Temel Elektrik Konu Anlatımı | Elektrik Akımı, Ohm Kanunu ve Devre Elemanları

Temel elektrik, elektrik ve elektronik sistemlerin çalışma prensiplerini anlayabilmek için gerekli olan temel kavramları kapsar. Bu içerikte atom yapısı, elektron akışı, elektrik akımının oluşumu, doğru ve alternatif akım, iletken ve yalıtkan maddeler, elektrik ölçü birimleri, Ohm Kanunu, ölçü aletleri, devre çeşitleri, manyetik alan ve elektromıknatıslar açıklanmaktadır.

Elektrik Prensipleri

Atom

Bir elementin bütün kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük birimidir. Atom, bölünebilir bir bütündür. Bir çekirdekle bunun çevresinde dolaşan elektronlardan oluşur. Atom çekirdeğinde artı (+) elektrik yüklü protonlarla, elektrik yükü olmayan nötronlar bulunur. Bir atomun çekirdeğinin çevresinde, proton sayısı kadar elektron döner. Her elektron(-) eksi elektrik yükü taşır.

Elektron Akışı

Potansiyel fark sonucu iletkendeki elektronların hareketine elektron akışı denir.

Madde

Uzayda yer kaplayan ağırlığı ve hacmi olan her şeye madde denir.

Maddenin Fiziksel Hâlleri

Atom ya da molekül denilen tanecikler birbirine çok yakınsa birbirinden bağımsız hareket edemiyorsa hareketleri sonucunda maddenin şekli değişmiyorsa bu durumda madde katıdır.

Eğer tanecikler arası uzaklık biraz artmış, tanecikler birbirinden kısmen bağımsız hareket edebiliyorsa ya da tanecikler birbiri üzerinden kayıyorsa (madde bir yerden bir yere akıyorsa) o zaman bu madde sıvıdır.

Maddenin tanecikleri birbirinden bağımsız hareket ediyorsa koyuldukları bütün kapları dolduruyorsa o zaman bu madde gazdır. Bu katı, sıvı ve gaz olma durumlarına maddenin fiziksel hâlleri denir.

Element

Doğada saf olarak bulunan basit maddelere denir. Elementler bir araya getirilerek bileşikleri veya alaşımları oluşturur.

Elektrik Akımının Oluşması

Bir iletken maddede milyonlarca serbest elektron bulunur. Bu maddeye elektrik uygulandığında elektronlar negatiften (-) pozitif (+) yönüne doğru hareket etmeye başlar. Bu harekete “elektrik akımı” denir. Birimi amperdir.

Statik Elektrik

Statik elektrik durgun elektrik demektir. Bir maddeyi oluşturan atomlardan sürtünme gibi dış tesirlerle elektron koparılırsa elektron kaybeden bu atomlar pozitif elektrik yüküyle yüklenmiş olur. Bu elektronları alan atomlar da negatif elektrik ile yüklenir. Dış tesirlerle yapılan elektron alışverişleri, atomların en dış yörüngelerinde meydana gelir. Maddelerde bu şekilde elektrik dengesizliği yaratılmasına, statik elektrik yüklenmesi, denir.

Örneğin saçın taranmasıyla tarağın kâğıt parçalarını çekmesi, tarağın statik elektrikle yüklendiğini gösterir. Karanlıkta çıkarılan yün kazağın ses çıkarması ve görülen parıltılar, statik elektriğin bir sonucudur.

Dinamik (Hareketli) Elektrik

Pozitif ve negatif elektrik yükü ile yüklenmiş iki madde, elektronların geçişini sağlayabilen bir yol ile birleştirilirse maddelerin birindeki fazla elektron diğer maddeye hızla hareket ederek elektron akışı oluşturur. Değişik yüklere sahip bu iki madde arasındaki elektron akışına elektrik akımı, bu olaya da hareketli elektrik denir. Elektron akışı elektriksel yönden denge sağlanana kadar devam eder.

