Süper iletkenlik elektriksel olarak tamamıyla sıfır dirence sahip olma olgusudur. Ayrıca belirli kritik bir sıcaklığa soğutulmuş maddelerde gerçekleşen manyetik alan uzaklaştırmasıdır. Süper iletkenlik 8 Nisan yılında Heike Kamerlingh Onnes tarafından Leiden’de keşfedilmiştir. Ferromıknatıslık ve atomik spekstroskobi gibi, süper iletkenlik kuantum mekaniğinin bir olgusudur. Süper iletkenlik Meissner etkisi ile karakterize edilmiştir. Süper iletken konumuna geçildiğinde manyetik alan çizgileri süper iletkenin iç kısmından tamamıyla çıkarılır. Meissner etkisi olayı, süper iletkenliğin klasik fizikteki idealleştirilmiş mükemmel iletkenlik algısıyla anlaşılamayacağını vurgular.
Yarı iletken[değiştir kaynağı değiştir]
Katıiletken metal, hareketli veya serbest elektronlara sahiptir. Bu elektronlar metalin kristal yapısına bağlıdırlar, 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 elektronların sayısı aksi yönde geçiş yapanlarınkine ortalamada eşittir. Bir metal telin iki ucu arasına batarya gibi bir 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.
Bir metalde, her atomun dış kabuğundaki elektronlar ait olduğu atoma yalıtkan maddelerdeki kadar bağlı değildir. Bu elektronlar metal kafesi içinde hareket etmek konusunda özgürdür. Bu iletim elektronları akımı oluşturan yük taşıyıcılar olarak görev edinebilir. Metaller özellikle iletkendir çünkü metaller atomuna çok sıkı bağlı olmayan çok sayıda elektronlara sahiptir. Karakteristik olarak bir kafeste bir elektron ile. Herhangi bir dış elektrik alan uygulanmadığı takdirde bu elektronlar termal enerjiden dolayı rastgele hareket ederler fakat ortalama olarak metal içerisinde herhangi bir akım yoktur. Oda sıcaklığında bu elektronların rastgele hareketinin ortalama hızı saniyede metredir. Metal telin geçtiği bir yüzey boyunca elektronlar yüzey üzerinde her iki yönde ve eşit oranda hareket ederler. George Gamow’un, popüler bilim kitabı “ Sonsuz…Sonsuz Bilimin Gerçekleri ve Çözümlenmesi” () kitabında belirttiği gibi “Metalik maddeler, dış kabuklarının atoma gevşek bağlanması nedeniyle ve genellikle elektronlardan birini hareket etmekte özgür kıldığı için diğer maddelerden farklıdır. Böylelikle, metalin içinin çok sayıda atomuna tam bağlanmamış elektronlardan oluştuğu görülebilir. Bu elektronlar kalabalık içerisinde hareket eden insanlar gibi amaçsızca dolanabilir. Bir metal telin zıt uçlarına elektriksel kuvvet uygulandığında ise bu serbest elektronlar iletken katının yük taşıyıcıları olurlar ve biz bu duruma elektrik akımı deriz.
Bir metal telin iki ucu boyunca herhangi bir DC gerilim kaynağı, örneğin bir batarya uygulandığı takdirde, iletken tel boyunca elektrik alanı oluşturulmuş olur. Elektrik alan ile serbest elektronlar arasında anlık temas kurulduğu an, elektronlar pozitif uca sürüklenmeye zorlanırlar. Bundan dolayı tipik bir katı iletkende yük taşıyıcıları elektronlardır.
Yüklerin herhangi bir yüzey boyunca kararlı akışı olan akım (amper cinsinden) aşağıdaki denklemle hesaplanabilir.
Burada Q, t zamanı içerisinde yüzey boyunca iletilmiş elektriksel yüktür. Eğer Q ve t, coulomb ve saniye cinsinden ölçülürse, I amper cinsinden olur. .
Daha genel olarak, elektrik akımı verilmiş yüzey boyunca yüklerin akış hızı olarak betimlenebilir.
Gazlar ve plazmalar[değiştir
Elektrik Akımı Nedir?
Elektrik akımı, elektrik yüklerinin bir doğrultu üzerinde hareket etmesidir. Elektrik akımı genellikle, iletken olarak kabloların kullanıldığı devrelerde elektron hareketliliği ile gerçekleşir. Ancak elektrolit çözelti içerisindeki iyonlar veya plazma içerisindeki iyon ve elektronlar ile de elektrik akımı taşınabilir.
Elektriksel Akım Nedir?
