Skip to main content

Elektrik Yükü Nedir ? | Temel Elektronik Eğitimi

ELEKTRİK YÜKÜ NEDİR ?

Elektrik yükü nedir ? Elektrik yükü nasıl oluşur ? Coulomb nedir ? Bir elektrik yükünün değeri nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Elektrik Yükü Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.Temel elektronik serisine devam ettiğimiz bu yazı dizisinde tanımlamalarla beraber , matematiksel olarak ifadelere de yer vermeye çalışıyoruz.

Başlayalım.

ELEKTRİK YÜKÜ  

Bu evrendeki her madde atomlardan oluşur.Atomlar elektriksel olarak nötrdür.Bunun nedeni, her bir atomun eşit sayıda proton ve elektrona sahip olmasıdır.

Protonların pozitif yükü vardır.Bir atomda, protonlar elektriksel olarak nötronlar ile birlikte merkezi çekirdeğe otururlar.Protonlar çekirdeğe kuvvetle bağlanır.

Böylece, protonlar normal bir süreçle çekirdekten ayrılamazlar.Her elektron, atomdaki kesin yörüngede nükleus etrafında döner.Elektronlar negatif yüklüdür.Bir elektronun elektrik yükünün miktarı, bir protonunkine tamamen eşittir, ancak doğada tam tersidir.

Temel Elektronik Eğitimleri

Elektronlar negatiftir ve protonlar pozitiftir.

Dolayısıyla, maddenin bir kısmı elektriksel olarak nötrdür, çünkü elektriksel olarak nötr atomlardan oluşur.

Elektronlar da atomların içerisinde sınırlıdır ama hepsi sınırlı değildir.Çekirdeklerden en uzak olan elektronların bir kısmı, herhangi bir yolla çekirdekten ayrılabilir.

Bir cismin nötr atomlarının bu ayrılabilir elektronlarından bazıları çıkarılırsa, burada bir elektron açığa çıkar.Sonra, ayrılabilir elektronların bir kısmının nötr gövdeden çıkarılmasıyla, gövdede ki toplam proton sayısı, gövdede ki toplam elektron sayısından daha fazla olur.

Sonuç olarak, gövde pozitif olarak yüklenecektir.

Gövde sadece elektronları açığa çıkaramaz, aynı zamanda dışarıdan sağlanan bazı ekstra elektronları da emebilir.Bu durumda, gövde negatif yüklü hale gelir.

Yani, bir madde kütlesindeki açığın veya fazla elektronun elektrik yükü denir.

Bir elektronun yükü çok küçüktür ve formül olarak (-1.6 x 10 ^-19 Coulomb)’a eşittir. Böylece, toplam (1/1.6 x 10^19 ya da 6.28 x 10^19) elektron , 1 Coulomb’un elektrik yüküne sahiptir.

Yani, bir gövde (6.28 x 10^19)’dan fazla elektrona sahipse, vücut 1 coulomb negatif elektrik yük sayısına eşit olacaktır ve diğer bir şekilde de gövde 1 coulomb pozitif elektrik yüklü olacaktır.Diğer yandan, bir gövde (6.28 x 10^19)’dan fazla elektron sayısına sahipse, gövde 1 coulomb negatif elektrik yüklü olacaktır.

Yüklü gövde statik elektrik örneğidir.Bunun nedeni, elektrik yükünün gövdede sınırlı olmasıdır.Gövde üzerinde yük hareket halinde değildir.

Fakat elektrik yükü harekete geçtiğinde elektrik akımına neden olur.Elektrik yükü çalışma potansiyeline sahiptir. Bunun anlamı, ya yükün karşıt doğasını çekme ya da aynı yük doğasını geri çekme potansiyeline sahiptir. Bir yük, elektronları ve protonları ayırmanın sonucudur.

Elektrik yükleri genel olarak iki çeşitdedir ; pozitif ve negatif.Yükleri aynı olan ve fazla olan iki nesne birbirine yakın olduğunda , birbirlerine itme kuvveti uygularlar.Eğer biri pozitif negatif yüklü , diğeri ise pozitif yüklü ise bu durumda birbirlerini çekerler.

Maddenin temeli ya da atom altı parçacıklarının çoğu elektrik yüküne sahiptir.Örnek olarak ; elektronlar negatif yüke ve protonlarda pozitif yüke sahiptir.Nötronlar ise , nötr yani yüksüzdürler.