Elektrik akımının tesirinden yararlanabilmek için akışın devamlı hâle getirilmesi gerekir. Bunu sağlayabilmek için kutuplar arasında sürekli elektron farkı yaratabilecek bir kaynağın (üretecin) bulunması gerekir.

Elektrik Akımı Çeşitleri

Doğru Akım (DC)

Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişmeyen akımdır. Doğru akım genelde elektronik devrelerde kullanılır. En sabit doğru akım kaynakları da pillerdir.

Alternatif Akım (AC)

Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişen akımdır. Alternatif akım büyük elektrik devrelerinde ve yüksek güçlü elektrik motorlarında kullanılır. Evlerimizdeki elektrik, alternatif akım sınıfına girer. Buzdolabı, çamaşır makinesi, bulaşık makinesi, aspiratör ve vantilatörler alternatif akımla çalışır.

İletkenler

Valans yörüngesindeki elektron sayısı 4’ten küçük olan maddeler iletkendir. Bakırın iki ucuna bir elektrik enerjisi uygulandığında bakırdaki valans elektronlar güç kaynağının pozitif kutbuna doğru hareket eder. Bakır elektrik iletiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. En iyi iletken altın ve gümüştür.

Yalıtkanlar

Valans yörüngesindeki elektron sayısı 4’ten büyük olan maddelerdir. Elektriği iletmez. Yalıtkan maddeler, iletken maddelerin yalıtımında kullanılır. Yalıtkan maddelere örnek olarak tahta, porselen, cam ve plastiği verebiliriz.

Dirençler

Elektrik akımının geçişine zorluk gösteren elemanlardır. Üzerinden elektrik akımı geçtiği zaman elektrik enerjisini ısıya dönüştürür. Farklı malzemelerden yapılan dirençler de elektronik devrelerde kullanılmaktadır.

Elektrik Akımının Elde Edilme Yöntemleri

Kimyasal Yolla Elektrik

Sürtme ile Elektriklenme

Manyetik Yolla Elektrik

Elektrik Akımının Meydana Getirdiği Etkiler

Elektrik Ölçü Birimleri

Gerilim Birimi: Volt

Bir devrenin iki ucu (iki kutbu) arasındaki elektron sayısı farkına gerilim farkı denir. Birimi volttur. “U veya E” harfi ile ifade edilir.

Gerilim farkı voltmetre olarak adlandırılan ölçü aleti ile ölçülür.

Akım Şiddeti Birimi: Amper

Bir elektrik devresinden saniyede akan elektron miktarını gösteren büyüklüktür. Bu yer değiştirme güç kaynağı içinde “-” den “+” ya doğru, devre içinde ise “+” dan “-” ye doğru olur. Buna elektron akışı (akım)denir.

Akım şiddeti birimi amperdir. Amper “ I ” harfiyle gösterilir. Devredeki akım şiddeti ampermetre denilen ölçü aletleriyle ölçülür.

Direnç Birimi: Ohm

Basit olarak direnç elektrik akımına karşı gösterilen zorluktur. Direnç “R” harfiyle gösterilir ve birimi ohm’dur. Ohm, Ω işaretiyle sembolize edilir.

Güç Birimi: Watt

Elektriksel güç birimi olan watt, elektrikli alıcıların çalışmaları sırasında harcadıkları enerjiyi ifade etmektedir.

Ohm Kanunu

Bir elektrik devresinden geçen akım şiddeti, gerilim ve direnç arasındaki ilişkiyi inceleyen kanundur.

Bir devrede direnç sabit kalmak şartı ile gerilim artırılırsa akım şiddeti ona bağlı olarak artmaktadır. Yani devredeki gerilim akım şiddetiyle doğru orantılıdır.

Bir devrede gerilim sabit kalmak şartı ile direnç arttırıldıkça akım azalır. Yani devre akımı direnç ile ters orantılıdır.

Elektrik Ölçü Aletleri

Voltmetre

Elektrikte gerilim ölçen aletlere voltmetre denir.

Voltmetre elektrik devrelerine paralel olarak bağlanır, yani devrenin iki ucu arasındaki potansiyel fark ölçüleceğinden bağlantı paralel yapılmalıdır.

