Elektrik ve Manyetizma

Elektrik Yükleri ve Durgun Elektrik

• Maddeler pozitif (proton) ve negatif (elektron) yükler içerir; eşit sayıda ise nötrdür. Cisimler elektron alarak negatif, elektron vererek pozitif yüklenir (proton hareket etmez).
• Elektriklenme çeşitleri: Sürtünme (cisimler zıt ve eşit miktarda yüklenir; saç-tarak, balon-yün), dokunma (iletkenlerde yük paylaşımı; cisimler aynı cins yükle yüklenir), etki (yüklü cisim yaklaştırılınca yüklerin ayrışması).
• Aynı cins yükler birbirini iter, zıt cins yükler çeker. Elektroskop cismin yüklü olup olmadığını ve yükün cinsini anlamaya yarar.
• Topraklama: Yüklü cismin fazla yükünün toprağa aktarılarak nötrlenmesi. Yıldırım ve paratoner: Bulutlar arası ya da bulut-yer arası yük boşalması; paratoner yükü güvenli şekilde toprağa iletir.
• İletken ve yalıtkan: Metaller, grafit, tuzlu su iletken; plastik, cam, tahta, kauçuk yalıtkan. Yarı iletkenler (silisyum) elektronik devrelerde kullanılır.

Elektrik Akımı ve Devreler

• Devre elemanları: Pil/üreteç, anahtar, ampul, iletken tel, direnç, ampermetre (akım; seri bağlanır), voltmetre (gerilim; paralel bağlanır), sigorta. Devre sembolleri ve şemaları.
• Akım (I, amper), gerilim (V, volt), direnç (R, ohm): Ohm yasası V = I·R.
• Direnci etkileyen faktörler: İletkenin uzunluğu (artınca artar), kesit alanı (artınca azalır), cinsi (özdirenç) ve sıcaklığı.
• Seri bağlı ampuller: Akım her yerde aynı; ampul sayısı artınca parlaklık azalır; biri bozulunca diğerleri söner. Paralel bağlı ampuller: Gerilim aynı; ampul sayısı artınca her birinin parlaklığı değişmez (ideal üreteçte); biri bozulsa diğerleri yanmaya devam eder (ev tesisatı paraleldir).
• Seri bağlı pillerde gerilim artar, ampul daha parlak yanar; paralel bağlı pillerde gerilim değişmez, piller daha uzun süre dayanır.
• Elektrik enerjisi ve güç: P = V·I; enerji E = P·t (kilowatt-saat, kWh). Elektrik faturası tüketilen kWh'ye göre hesaplanır.
• Elektriğin etkileri: Isı etkisi (ısıtıcı, ütü, sigorta), ışık etkisi (ampul), manyetik etki (elektromıknatıs), kimyasal etki (elektroliz, akü şarjı).
• Güvenlik: Islak elle prize dokunmama, topraklı priz, sigorta ve kaçak akım rölesi, aşırı yüklemeden kaçınma, elektrik çarpmasında önce akımı kesme.

Manyetizma

• Mıknatıslar: N ve S kutupları; aynı kutuplar iter, zıt kutuplar çeker; kesilen mıknatısın her parçası yine iki kutupludur. Demir, nikel, kobalt mıknatıs tarafından çekilir. Manyetik alan çizgileri N'den S'ye; demir tozuyla gösterilebilir.
• Dünya'nın manyetik alanı: Pusula iğnesinin kuzeyi göstermesi; coğrafi kuzey kutbu yakınında manyetik güney kutbu vardır. Göçmen kuşların yön bulması, kutup ışıkları (aurora).
• Akımın manyetik etkisi (Oersted): Akım taşıyan tel çevresinde manyetik alan oluşur.
• Elektromıknatıs: Demir çekirdek üzerine sarılmış akım geçen tel bobin; manyetik etki sarım sayısı ve akım şiddetiyle artar; akım kesilince mıknatıslık kaybolur. Kullanım alanları: Hurdalıklarda vinç, zil, hoparlör, elektrik motoru, manyetik trenler (maglev), MR cihazı.
• Elektromanyetik indüksiyon (Faraday): Değişen manyetik alan iletkende akım oluşturur; jeneratör ve dinamo (hareket enerjisi → elektrik enerjisi), transformatör.
• Elektrik motoru: Manyetik alandaki akım taşıyan bobine etki eden kuvvetle dönme; elektrik enerjisi → hareket enerjisi (vantilatör, mikser, çamaşır makinesi).

Elektrik Enerjisinin Üretimi ve İletimi

Santraller (termik, hidroelektrik, nükleer, rüzgâr, güneş, jeotermal) jeneratörlerle elektrik üretir. Enerji iletiminde gerilim transformatörlerle yükseltilerek kayıp azaltılır, şehirlere girişte düşürülür. Enerjinin bilinçli ve tasarruflu kullanımı, atık pillerin geri dönüşüme verilmesi çevre bilincinin parçasıdır.