Elektrik, günlük hayatımızın vazgeçilmez bir parçasıdır. Peki elektrik enerjisi nasıl iletilir? Hangi maddeler elektriği iletir, hangileri iletmez? Bu soruların cevaplarını bu konuda öğreneceğiz.
Maddeler, elektrik enerjisini iletebilme özelliklerine göre ikiye ayrılır:
Bu metaller, elektriği çok iyi iletir. Evlerimizdeki elektrik kablolarının içinde genellikle bakır tel bulunur.
Bu maddeler elektriği iletmez. Elektrik kablolarının dışındaki plastik kaplama, elektriğin bize ulaşmasını engelleyerek yalıtım sağlar ve bizi korur.
Elektrik santrallerinde üretilen elektrik enerjisi, çok uzaklardaki evlerimize ve iş yerlerimize kadar gelir. Bu taşıma işlemi, yüksek gerilim hatları denilen iletken kablolarla yapılır. Bu kabloları taşıyan dev direklerin üzerinde durur. Bu hatlarda elektrik çok yüksek gerilimle taşındığı için çok tehlikelidir ve asla yaklaşılmamalıdır.
Elektriğin iletilmesini anlamak için basit bir elektrik devresi kuralım:
Tüm bu parçalar birbirine bağlandığında ve anahtar kapalıyken, pildeki enerji iletken kablolar aracılığıyla ampule ulaşır ve ampul yanar. Eğer devrede bir yalıtkan madde kullanırsak (örneğin tahta bir çubuk), devre tamamlanmaz ve ampul yanmaz.
Soru 1: Bir elektrik devresinde ampulün parlaklığını etkileyen faktörlerden biri de iletkenin uzunluğudur. Aynı kalınlıkta ve aynı maddeden yapılmış iki iletken tel ile kurulan aynı devrede, kısa olan tel kullanıldığında ampul daha parlak yanmaktadır.
Bu durumun temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
a) Telin uzunluğu arttıkça direncin azalması
b) Telin uzunluğu arttıkça direncin artması
c) Telin uzunluğunun akıma etki etmemesi
d) Kısa telin daha az enerji harcaması
Cevap: b
Çözüm: Aynı maddeden yapılmış ince ve uzun bir iletkenin direnci, kısa ve kalın olana göre daha fazladır. Direnç arttığı için devreden geçen akım azalır ve ampulün parlaklığı da azalır.
Soru 2: Bir öğrenci evdeki bazı maddeleri elektriği iletip iletmediklerini test etmek istiyor. Basit bir devre kurup, devreyi açık bıraktığı uçlara farklı maddeleri dokunduruyor. Aşağıdaki maddelerden hangisini dokundurduğunda ampul ışık vermez?
a) Çelik kaşık
b) Alüminyum folyo
c) Bakır tel
d) Kuru tahta parçası
Cevap: d
Çözüm: Çelik, alüminyum ve bakır metaller elektriği iyi iletirken, kuru tahta bir yalıtkandır ve elektriği iletmez. Bu nedenle devre tamamlanamaz ve ampul yanmaz.
Soru 3: Bir elektrik devresinde pil sayısı sabit tutularak, özdeş iki ampul farklı şekillerde bağlanıyor. İlk durumda ampuller seri bağlandığında ampuller sönük yanıyor. İkinci durumda ise aynı ampuller paralel bağlandığında her bir ampul ilk duruma göre daha parlak yanıyor.
Bu gözlemin nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
a) Paralel bağlı ampuller daha az enerji harcar.
b) Seri bağlı ampuller daha fazla ışık verir.
c) Paralel bağlamada her bir ampulün üzerinden aynı akım geçer.
d) Paralel bağlamada her bir ampul pilin tam voltajına sahip olur.
Cevap: d
Çözüm: Seri bağlamada pilin voltajı ampuller arasında paylaşılırken, paralel bağlamada her bir ampul doğrudan pilin uçlarına bağlanır ve pilin sağladığı tam voltajı alır. Bu da ampulün daha parlak yanmasını sağlar.
Soru 4: Elektrik enerjisinin evlerimize kadar iletilmesi sırasında iletim hatlarında çok ince teller yerine kalın teller kullanılır. Ayrıca, bu teller birbirine ve direklere yalıtkan maddelerle tutturulur.
Kalın tel kullanılmasının ve tellerin yalıtkan maddelerle sabitlenmesinin temel sebebi aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?
a) Kalın tel - Direnci artırmak için; Yalıtkan - Telleri birbirine bağlamak için
b) Kalın tel - Direnci azaltmak için; Yalıtkan - Enerji kaybını önlemek için
c) Kalın tel - Maliyeti düşürmek için; Yalıtkan - Görüntü kirliliğini azaltmak için
d) Kalın tel - Ağırlığı artırmak için; Yalıtkan - Tellerin kopmasını engellemek için
Cevap: b
Çözüm: Kalın tellerin direnci daha azdır, bu da elektrik enerjisinin iletilmesi sırasında ısıya dönüşerek kaybolan enerji miktarını azaltır. Yalıtkan maddeler ise elektriğin iletilmediği maddelerdir ve tellerin birbirine veya direklere değmesi sonucu oluşabilecek kısa devre ve enerji kayıplarını önler.