• Voltmetreyi devreye paralel olarak bağlayın. Akım seçme düğmesini ölçeceğiniz gerilim doğru ise DC, alternatifse AC konumuna getirin.
• Ölçülecek gerilimin üzerinde bir kademe seçerek ölçmeyi yapın.

Ampermetre

Ampermetre elektrik devresinden geçen akımı ölçer.

Ampermetre elektrik devrelerine seri olarak bağlanır. Akımın geçtiği yol kesilip araya ampermetre bağlanır.

• İbrenin çarpma yapmaması için çekilen akım değerine uygun bir kademeye komütatörü çeviriniz.
• Ampermetrenin test kablolarını alıcıya seri biçimde bağlayınız (alıcıyla arka arkaya gelecek şekilde). Devrede alıcı olmadan ölçüm yapmayınız veya üretece doğrudan temas ettirmeyiniz.
• Ölçme işleminden sonra aleti kapalı konuma getiriniz.

Ohmmetre

Ohmmetre, bir elektrik devresindeki direnç değerini ölçer.

Ohmmetre elektrik devrelerine seri olarak bağlanır. Ohmmetrede kullanılan üretecin pozitif (+) kutbu, ölçü aletinin dışarı çıkan siyah renkli negatif kablosuna bağlanmıştır. Aynı şekilde üretecin negatif kutbu da dışarı çıkan kırmızı renkli pozitif kablosuna bağlıdır.

Avometre (Multimetre)

Ampermetre, voltmetre ve ohmmetrenin bir arada bulunduğu ölçü aletidir.

Pens Ampermetre

Elektrik devrelerinde normal ampermetreyle ölçüm yapmak için devrenin herhangi bir yerinden açılarak ampermetrenin araya (seri) bağlanması gerekmektedir. Bu da ölçüm yapmanın zor olmasına neden olmakta ve zaman kaybı yaratmaktadır. Oysa kablo üstü ampermetre (pensli ampermetre) ile devre açılmadan, doğrudan akım kablosu üzerine kancasından takılmak suretiyle ölçüm yapılması, büyük kolaylık ve pratik ölçüm sağlamaktadır.

Elektrik Çarpmasına Karşı Alınması Gereken Önlemler

Elektrik Devre Elemanları

Herhangi bir enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren pil, akümülatör, dinamo ve alternatör gibi cihazlara kaynak denir.

Elektrik akımının geçmesini önleyen gerektiğinde geçmesine izin veren devre kesici elemanlara ise anahtar adı verilir.

Elektrik enerjisini başka enerjiye dönüştüren devre elemanları alıcı olarak isimlendirilir.

Akım şiddetinin zararlı olabilecek belli bir değerin üzerine çıkmasını önleyen devre koruyucu elemanlara sigorta denir.

Açık Devre

Devrenin oluşturulmasında alıcı ve üreteç birbirine bir iletken ile birleştirilir. Devredeki anahtar kapatıldığında, alıcıdan önce veya sonra iletkenin kopması ile akım devresini tamamlayamaz. Bu durumda alıcı çalışmayacaktır.

Kısa Devre

Devreyi oluşturan iletkenlerin devredeki anahtar kapatıldığında akımın alıcıya ulaşmadan veya alıcı içerisinde kısa yoldan devresini tamamlamasıdır. Böyle bir devre kısa devre olarak adlandırılır.

Seri Devre

Birden fazla alıcı veya üretecin tek bir iletken üzerinde sıralanmasıyla meydana gelen devreye seri devre denir. Seri bağlı devrede akım, tüm devre elemanlarından geçerek devresini tamamlar.

Devrede akü, pil, diyot, kondansatör gibi kutuplu elemanlar kullanıldığı zaman, bir elemanın (+) ucu diğer elemanın (–) ucuna gelecek şekilde bağlanır.