Deney yolu ile ölçüldüğünde her elektronun negatif olan yükü aynı büyüklüğe sahiptir.Bu nedenle yük , bir elektronun ya da protonun temel bir fiziksel sabitinin yüküne eşit olarak bulunur.

Milikan yağ-damlası deneyinde doğal bir elektrik yükü birimi olarak elektronun doğrudan  ölçümü yapılmıştır (1909).Maddenin atomları elektriksel olarak nötr’dür çünkü çekirdekleri çevreleyen elektronlar olduğu için genel olarak aynı sayıda proton içermektedirler.

Elektrik akımı ve yüklü nesneler , bazı negatif atom yüklerinin ayrılmasını isterler.Metal tellerdeki akım , her bir veya iki atomun gevşek bir şekilde bağlı olan elektronun kaymasından meydana gelir.

Örnek olarak ; ipek bir bez ile pozitif yüklü bir cam çubuğun sürtünmesi ile yüzey tabakasındaki bazı atomlar , çekirdeklerin geçirgen olmayan protonları nedeniyle pozitif bir yük bırakarak elektron kaybetmişlerdir.Burada , negatif yüklü bir nesnenin yüzeyinde daha fazla elektron vardır.

ELEKTRİK YÜKÜ NEDİR SONUÇ : 

Bugünki yazımızda Elektrik Yükü Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Temel olarak elektrik yükünün ne olduğunu , matematiksel olarak neye eşit olduğunu ve nasıl oluştuğunu irdeledik.Temel elektronik serisine hızla devam  ediyoruz.

İyi Çalışmalar

Elektriksel Güç Nedir ? | Temel Elektronik Dersleri

ELEKTRİKSEL GÜÇ NEDİR ?

Elektriksel güç nedir ? Pasif işaret metodu nedir ? Güç derecelendirmesi nedir ? Direnç güç değerleri nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız bu yazımızda Elektriksel Güç Nedir adlı yazımız ile temel elektronik serisine devam ediyoruz.

Başlayalım.

ELEKTRİKSEL GÜÇ

Gerilim ve akım bir elektrik devresinin iki temel parametresidir.Ancak, sadece bir elektrik devresi elemanının davranışı ifade etmek için gerilim ve akım yeterli değildir.

Esas olarak bilmemiz gereken, ne kadar elektrik gücü ile, bir devre elemanı kullanabilir , çalıştırabiliriz.Burada 60 watt’lık bir elektrik lambasının 100 watt’lık bir elektrik lambasından daha az ışık verdiğini biliyoruz.

Elektrik tüketimi için elektrik faturası ödediğimiz zaman, belli bir süre için elektrik gücü taleplerini ödüyoruz.Bu nedenle, bir elektrik devresini veya şebekeyi analiz etmek için elektrik gücü hesaplaması oldukça önemlidir.

Not : Güç, bir elektrik elemanı tarafından sağlanan veya tüketilen enerjinin zamana göre oranıdır.

Bir eleman dt saniyede bir dw joule enerjisini beslediğini ya da tükettiğini varsayalım.Artık elementin gücünü şu şekilde ifade edebiliriz ;

Formül = p = dw/dt

Bu denklem de şu şekilde yeniden yazılabilir:

Formül = p = dw / dt = (dw / dq) x (dq / dt) = v x ı

Burada ; dw/dq  voltaj(v)’ı simgeler ve dq/dt ise akım(ı) simgeler.

Bu nedenle, denklemdeki voltaj ve akım ifadesi anlıktır ve aynı zamanda güç de anlıktır.Belirtilen güç zamanla değişkendir.

Formül = p = v x ı

Bu nedenle, bir devre elemanının gücü, eleman boyunca voltajın ve bunun içinden geçen akımın sonucudur.

Daha önce de söylediğimiz gibi, bir devre elemanının gücü emebileceği ve ya verebileceği belirtilmiştir.Güç’ün ifadesine olumlu bir işaret (+) koyarak güç emilimini temsil ediyoruz.Aynı şekilde, devre elemanı tarafından verilen gücü temsil ettiğimizde negatif bir işaret (-) koyarız.

basit elektronik eğitimi

Pasif İşaret Metodu

Akım yönü, voltaj polaritesi ve devre elemanının gücü işareti arasında basit bir ilişki vardır. Bu basit ilişkiyi pasif işaret metodu olarak adlandırıyoruz.

Akım, bir elemanın pozitif voltaj polaritesi terminali üzerinden girdiğinde, voltaj ve akımın ürünü öncesinde pozitif bir işaret (+) koyarız.Bu, elemanın elektrik devresinden aldığı gücü emdiği veya tüketiyor olduğu anlamına gelir.

