Basit elektrik devrelerinin  çalışması için pil ya da üreteçlere ihtiyaç duyulduğunu, pilin olduğu devredeki tellerde serbest elektronların kuvvet etkisinde titreşim yaparak pilin (-) kutbundan (+) kutbuna doğru hareket ettiklerini biliyoruz .

İletken Telde Elektronların Hareketi :

 Basit bir elektrik devresinde kablo içerisinde pilin (+) kutbundan (-) kutbuna doğru elektrik alanı oluşur. Elektrik alanı içinde  -q yüklü elektronlara kuvvet uygulanır . Bu kuvvet F=q.E bağıntısı ile bulunur . Elektronlar pilin (-) kutbundan (+) kutbuna doğru titreşim yaparak hareket eder. Elektronların bu hareketi akım şiddetini oluşturur.    

         Elektron hareketini, su seviyeleri farklı bileşik kaplardaki suyun hareketine benzetebiliriz. Bu olayda suyu harekete geçiren seviye farkı yani basınç farkıdır. Bu basınç farkını potansiyel farkına, su molekülleri ise elektronlara benzetebiliriz. Fakat su molekülleri ile elektronların hareketi birebir tam benzemeyebilir.

 AKIM ŞİDDETİ:

Cisimlerin yüklenmelerinin elektron alış verişi ile sağlandığını biliyoruz. Elektronlar yüklü parçacıklar olduğuna göre, elektron hareketi yük hareketi demektir. İletken bir telin bir kesitinden geçen yükün miktarı akım şiddetinin bir ölçüsü kabul edilebilir.

 Buna göre, iletkenin herhangi bir kesitinden birim zamanda geçen toplam yük miktarına akım şiddeti denir. akım şiddeti i sembolü ile gösterilir.

Akım şiddeti = yük / zamandır.

(yük: q,

zaman : t oldugundan )

İ=q/t     = q.i.t  olur

Bağlantıdaki q:coulomb ; t. Saniye olmak üzere akım şiddetinin birimi ,

Coulomb / sanıye = amper dir

Akım şiddetinin yönü (-) yönü (+)kutba gelen elektronların hareketine zıt yöndedir.Yanıi üretecin (+)kutbundan (-) kutbuna yöneliktir.

Akım şiddeti ampermetre ile ölçülür. Ampermetre, akım şiddeti ölçülecek devre elemanı ile seri bağlıdır.

Elektron akışı iki kürenin potansiyelleri eşitleninceye kadar devam eder. Demek ki yük akışı potansiyel farkından dolayı olmaktır. Potansiyel farkı olmadığı zaman yük akışı da olmaz.

Bir pilin uçları (kutupları)arasına bir lamba bağlanıp anahtar kapatıldığında lambanın ışık verdiği gözlenir.Lambanın ışık vermesi,üzerinden bir elektrik yükü geçtiğini gösterir.Bu yük akışının olabilmesi için üreteç ve pil gerekir.

Üreteç, pil ve akü gibi düzeneklerin uçlarına bağlı iletken bir telden geçen elektron akışına elektron akımı demiştik.

                   POTANSİYEL FARKI

Üzerinden akım geçen bir iletkenin iki uç noktasının potansiyelleri eşit değildir. Potansiyel farkı, iki noktanın farkı potansiyellerin farkı demektir. Üreteçlerin (+)ve (-)kutuplarının potansiyelleri farkıdır. Dolayısıyla üreteçlerin iki ucu arasında bir potansiyel farkı vardır. Bu potansiyel farkına gerilim de denir.

Üretecin pozitif kutbu yüksek potansiyel, negatif kutbu ise alçak potansiyeldir.Akım yüksek potansiyelden alçak potansiyele doğru akar.Bu akışı,yükseklik farkından dolayı akan suyun akışına benzetmiştik.Potansiyel farkı birimi volt tur.

Potansiyel farkı voltmetre denilen aletle ölçülür. Voltmetre şekildeki gibi devreye paralel olarak bağlanır. Voltmetre bağlandığında iletkenin uçları arasındaki potansiyel farkının doğru ölçebilmesi için üzerinden akım geçmemelidir. Bunun için voltmetrenin iç direnci çok çok büyük olmalıdır.

