Elektrikli bir aracı çalıştırmak için fişini prize takarsınız. Elektrik bir enerji türüdür. işi ve ışık gibi başka enerjilere dönüştürülebilir. Su ısıtıcısından buzdolabına, telefondan televizyona kadar birçok alet ve araca enerji vermede; evlerde, iş yerlerinde ve fabrikalarda ısı ve ışık sağlamada elektrik enerjisi kullanılır. Elektrik enerjisi elektrik kaynaklarından elde edilir. Pil, elektrik santralleri, akü ve batarya elektrik enerjisi kaynaklarıdır. Elektrik enerjisiyle çalışan araçların hepsinde elektrik devresi bulunur. Basit bir elektrik devresinin pil, ampul, bağlantı kabloları ve anahtar adı verilen devre elemanlarından oluştuğunu hatırlayınız. ister bir el fenerinin düğmesine basın ister prizden elektrik alan bir bilgisayarı çalıştırın, elektriği her kullandığınızda bir elektrik devresini tamamlamış olursunuz. Elektrik devresi, içinden elektrik enerjisinin iletildiği ve iki ucu birbiriyle birleşen kesintisiz bir elektrik yoludur. Bu yol, devrenin enerji kaynağında başlayıp yine enerji kaynağında biter.
Saç kurutma makinesinin, lambanın veya televizyonun düğmesine bastığınızda elektrik enerjisi kablolar boyunca akar. Bir devrede elektrik enerjisinin akabilmesi için devre elemanlarının yapıldığı maddelerin elektriği iletmesi gerekir. Elektrik devreleri kurulurken elektriği bir yerden başka bir yere iletebilecek maddelerden yapılan devre elemanları kullanılır. Ayrıca devredeki elektriğin amaçlamanın dışında, başka bir ortama geçişini önlemek için elektriği iletmeyen maddelere de ihtiyaç duyulur. Elektriğin bir yerden başka bir yere iletilmesi için kablolar kullanılır. Bu kablolar genellikle plastikle kaplanmış bakır telden yapılmıştır. Çünkü bakır elektriği iyi ileten bir maddedir. Bakır telin etrafının plastikle kaplanmasının nedeni ise plastiğin elektriği iyi iletmeyen bir madde olmasıdır. Maddeler elektriği iletme durumlarına göre iletken ve yalıtkan madde olarak sınıflandırılır.
İletken Maddeler
Elektrik enerjisini ileten maddelere iletken madde adı verilir. Etkinlikte test uçları arasına yerleştirdiğiniz maddelerden ataş ampulün ışık vermesini sağladı. Bu durumda ataş iletken bir maddedir. Ataş demirden yapılmıştır. Demir bir metaldir. Genellikle metaller elektriği iyi iletir. Bu sebeple elektrikli aletlerin yapımında demir, nikel, bakır, krom gibi metaller kullanılır. “Madde ve Isı” konusunda maddeleri ısı iletimi bakımından sınıflandırmış ve genellikle metallerin iyi bir ısı iletkeni olduğunu öğrenmiştiniz. Bu konuda da metallerin elektriği iyi ileten maddeler olduğunu öğrendiniz. Ancak çoğu maddenin elektrik iletkenliği ile ısı iletkenliği arasında bir ilişki yoktur. Örneğin iyi bir elektrik iletkeni olmasına rağmen gümüşün ısı iletkenliği elmastan düşüktür. Elmas iyi bir isi iletkeni iken elektriksel olarak iyi bir iletken değildir.
Yalıtkan Maddeler
Elektrik enerjisini iletmeyen maddelere yalıtkan madde adı verilir. Etkinlikte gözlemlediğiniz gibi plastik, kuru tahta, cam. porselen gibi katı maddeler elektriği iletmedi. Bunlar yalıtkan maddelerdir. Katı maddeler yalıtkan olabildiği gibi bazı sıvı maddeler de yalıtkandır. Yalıtkan sıvılara örnek olarak saf su. şekerli su ve etil alkol verilebilir. Yalıtkan maddeler bazı durumlarda iletken olabilir. Örneğin hava yalıtkan bir maddedir. Ancak yıldırım, şimşek gibi çok yüksek şiddette elektrik enerjisiyle iletken hale gelebilmektedir.