Elektriksel akım, elektrik yükünün bir iletken üzerinde elektrik potansiyelinin yüksek olduğu uçtan, elektrik potansiyelinin düşük olduğu uca doğru yer değiştirmesidir.
Elektrik Akımı Formülü Nedir?
Elektrik akımı formülü aşağıdaki gibidir.
V (Potansiyel) = R (Direnç) x I (Akım)
Bu formül, aynı zamanda Ohm kanununun da formülüdür. Örneğin, direncin 0,5, akımın 1 olduğu bir devrede potansiyel 2’dir.
Sıkça Sorulan Sorular
Elektrik Akımı Birimi Nedir?
Elektrik birimleri içerisinde elektrik akımının birimi Amper’dir. İletkenin bir kesiti üzerinden bir saniyede 1 Coulomb’luk elektrik yükü geçmesi 1 Amper’e denktir.
Elektrik Akımının Yarattığı Isı Nedir?
Üzerinden elektrik akımı geçen iletkenler, akıma karşı bir direnç gösterir. Bu direnç sonucunda elektrik akımının geçtiği iletken ısınarak akıma karşı reaksiyon gösterir.
Joule Yasası ve Elektrik Akımı Arasındaki Bağ Nedir?
Jul Yasası iki farklı kanundan oluşur:
Joule’un 1. kanunu, bir iletkenin üzerinden geçen elektrik akımı ve iletkenin ısısı arasındaki ilişkiyi belirtir. Formülü şöyledir: Q = I2 x R x t
Joule’un 2. kanunu ideal bir gazın iç enerjisinin onun hacminden ve basıncından bağımsız olarak sadece sıcaklığına bağımlı olduğunu ifade eder.
Joule Yasası adını, ’lı yıllarda iletkenler, elektrik akımı ve ideal gaz üzerine araştırmalar yapan bilim insanı James Prescott Joule’den alır.
Elektrik Akımı Gücü Nasıl Hesaplanır?
Elektrik akım gücü, bir elektrik devresinin elektrik akımı sonucunda oluşturduğu güçtür ve Watt birimi ile ölçülür. Bir elektrik akımının gücü şu formülle hesaplanır:
P (Elektriksel Güç) = U (Gerilim) x I (Elektrik Akımı)
Elektrik Akımı Nasıl Ölçülür?
Elektrik akımı, ampermetre ile ölçülür. Ampermetre bir elektrik devresinde iletken üzerindeki bir kesitten saniyede geçen elektrik yükü miktarını ölçer. Ampermetre, elektrik devresine paralel bağlanarak kullanılır. Ampermetre ile elektrik akımı ölçümü şu örnekteki gibi hesaplanır:
Gerilim’in 2 Volt olduğu bir elektrik devresinde elektriksel güç 8 Watt ise, devrenin elektrik akımı 4 Amper’dir.
Akım Şiddeti ile Elektrik Akımı Aynı mıdır?
Elektrik akımı, iletken üzerinde bir doğrultuda elektrik yüklerinin taşınmasıdır. Akım şiddeti ise iletken üzerindeki herhangi bir noktadan bir saniyede geçen yük miktarıdır. Dolayısıyla elektrik akımı ve akım şiddeti aynı değildir.
Elektrik Akım Yönü Nedir?
Elektrik akım yönü, iletken üzerinde elektrik yüklerinin taşındığı yönü ifade eder. Elektrik yükleri iletken üzerinde yüksek elektrik potansiyeline sahip uçtan düşük elektrik potansiyeli olan uca doğru hareket eder.
Elektrik Akım Türleri Nelerdir?
Elektrik akımı doğru akım (DC) ve alternatif akım (AC) olmak üzere ikiye ayrılır.
Doğru Akım Nedir?
Doğru akım, elektrik yüklerinin yüksek elektrik potansiyelinden alçak elektrik potansiyeline doğru sabit hız ve yoğunlukta akmasıdır. Doğru akımın mucidi Thomas Edison’dur. Doğru akım radyo, televizyon, bilgisayar gibi elektronik cihazlarda; elektrikli taşıtlarda ve telekomünikasyon sistemlerinde kullanılır.
Alternatif Akım Nedir?
Alternatif akım, genliği ve yönü periyodik ve dalgasal olarak değişen elektrik akımı türüdür. Alternatif akım yılında Nikola Tesla tarafından bulunmuştur. Elektrik enerjisinin naklinde, elektronik aletlerde ve aydınlatmada kullanılır.
Alternatif Akım Doğru Akıma Nasıl Dönüştürülür?
