletilmesi ve kullanılması çok farklı özellikler gösterirler. Çeşitli [[elektronik devre elemanları]] kullanılarak bu iki akımı birbirine dönüştürmek mümkündür.
Elektrik enerjisi, çeşitli yöntemlerle diğer enerji çeşitlerinin dönüştürülmesiyle üretilir. Ortaya çıkan akım doğru ya da alternatif akım olabilir. Doğru akım en yaygın olarak [[pil|kimyasal pillerde]], [[güneş pilleri]]nde ve [[dinamo]]larda(doğru akım motoru) üretilir. Alternatif akım ise genellikle alternatif akım [[elektrik motoru|motorlarında]] üretilir.
Kullanılan elektriğin büyük çoğunluğu herhangi bir enerji çeşidinin önce [[kinetik enerji|hareket enerjisine]], ordan elektrik enerjisine çevrilmesiyle elde edilir. Alternatif akım motorları genel olarak doğru akım motorlarından daha ucuza mal olurlar, bakımları daha kolaydır ve daha yüksek verimde çalışırlar. Dolayısıyla alternatif akım büyük miktarda üretime daha uygundur. Bunun yanında alternatif akımın iletimi de çeşitli nedenlerden çok daha ucuz ve verimli bir şekilde yapılabilir. [[Elektrik şebekesi]]nin alternatif akım taşıması bu nedenlerden ötürüdür. Buna karşılık elektrik şebekesinden uzak ya da taşınabilir uygulamalarda [[pil]]ler yardımıyla doğru akım elde etmek daha kolaydır.
Elektrik enerjisinin hareket enerjisine dönüştürülmesinde de alternatif akım motorları benzer avantajlara sahiplerdir. Bu yüzden hareket enerjisi gerektiren uygulamalarda (örneğin [[elektrikli ev aletleri]]) alternatif akım tercih edilir. Öte yandan, doğru akım, elektronik cihazların (özellikle dijital) çalışması için çok daha uygundur.
== Görüldüğü yerler ==
Doğada karşılaşılan elektrik akımları arasında [[yıldırım]]lar, [[Güneş rüzgârı|Güneş rüzgârları]] ve [[kuzey ışıkları]] vardır. İnsan yapımı elektrik akımlarına örnek olarak da metal tellerde akan elektronlar örnek gösterilebilir. Bu duruma uzun mesafelere [[elektrik enerjisi]] dağıtan [[elektrik iletim hatları]]nda ya da elektrikli ve elektronik aletlerin içlerindeki tellerde rastlanabilir. Akıma [[Elektronik]] bilimi dahilinde farklı yerlerde de rastlanabilir. Bunların arasında [[direnç (elektronik)|dirençlerin]] üzerinden geçen akımlar, [[vakumlu tüp]]lerdeki vakumdan geçen akımlar, [[pil]]lerin ya da [[sinir hücresi|sinir hücrelerinin]] içinde akan [[iyonlar]] ve bir [[yarı iletken]]den akan [[elektron boşluğu|elektron boşlukları]] da vardır.
== Tehlikeler ==
Elektrik akımından kaynaklı en ciddi zararlar [[Elektrik çarpması|elektrik çarpmalarıdır]]. Elektrik çarpmasının etkileri pek çok etkene dayanır. En onemli etkenler akımın şiddeti, elektriksel temasın yapısı, etkilenen uzuvların durumları, akımın vücutta takip ettiği yol ve akım kaynağının gerilimidir. Çok zayıf bir akım sadece bir karıncalanmaya neden olurken, deriden geçen şiddetli akımlar ciddi yanıklara hatta [[kalp]]ten geçen akımlar [[kalp krizi]]ne bile sebep olabilir.
Kontrol dışı elektrik kaynaklı ısınmalar da tehlikeli sonuçlar doğurabilir. Fazla güç taşıyan kablolar yaygın bir yangın sebebidir. Cepte birlikte taşınan madeni paralar ve bir [[AA Pil]] kadar küçük bir güç kaynağı bile kısa devre sonucu hızlıca ısınıp deride yanıklara sebep olabilir.
{{elektrik-taslak}}
<!---kategoriler--->
<!---diğer diller--->
[[Kategori:Elektrik]]
[[Kategori:Elektromanyetizma]]
[[af:Elektriese stroom]]
[[an:Corrient electrica]]
[[ar:تيار كهربائي]]
[[az:Elektrik cərəyanı]]
[[be:Электрычны ток]]
[[be-x-old:Электрычны ток]]
[[bg:Електрически ток]]
[[bn:তড়িৎ প্রবাহ]]
[[bs:Električna struja]]
[[ca:Corrent elèctric]]
[[cs:Elektrický proud]]
[[cy:Cerrynt trydanol]]
[[da:Elektrisk strøm]]
[[de:Elektrischer Strom]]
[[el:Ηλεκτρικό ρεύμα]]
[[en:Electric current]]
[[eo:Elektra kurento]]
[[es:Corriente eléctrica]]
[[et:Elektrivool]]
[[fa:جریان الکتریکی]]
[[fi:Sähkövirta]]
[[fr:Courant électrique]]
[[gl:Corrente eléctrica]]
[[he:זרם חשמלי]]
[[hi:विद्युत धारा]]
[[hr:Električna struja]]
[[ht:Kouran elektrik]]
[[hu:Elektromos áram]]
[[id:Arus listrik]]
[[io:Korento]]
[[is:Rafstraumur]]
[[it:Corrente elettrica]]
[[ja:電流]]
[[kn:ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ]]
[[ko:전류]]
[[ku:Sirêma karevayî]]
[[la:Fluxus oneris electrici]]
[[lb:Stroumstäerkt]]
[[li:Elektrische sjtroum]]
[[lt:Elektros srovė]]
[[lv:Elektriskā strāva]]
[[mk:Електрична струја]]
[[ml:വൈദ്യുതധാര]]
[[ms:Arus elektrik]]
[[nl:Elektrische stroom]]
[[nn:Elektrisk straum]]
[[no:Elektrisk strøm]]
[[oc:Corrent electric]]
[[pa:ਚਲੰਤ ਬਿਜਲੀ]]
[[pl:Prąd elektryczny]]
[[pnb:کرنٹ]]
[[pt:Corrente elétrica]]
[[ro:Curent electric]]
[[ru:Электрический ток]]
[[scn:Currenti elettrica]]
[[sco:Current]]
[[sh:Električna struja]]
[[simple:Electric current]]
[[sk:Elektrický prúd]]
[[sl:Električni tok]]
[[sq:Rryma elektrike]]
[[sr:Електрична струја]]
[[sv:Elektrisk ström]]
[[szl:Sztrům]]
[[ta:மின்னோட்டம்]]
[[te:ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్]]
[[th:กระแสไฟฟ้า]]
[[tl:Daloy ng kuryente]]
[[uk:Електричний струм]]
[[ur:برقی رو]]
[[vi:Dòng điện]]
[[war:Kuryente elektrisidad]]
[[wo:Dawaanu mbëj]]
[[yo:Ìwọ́ ìtanná]]
[[zh:电流]]
[[zh-yue:電流]]
| |||