Havanın iletken hale gelebileceği göz önünde bulundurularak yüksek gerilim hatlarından uzak durulmalıdır. Ayrıca yalıtkan sıvı maddeler de belirli koşullar altında yüksek şiddette elektrik enerjisinin etkisiyle iletken hale gelebilir. Örneğin yağmur suyu yalıtkan bir sıvıdır. Ancak yağışlarla yeryüzüne indiğinde toprakla karışır ve toprağın yapısında bulunan çeşitli tuzlan çözer. Bunun sonucunda da iletken olabilir. Yalıtkan bir madde olan kuru tahta da ıslandığında iletken olabilir. Bu nedenle elektrikli ıslak ortamlarda kullanılmamalıdır.
Günlük Yaşantımızda İletken ve Yalıtkan Maddeler
Elektrikli tren, tramvay, metro gibi ulaşım araçları elektrikle çalışır. Evler, iş yerleri ve caddeler elektrik ile aydınlanır. Evlerde kullanılan elektrik ocağı, fırın, elektrik sobası, elektrik süpürgesi, buzdolabı, çamaşır makinesi, bulaşık makinesi gibi birçok araç elektrik ile çalışır. Telefon, radyo, televizyon ve bilgisayar da elektrikli araçlardandır. Teknik alanda ve günlük yaşantıda sağlanan kolaylıklar elektrik ile çalışan makine, alet ve araçlar sayesindedir. Bu araçların hepsinin yapısında iletken ve yalıtkan maddeler birlikte kullanılır. İletken maddeler olmasaydı elektrik hiçbir yere ulaşamazdı. Elektrikli araçların kaplamalarında, prizlerde, elektrik anahtarlarında yalıtkan maddeler kullanılır. Yalıtkan maddeler, elektriği iletmedikleri için sizi elektrik çarpmalarından korur.
Örneğin kablolardaki iletkenler sayesinde saç kurutma makinesine elektrik ulaşır. Elektrik saç kurutma makinesini çalıştım. Saç kurutma makinesinin dışını kaplayan yalıtkan madde sizi elektrik çarpmasından korur. İnsan vücudu iletkendir. Bu nedenle elektrikli aletler kullanılırken çok dikkatli olunmalıdır. Elektrikli aletlerin fişini prize takarken fişin uç kısımlarına dokunulmamalıdır. Kabloların içindeki iletken tellerin yalıtkan olan plastikle kaplanmış olması, elektriğin insan vücuduna geçmesini engellemektedir. Eğer kablolar plastik gibi yalıtkan bir maddeyle kaplanmamış olsaydı elektrik ihtiyaç duyulan yere ulaştırılamazdı. Enerji nakil hatlarında elektrik tellerini taşıyan direkler genellikle metalden yapılmıştır.
Metal direklerin tepesinde seramikten veya camdan yapılmış kısımlar vardır. Elektriği taşıyan teller seramik kısımlara bağlanarak metal direklere temas etmesi önlenir. Çünkü seramik iyi bir elektrik yalıtkanıdır. Böylece elektrik kullanılacağı yere kadar güvenli bir şekilde ulaştırılmış olur. İletken ve yalıtkan maddelerin birlikte kullanıldığı pek çok elektrikli araç gereci çevrenizde görebilirsiniz. Tüm elektrikli araç gereçlerin üretiminde, kullanım alanları ve amacı göz önünde bulundurularak uygun özellikte iletken ve yalıtkan maddeler seçilir. Elektrikli fırın, ütü, tost makinesi gibi araçların içindeki elektrik düzeneği ısıya daha dayanıklı olan yalıtkan maddelerle kaplanır.