Alternatif akımı doğru akıma dönüştürmek için elektrik devrelerine redresör adı verilen devre elemanı eklenir. Redresör alternatif akımı, hiçbir enerji kaybına uğramaksızın doğru akıma dönüştürür. Redresörler cep telefonu ve bilgisayar gibi elektronik aletlerde kullanılır.
Kaçak Elektrik Akımı Nedir?
Kaçak elektrik akımı, elektrik devrelerinin olduğu her ortamda bulunabilecek olan, gerekli tedbirler alınmadığında can ve mal kaybına yol açabilen bir akım türüdür. Kaçak elektrik akımı, elektrik yükünün kontrollü olarak taşındığı kablo gibi iletim araçlarının başka bir iletkene temas etmesi sonucu, devreden çekilen gücün güvenliksiz ortama aktarılmasıdır.
Ticari anlamda kaçak elektrik akımı kullanımı ise sayaç kullanılmaksızın güç kaynağından elektrik çekilmesi anlamına gelir ve bu gibi kullanımlar kaçak elektrik cezası ile cezalandırılır.
Kaçak Elektrik Akım Rölesi Nedir?
Bir elektrik devresinde fazdan giren akım, nötrden çıkar. Giren elektrik akımı ile çıkan elektrik akımı eşit değilse bu, elektrik devresinde kaçak elektrik akımı oluştuğu anlamına gelir. Kaçak elektrik akım rölesi giren ve çıkan elektrik akımını kontrol eder ve eşitsizlik fark ettiğinde kaçak akım devresini açar.
Zayıf Elektrik Akımı Nedir?
Zayıf elektrik akımı telefon, zil, alarm gibi düşük elektrik ihtiyacına sahip cihazlara iletim sağlayan, düşük gerilimli elektrik akımlarının genel adıdır.
Kuvvetli Elektrik Akımı Nedir?
Kuvvetli elektrik akımı, elektriğin şebekede taşınmasında kullanılan yüksek gerilimli kablo ve tesisatlarda kullanılan elektrik akımı türüdür.
AC / DC Kısaltması Nedir?
AC, İngilizce Alternating Current (alternatif akım), DC ise Direct Current (doğru akım) anlamına gelir. AC ve DC ifadeleri elektronik cihazların üzerinde yer alarak, o cihazın hangi akım türü ile çalıştığını ifade etmek için kullanılır.
Elektrik Akım Yoğunluğu Nedir?
Elektrik akım yoğunluğu, elektrik devresindeki elektrik akımının yoğunluğu teşhis etmekte kullanılan bir ölçüm ve hesap yöntemidir. Elektrik akım yoğunluğu vektör olarak tanımlanır ve elektrik akımının kesit alanına oranı şeklinde hesaplanır. Elektrik akım yoğunluğu hesaplaması Amper/Metrekare veya Coulomb/Saniye/Metrekare şeklinde yapılır.
Elektrik Akımı Nasıl Hareket Eder?
Elektrik akımı bir iletken üzerinde elektrik yüklerinin yüksek elektrik potansiyeline sahip uçtan, düşük elektrik potansiyeline sahip olan uca doğru hareket etmesiyle oluşur.
Elektrik Akımı Skaler mi?
Elektrik akımı skaler değil vektörel bir büyüklüktür. Bunun sebebi ise iletken üzerinde pozitif yüklü uçtan negatif yüklü uca doğru akmasıdır. Ancak elektrik akımının şiddeti skaler bir büyüklüktür.
Katı, Sıvı ve Gazlarda Elektrik Akımı Nasıl Hareket Eder?
Katılarda elektrik akımı, yüklü tanecikler ve negatif yüklü olan serbest elektronlar aracılığıyla gerçekleşir. Bu serbest elektronlar hareket ederken başka elektronlara çarparak yükünü aktarır.
Sıvılarda elektrik akımı iyonlar aracılığıyla gerçekleşir. Tamamen saf olan bir su iletken değil, yalıtkandır. Suyun iletken olabilmesi için tuzlu olması gerekir.
Gazlar ise negatif veya pozitif iyonlara sahip olmadıkları için elektrik akımını iletemez.
Akım ve Gerilim Ölçümü Nasıl Yapılır?
Elektrik akımı, bir iletken üzerindeki elektrik yüklerinin hareketliliğidir ve elektrik akımı şiddeti Amper ile ifade edilir. Gerilim ise iletkenin iki ucu arasındaki elektrik potansiyeli farkıdır ve gerilim Volt ile ifade edilir.