OHM YASASI

Ohm kanunu, akım şiddeti, direnç ve potansiyel farkı üçlüsü arasındaki ilişkiyi ifade eder.

Bir iletkenin uçları arasındaki potansiyel farkının iletkenden geçen akım şiddetine oranı sabittir.

Bu sabit değer iletkenin direncine eşittir. Direnç R, potansiyel farkı V,akım şiddeti ile gösterildiğine göre,

    R: V/I   V=I.R olarak yazılır.

    PİLİN ELEKTROMOTOR KUVVETİ

Elektrik devrelerinin enerji ihtiyacı pil, akü ve üreteç gibi güç kaynaklarından sağlanır.Pilin (+) kutbundan çıktığı düşünülen +1 birimlik yükün devreyi dolanarak tekrar (+) kutba gelmesi için pilin enerji üretmesi gerekir.

Birim yükün devreyi tam olarak dolanması için pilde dönüşen yani pilin harcadığı enerjiye bu pilin elektromotor kuvveti (emk) denir. Pilin elektromotor kuvveti E sembolü ile gösterilir.

Bir pilin uçlarına bağlanan voltmetre bu emk değerini gösterir.

Pilin devreye akım vermeden voltmetre doğrudan pilin uçlarına bağlanırsa voltmetre doğrudan pilin E elektromotor kuvveti(Emk) değerini gösterir. Pilin uçlarına ampul bağlandığında voltmetrenin gösterdiği değer değişir. Yeni durumda voltmetrenin gösterdiği değer +1 birimlik yükün devreyi dolaşması için gerekli enerjiye eşittir. Ayrıca bu enerji pilin ve devrenin uçları arasındaki potansiyel farkının bir göstergesidir.

Buradan çıkarılan sonuç, pilim (emk0değeri ile uçları arasındaki potansiyel farkı aynı değer değildir. Emk değeri daha fazladır. Peki, aralarındaki fark nerede harcanmaktadır? Bunu anlamak için pilin yapısından dolayı bir iç direncinin olduğunu bilmek gerekir.

Dolayısıyla pilin iç direncinin uçları arasındaki potansiyel farkı ile lambanın uçları arasındaki potansiyel farkının toplamı pilin elektromotor kuvvetine eşittir.

Bir üretecin iç direnci ihmal edilmediği sürece, seri bağlı bir direnç gibi düşünülür.

Bu bağlantıya göre, üretecin emk si, üretecin ya da R direncinin uçları arasındaki potansiyel farkı ile iç direncin uçları arasındaki potansiyel farkının toplamına eşittir. Üretecin iç direnciihmal edilirse, E =Volur. Yani üretecin emk si ile uçları arasındaki potansiyel farkı eşit olur.Bu durum da R direncinden geçen akım şiddeti ohm kanunu olan 

 bağıntısı ile bulunur.

      PİLLERİN BAĞLANMASI

Piller günlük yaşamımızın vazgeçilmezi haline gelmiştir. Telefonlarda, televizyon kumandasında, mp3 ve mp4 lerde, el fenerlerinde , bilgisayar mauslarında (fare),fotoğraf  makineleri benzeri birçok cihaz kalem pil dediğimiz kuru piller kullanılmaktadır.

Bazı cihazlar için tek pil yeterken bazıları için iki ya da daha fazla pil gerekmektedir. Bu durumda pilleri uç uca seri olarak bağlayarak daha fazla potansiyel farkı oluşturmamız gerekmektedir. Bazıları ise daha farklı amaçlar için, örneğin daha uzun süre kullanmak için paralel bağlamamız gerekmektedir.

Sonuçta enerji sağlayan piller olmadan cihazlar çalışmıyor. Şimdi pillerin bağlanma şekillerini ve özelliklerini inceleyelim .

 1. SERİ BAĞLI PİLLER

Bir pilin (+) kutbunu diğer pilin (-) kutbuna bağlayarak elde edilen bağlama şekline “seri bağlı piller “denir

1. Seri bağlı pillerin her birinden eşit miktar akım geçer.Yani toplam akım birinden geçen akıma eşittir.
2. Üretecin toplam elektromotor kuvveti (emk),elektromotor kuvvetlerin ayrı ayrı toplamına eşittir.