Diğer taraftan, elemanın içinden geçen akım, pozitif voltaj kutupluluğundan çıktığı zaman, voltaj ve akımın ürününden önce negatif bir işaret (-) koyarız. Bu, elemanın elektrik devresine güç sağlaması veya beslemesi anlamına gelir.

İki devre terminaline bağlı bir direnç alalım Direnç,  beklenildiği  gibi düşmüş voltaj(v) voltunun pozitif tarafı olsa da, dirençte akım olarak amper olarak girdiği için vi watt gücü tükettiği gözlemlenir.

İki devre terminaline bağlı bir bataryayı alalım. Pil, beklenildiği gibi pozitif kutupluluk terminali üzerinden v volt piline giren akım olarak vi watt gücü sağlar.

Güç Derecelendirmesi

Tüm elektronik bileşenler, bir türden diğerine enerji aktarır.İstenen bazı enerji transferlerine örnek olarak;  Işık yayan LED’ler,dönen motorlar ya da şarj olan piller örnek verilebilir.

Diğer enerji transferleri istenmeyen, ancak aynı zamanda kaçınılmazdır. Bu istenmeyen enerji transferleri genellikle ısı şeklinde ortaya çıkan güç kayıplarıdır.Çok fazla güç kaybı ise bir bileşen üzerinde çok fazla ısıya sebep olabilir ki bu durumda çok istenmeyen bir durumdur.

Enerji transferleri bir bileşenin ana hedefi olsa bile, diğer enerji formlarında hala kayıplar olacaktır. Örneğin, LED’ler ve motorlar, diğer enerji transferlerinin bir yan ürünü olarak hala ısı üreteceklerdir.

Çoğu bileşen, dağıtabilecekleri maksimum güç için bir dereceye sahiptir ve bunların bu değer altında çalışmasını sağlamak önemlidir.

Direnç Güç Değerleri

Dirençler, güç kaybının yaşandığı birtakım kötü örneklerden bazılarıdır.Bir direnç boyunca voltajı düşürdüğünüzde, aynı zamanda akım akışını da tetikleyeceksiniz.Daha fazla voltaj, daha fazla akım demektir, daha fazla güç demektir.

Bir hesaplama örneğine beraber bakalım; 9V’nin 10Ω direnç boyunca düştüğü durumda, bu direncin 8.1W’yi dağıtacağını gördük. 8.1, çoğu direnç için birçok watt’tır.Dirençlerin çoğu ⅛W (0.125W) ila ½W (0.5W) arasında bir değere sahiptir.

Standart bir 0.5W rezistans boyunca 8W düşürürseniz, bir yangın söndürücü hazırlamanızı tavsiye ederim.

Büyük güç düşüşlerini engellemek için dirençler vardır.Bunlar özellikle güç dirençleri olarak adlandırılır.

Kendinizi bir direnç değeri seçerken bulursanız , aynı zamanda güç derecesini de göz önünde bulundurun.Ve amacınız bir şeyleri ısıtmak değilse (ısıtma elemanları temel olarak gerçekten çok güçlü dirençlerdir), bir dirençteki güç kaybını en aza indirmeye çalışın.

ELEKTRİKSEL GÜÇ NEDİR SONUÇ :

Bugünki yazımızda Elektriksel Güç Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Elektriksel güç ve alt terimlerine inerek bu konuyu ifade etmeye çalıştık.Temel elektronik serisi adına umuyorum faydalı bir yazı olmuştur.

İyi Çalışmalar

Elektrik Potansiyeli Nedir ? | Temel Elektronik Dersleri

ELEKTRİK POTANSİYELİ NEDİR ? 

Elektrik alan nedir ? Elektrik potansiyeli nedir ? Elektrik potansiyeli birimi nedir ? Point charge nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Elektrik Potansiyeli Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.Temel elektronik serisinin 4. yazısı olan bu yazı ile elektroniğin temeline dair birtakım bilgileri öğrenmeye devam ediyoruz.

Elektrik potansiyeli de bu temelde önemli bir yer tutmaktadır.İsterseniz hızlıca konumuza giriş yapalım.

Başlayalım.

ELEKTRİK POTANSİYELİ

Elektrik alanındaki bir noktadaki elektrik potansiyeli, bir üniteyi pozitif elektrik yükünün sonsuza kadar o noktaya getirmesi için yapılacak iş miktarı olarak tanımlanır.

