Açıklama
Elektrik elektriksel yükün varlığı ve akışından meydana gelen çeşitli olguları tanımlayan sözcüktür. Mıknatıslık (manyetizma) ile birlikte doğadaki temel etkileşimlerden biri olan elektromıknatıslığı oluşturur. Yıldırım, elektrik akımı ve alanı gibi yaygın olarak bilinen birçok olguyu bünyesinde barındırmanın yanı sıra, en önemli endüstriyel uygulamaları arasında elektronik ve elektrik gücü sayılabilir. Elektriğin çoğu özellikleri 19. yüzyıl esnasında anlaşılmış olup, sanayi devriminin önemli etkenlerinden biridir. Günümüzde ise, elektrik uygarlığın ayrılmaz parçası konumundadır.
TARİHÇESİ:
Antik Yunan'da kehribarın (Grekçe:ήλεκτρον, elektron) sürtünmesi ile diğer nesneleri çektiğini gözlemlemiş ve bu güce elektrik adını vermişlerdir.
Yüzyıllar sonra, 1752'de, Benjamin Franklin elektrik üzerine deneyler gerçekleştirmiş ve yıldırım ile dural elektrik (statik elektrik) arasındaki bağı tanınmış uçurtma deneyi ile incelemiştir. Bilimsel toplulukta elektriğin tekrar ilgi odağı olması ile, Luigi Galvani (1737-1798), Alessandro Volta (1745-1827), Michael Faraday (1791-1867), André-Marie Ampère (1775-1836), ve Georg Simon Ohm (1789-1854) çalışmaları ile önemli katkıda bulunmuşlardır.
19. ve 20 yüzyılların sonunda ise, elektrik mühendisliği tarihinin en önemli isimlerinden bazıları belirmiştir: Nikola Tesla, Samuel Morse, Antonio Meucci, Thomas Edison, George Westinghouse, Werner von Siemens, Charles Steinmetz, ve Alexander Graham Bell.
Eski yunanlı düşünür Miletli Thales MÖ yaklaşık 600 yılında,bir kürk parçasını sürtünen kehribarın saman çöpü,kuş tüyü gibi hafif cisimleri çektiğini bulmuştu.Bu nedenle birçok dile yerleşmiş olan elektrik terimi’’Amper’’anlamındaki yunanca ‘’elektron’’sözcüğün den türetilmiştir.
Elektriksel yük
Kütle gibi, elektriksel yük de soyut bir özellik olup, fizikçiler tarafından maddenin davranışlarını tanımlamak için kullanılır. Bir diğer deyişle, hiç kimse doğrudan bir elektriksel yük görmemiştir, ancak bazı parçacıkları inceleyerek benzerliklerin varlığı saptanmıştır.
Kütlenin tersine, biri diğerinin tersi davranışlar sergileyen iki tür elektriksel yükten söz edilir, ve uzlaşımsal (konvansiyonel) olarak, artı (veya pozitif) ve eksi (veya negatif) diye adlandırılırlar.
Eşit miktarda artı ve eksi yüke sahip parçacıklar ise, biri diğerini elediğinden, yüksüz veya nötr olarak adlandırılırlar. Parçacıklar arasındaki bu gücün nicel değerlendirilmesi ise Coulomb yasası ile hesaplanmaktadır.
Elektriksel gerilim (potansiyel)
İki konum arasındaki elektriksel gerilim farkı, artı yüklü bir noktasal yükü bu iki konum arasında ilerletmek için (elektriksel güce karşı) üretilen iş olarak tanımlanır. Bu iki konumdan biri sıfır gerilim noktası olarak düşünüldüğü takdirde, çevresindeki her hangi bir konumun gerilimi, noktasal bir yükün oraya ulaşması için gereken iş olarak tanımlanabilir. Tek yüklerin geriliminin hesaplanabilmesi için, ikinci konumun sonsuzda yer aldığı varsayılır. Elektriksel gerilimin ölçüm birimi volt'tur (1 volt = 1 joule/coulomb).
Bu kavram, sıcaklığa benzetilebilir. Uzayın her hangi bir konumu için bir sıcaklık değeri söz konusudur, ve iki konum arasındaki fark ısının hangi yön ve miktarda değiştiğini gösterir. Benzer biçimde, uzayın her konumu elektriksel gerilim değerine sahiptir, ve iki konum arasındaki gerilim farkı, bu kavramın arkasındaki gücün yön ve şiddetini gösterir.
Elektrik akımı
Elektrik akımı, elektriksel yükün akışı olup, şiddeti amperdir (ampermetre ) ile ölçülür. Örnek olarak elektriksel iletme ele alınabilir. Bu durumda, elektronlar (eksicikler), metal tel gibi bir iletken içerisinde hareket ederler. Veya bir diğer örnek, elektrolizdir (kıvılkesim). Bu durumda artı yüklü atomlar sıvının içerisinde hareket ederler. Her ne kadar parçacıkların hızı genelde yavaş olsa da, onları iten elektrik alanı (kıvıl alan) ışık hızına yakın hızda ilerler.
Parçacıkların maddelerdeki akış ilkelerini kullanan aygıtlara elektronik aygıtlar denir.
Düz akım , yüklerin tek yönlü hareketini tanımlarken, dalgalı akım (alternatif akım, AC) düzenli olarak akış yönünün tersine çevirildiği akımı tanımlar. Ohm yasası elektrik akımı ile gerilimi bağlayan önemli bir bağıntıdır.
Doğada elektrik
Her ne kadar elektriğin doğada gözle görünen hâlleri sayı olarak sınırlı olsa da, elektrik (veya kıvıllık) doğanın en temel olguları arasında yer alır. Mıknatıslık ile birlikte evrenimizin yapı taşları arasında sayılırlar.
Yıldırım
Yıldırım, sürtünme ile üretilen elektriğe örnek olarak sayılabilir. Bu sürtünme, bulutlar arasında gerçekleşip, su buharı kümelerinin elektrik yükü edinmesine neden olur. Olağan şartlar altında, hava yalıtkan olarak işlev görür, ve bu yük bulutlarda bulunmaya devam eder. Ancak bulutlar birikip elektrik yükleri arttığında, havanın yapısını yerel olarak değiştirip plazmaya dönüştürürler. Ve bu plazma aracılığı ile yüklerini yeryüzüne iletirler; sonuç yıldırımdır.
Hayvanlar
Birçok balık türü, kendilerini yönlendirmek, korumak ve hatta iletişimde bulunmak amacıyla kullandıkları elektrik akımı üretebilirler. Göreceli olarak yüksek sayılan bu gerilimi, kasa benzer yapılar ile üretip, genelde avlarını sersemletmek için kullanırlar.Özellikle köpek balıkları gibi kıkırdaklı balıklar baş bölgelerinde bulunan elektrik akımına duyarlı bölgeler sayesinde avlarının yerini tespit edebilirler. Bu duruma en iyi örnek çekiç başlı köpek balığıdır son derece geniş olan burun bölgesinde bulunan duyarlı noktacıklar sayesinde son derece keskin bir elektriksel algılamaya sahiptir.
İnsanlar
Aslında, çoğu canlı türü elektrik üretir, ve bu elektrik kasları hareket ettirmek ve sinir hücreleri arasında iletişimi sağlamak için kullanılır.