Bir elektrik akımındaki akım şiddeti ve gerilim hesaplamasında şu formül kullanılır:
Güç (Watt) = Akım Şiddeti (Amper) x Gerilim (Volt)
Akım Şiddetini Ölçen Alete Ne Ad Verilir?
Bir elektrik devresinde akım şiddetini ölçen alete ampermetre adı verilir. Bir elektrik akımında akım şiddetini ölçmek, akımın geçtiği devrenin potansiyel güç ve gerilimini hesaplamak için gereklidir.
Ampermetre ile Elektrik Akımı Nasıl Ölçülür?
Ampermetre ile akım şiddeti ölçümünde ampermetre elektrik devresine paralel olarak bağlanır ve iletkendeki bir kesit üzerinden saniyede geçen Coulomb miktarını belirler. İletken üzerindeki bir noktadan saniyede 1 Coulomb elektrik yükü geçmesi, 1 Amper’lik akım şiddeti anlamına gelir.
Elektrik Akımı Nelere Bağlıdır?
Elektrik akımının oluşabilmesi için, iki ucu arasında elektrik potansiyeli farkı olan bir iletken olması yeterlidir. Bu da bir güç kaynağı ve bir son noktanın olması anlamına gelir.
Elektrik akımının niteliklerini belirleyen tüm unsurlar ise şunlardır:
Potansiyel farkı: Elektrik akımı oluşabilmesi için iletkenin iki ucu arasında elektrik potansiyeli farkı olmalıdır.
Akım yoğunluğu: Akım yoğunluğu Amper/Metrekare olarak hesaplanır.
İletkenin cinsi ve iletkenlik oranı: İletkenin üretildiği materyal ve bu materyalin iletkenlik oranı direnci, direnç ise ısınma ve güç kaybını belirleyici etkiye sahiptir.
İletkenin uzunluğu: İletkenin uzunluğu akım yoğunluğu etkiler.
İletkenin kalınlığı: İletkenin kalınlığı akım yoğunluğu etkiler.
Elektrik Akımı Oluşması İçin Nasıl Bir Devre Olmalıdır?
Elektrik akımı oluşabilmesi için bir iletkenin iki ucu arasında elektrik potansiyeli farkı bulunması yeterlidir. Elektrik devresinde bulunabilecek diğer unsurlar ise şunlardır:
Gerilim kaynağı
Akım ölçer
Kontrol anahtarı
Volt ve Amper Nedir?
Volt, bir elektrik akımında iletkenin iki ucu arasındaki elektrik potansiyeli (gerilim) farkını ifade etmek için kullanılan birimdir. Amper ise iletkenin bir kesiti üzerinden saniyede geçen elektrik yükü miktarını ölçmekte kullanılan akım şiddeti birimidir.
Akım Yoğunluğu ve Ohm Yasası Arasındaki İlişki Nedir?
Bir iletken üzerindeki elektrik akımı yoğunluğu, o iletkenin materyaline ve uygulanan elektrik alanına bağlıdır. Ohm kanunu prensibine göre bir elektrik devresindeki akım, iletkenin iki noktası arasındaki potansiyel farkı (gerilim) ile doğru orantılı, iletkenin gösterdiği direnç ile ters orantılıdır.
Elektrik Akımı ve Direnç Formülleri Nelerdir?
Elektrik akımı formülü şu şekildedir:
Güç (Watt) = Gerilim (Volt) x Akım Şiddeti (Amper)
Direncin formülü ise şu şekildedir:
I (Amper) = Gerilim (Volt) / R (Direnç)
Bu formülde yer alan R (Direnç) şu şekilde bulunur:
R (Direnç) = Gerilim (Volt) / Akım Şiddeti (Amper)
Elektrik Akımı ve Manyetik Alan Arasındaki Fark Nedir?
Elektrik akımı bir devredeki iletken üzerinde elektrik yüklerinin taşınmasıdır. Manyetik alan ise, üzerinde elektrik yükü taşınan iletkenin oluşturduğu kuvvet alanıdır.
Sınıf Elektrik Akımı Konu Anlatımı Nasıldır?
sınıf müfredatında elektrik akımı ile ilgili olarak şu konular işlenir:
Elektrik Akımı ve Elektrik Devreleri
Direnç
Devre Elemanları
Ohm Kanunu
Wheatstone Köprüsü
Üreteçler
Elektrik Enerjisi ve Güç
Elektriksel Güç
sınıf müfredatında yer alan bu konular elektrik, elektrik akımı, elektrik yükü ve elektrik enerjisinin kullanım türü ve yolları hakkında temel bilgiye sahip olunması amacıyla işlenir.