Et=E1+E2+E3 olur.

1. Seri bağlı üreteçlerin iç dirençleri de seri bağlı olduğundan ,toplam iç direnç,

r t=r1+r2+r3 olur.

Aynı cihazda özdeş piller kullanılır.

Seri bağlı pil sayısı arttıkca lambanın uçları arasındaki potansiyel dolayısıyla lambadan geçen akım şiddeti de artar. Sonuçta seri bağlı pil sayısının artması lambanın parlaklığını arttırır.

  El fenerlerinde daha fazla ışık alabilmek için piller seri olarak bağlanır. Eğer pillerin birinin +  kutbu diğerinin – kutbuna bağlanamaz ise el feneri ışık vermez.

     2. TERS BAĞLI PİLLER

Üreteçlerin (-) kutupları ya da (+) kutupları birbirine bağlanarak elde edilen bağlama şekline “ters bağlı üreteçler” denir.

  Ters bağlı üreteçler birbirlerinin etkisini azaltıcı yönde etki yapar.Yani üreteçler özdeş değilse toplam emk,büyükten küçük değer çıkarılarak bulunur.

Et=E1-E2 ve rt= r1+r2 dir.

Üreteçten çekilen akım ise emk si büyük olan üretecin (+) kutbundan çıkarak devreyi dolaşır.

İç direncin ters bağlanması olmaz. Bundan dolayı iç dirençler toplanır.

   3.PARALEL BAĞLI PİLLER

Piller (+)kutupları bir noktada (-) kutupları ise başka bir noktada olacak şekilde yapılan bağlamaya “paralel bağlı piller”denir. Paralel bağlı piller özdeş olmalıdır.Özdeş olmaz ise dış devreden akım geçmese  bile üreteçler arasında akım geçişi olur.Çünkü üreteçler paralel bağlı olduğundan uçları arasındaki potansiyel farkı eşitleninceye kadar birinden diğerine yük  geçişi olur.Bu durum zamanla pillerin tükenmesine neden olur.

1. Paralel bağlı özdeş üreteçleri devreye verdikleri akım şiddetine eşittir.
2. Devrenin toplam emk si pillerden birinin emk sine eşittir. Et=E dir.
3. Üreteçlerin iç direnci önemsiz değil ise, paralel bağlanmanın özelliği geregince, toplam iç direnç,   

Rt= r/n den bulunur. Buradaki n,üreteç sayısıdir.

PİLLERİN VE ÜRETEÇLERİN TÜKENME SÜRESİ

Üreteçlerin ampersaat veya benzeri bir birim cinsinden yük miktarını belirten ömürleri vardır. Bir üretecin ömrü ya da tükenme süresi, yapılış anındaki boyutlarına, yapısını oluşturan maddelerin cinsine bağlıdır.

Özdeş üreteçlerin yapıları aynı olduğundan, bunların tükenme süresi çekilen akıma bağlıdır. Üreteç veya pilden ne kadar az akım geçiyorsa tükenme süresi uzun, ne kadar akım fazla geçiyorsa tükenme süresi o kadar kısa olur.

Pillerin ömürleri kısadır. Seri bağlı pillerin ömürleri tek pilin ömründen azdır. Seri bağlı özdeş pillerin sayıları arttıkça tükenme süreleri kısalır.

Paralel bağlı pillerin tükenme süreleri pil sayısı arttıkça artar. Tek pile bağlı X lambası t₁ süre sonra sönerken, iki paralel pile bağlı Y lambası t₂ süre sonra söner ve t₂ > t₁ olur.

Yorumlar

Yeni Ekle Ara

Yorum yaz

Adınız: E-posta:   Başlık:   Lütfen resimdeki güvenlik kodunu giriniz.

Powered by !JoomlaComment 3.26

3.26 Copyright (C) 2008 Compojoom.com / Copyright (C) 2007 Alain Georgette / Copyright (C) 2006 Frantisek Hliva. All rights reserved."