Benzer şekilde, iki nokta arasındaki potansiyel fark, bir birimden pozitif yükün bir noktadan bir başka noktaya getirilmesi için yapılması gereken iş olarak tanımlanmaktadır.

Bir vücut şarj edildiğinde, zıt yüklü bir cismi çekebilir ve benzer bir şarjlı gövdeyi geri çekebilir. Yani, yüklü bedenin iş yapma yeteneği vardır.Şarjlı bir bedenin iş yapabilmesi, o bedenin elektrik potansiyeli olarak tanımlanır.

Elektriğe bağlı iki gövde bir iletken tarafından bağlanırsa, elektronlar daha düşük potansiyel gövdeden daha yüksek potansiyel cisme akmaya başlar, yani akımın daha yüksek potansiyel gövdeden gövdenin potansiyel farkına ve iletkenin bağlanma direncine bağlı olarak potansiyel vücuttan daha düşük akmaya başlar.

elektronik eğitim

Dolayısıyla, bir cismin elektrik potansiyeli, başka bir cihaza elektrik yükünden mi alınacağını veya verilip verilmeyeceğini belirleyen şarj edilmiş durumudur.

Elektrik potansiyeli, elektriksel seviye olarak derecelendirilir ve bu iki seviyenin farkı, aralarında akımın akmasına neden olur. Bu seviye referans sıfır seviyesinden ölçülmelidir.

Toprak potansiyeli sıfır seviyesi olarak alınır. Dünya potansiyelinin üzerindeki elektrik potansiyeli pozitif potansiyel olarak kabul edilir ve toprak potansiyelinin altındaki elektrik potansiyeli negatiftir.

Elektrik potansiyeli birimi volttur. Birim yükü bir noktadan diğerine getirmek için, bir joule işi yapıldığında, noktalar arasındaki potansiyel farkın bir volt olduğu söylenir.

Yani şu ifadeleri söyleyebiliriz ;

Volt = Joule / coulomb

Eğer bir nokta 5 volt elektrik potansiyeline sahipse, o zaman bir coulomb yükünü bu noktaya getirmeyi söyleyebiliriz, 5 joule işin yapılması gerekir.

Bir nokta 5 volt potansiyele sahipse ve başka bir nokta 8 volt potansiyele sahipse, bir coulomb’u birinci noktadan saniyeye taşımak için 8 – 5 yani 3 joule çalışır.

Point Charge nedeniyle bir noktada ki potansiyel

Uzayda pozitif bir yük + Q alalım. Söz konusu yükü + Q’dan bir mesafede x bir nokta hayal edelim. Şimdi bu noktaya bir birim pozitif yük koyarız.Coulomb yasasına göre, birim pozitif yük bir güçle karşılaşacak,

F = Q / (4π)(e0)(er)(x^2)

Şimdi, bu birimi pozitif yükü, Q yüküne doğru küçük bir mesafe dx ile hareket ettirelim.

Bu hareket sırasında sahaya karşı yapılan iş,

dw = -F x dx = -(Q / (4π)(e0)(er)(x^2)

Yani, pozitif birim yükü sonsuzdan x mesafesine getirmek için yapılacak toplam iş,

Toplam iş = (Q / (4π)(e0)(er)(x))

Tanım gereği, bu, yükün Q + şarjı nedeniyle elektrik potansiyelidir. Yani, şu şekilde ifade edebiliriz ;

V = Q / (4π)(e0)(er)(x)

İki Nokta Arasındaki Potansiyel Fark

D1 ve d2 mesafelerinde ki iki noktaya bir + Q yükü üzerinden bakalım.

Elektrik potansiyelini d1 metreden uzakta + Q’dan itibaren ifade edebiliriz.

Vd1 = Q / (4π)(e0)(er)(d1)

Elektrik potansiyelini d2 metreden uzakta + Q’dan itibaren ifade edebiliriz.

Vd2 = Q / (4π)(e0)(er)(d2)

Böylece, bu iki nokta arasındaki potansiyel fark ;

Vd1 – Vd2 = (Q / (4π)(e0)(er)) x [(1/d1) – (1/d2)]’dir.

ELEKTRİK POTANSİYELİ NEDİR SONUÇ : 

Bugünki yazımızda Elektrik Potansiyeli nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Potansiyel fark gibi konuları ve formüllerinide irdeleme fırsatı bulduk.Umuyorum temel elektronik serisi faydalı bir yazı dizisi olmaktadır.

İyi Çalışmalar