Paralel Devre

Alıcı veya üreteçlerin paralel iki hat üzerine yerleştirilmesiyle elde edilen devreye paralel devre denir. Paralel devre oluştururken alıcı veya üreteçlerin aynı kutuplarının birbirlerine bağlanması gerekir. Bu tür bağlantılar yapılırken gerilimleri eşit olan alıcı veya üreteçler seçilmelidir.

Karışık Devre

Bir elektrik devresinde hem paralel devre hem de seri devre özelliklerinin her ikisi birlikte bulunuyorsa bu tür devreler karışık devre olarak adlandırılır.

Karışık devrelerin hesaplanmasında, paralel ve seri devrelerde kullanılan eşitlikler kullanılır. Hesaplama yapılırken önce paralel devre kısmı çözümlenir. Bu durumda devre seri devreye dönüşür. Seri devre eşitlikleri kullanılarak devrenin hesaplaması tamamlanır.

Elektrik Devrelerinde Gerilim Düşümü

Dağıtım merkezinden uzakta olan abonelerdeki alıcıların tam verimle çalışmadığı görülür. Alıcıların bu şekilde verimsiz çalışmalarının sebebi gerilim düşümüdür.

Örnek olarak enerji dağıtım merkezi çıkış gerilimi 220 Volt ise merkezden daha uzak abonelerde ölçülen gerilim 180 Volta kadar düşmüş olsun. 220–180=40 Voltluk gerilim, enerjiyi ileten hatlarda düşmüş ve kaybolmuştur. Bu olaya gerilim düşümü denir.

Manyetik Alanın Tanımı ve Özellikleri

Herhangi bir mıknatısın etki alanına manyetik alan denir. Çubuk mıknatısın kuzey (N) ve güney (S) ya da negatif ve pozitif diye adlandırılan kutupları vardır.Mıknatısın iç kısmında S’den N kutbuna, dış kısmında ise N’den S kutbuna doğru gözle göremediğimiz manyetik kuvvet hatları vardır. Bu hatlar sayılamayacak kadar çoktur. Manyetik kuvvet hatları N’den çıkıp S kutbuna gelir ve buradan mıknatısın içine girerek yine N kutbuna doğru bir devre oluşturur. Bu özellik her mıknatıs için aynıdır. Manyetik kuvvet hatlarının kutuplar ile olan ilişkisinin sonucu olarak aynı adlı kutuplar birbirini iter ve zıt kutuplar da birbirini çeker.

Kalıcı Mıknatıslık

Yumuşak demir manyetik alan içinde bırakılıp tekrar geri alınırsa moleküllerinin ancak birkaç tanesi manyetik düzende kalabilir. Bu birkaç molekülde çok zayıf bir mıknatıslık meydana getirir. Buna kalıcı mıknatıslık denir.

Elektrik Akımının Manyetik Etkisi

Üzerinden akım geçirilen bir iletkenin etrafında bir manyetik alan oluşur. İletkenden geçirilen akım çoğaldıkça meydana gelen elektromanyetik alan kuvvetlenir, etkileyeceği alan büyür ve bu manyetik alan iletken boyunca eşit ve düzgün olarak yayılır.

Düz iletkende meydana gelen manyetik kuvvet hatlarının yönü “sağ el kuralı” ile bulunur. Sağ el kuralına göre üzerinden elektrik akımı geçen iletkeni başparmağımız akım geçiş yönünü gösterecek şekilde sağ avucumuz içine aldığımızda diğer dört parmağımız manyetik alan kuvvet hatlarının yönünü gösterir.

Elektromıknatıslar

İletken bir bobin meydana getirecek şekilde sarılmışsa akım bütün sarımlardan aynı yönde geçecektir. Bu da bobinde N ve S kutupları oluşturur. Daimi mıknatıs özelliği gösteren bu mıknatısa elektromıknatıs denir.

Temel Elektrik Konusuyla İlgili İçerikler

• Araçlarda Temel Elektrik Modülü Sınavı
• Elektronik Devre Elemanlarını Kontrol Etme
• Elektrik Devre Soruları
• Araç Elektrik Tesisatı Kontrolü
• Ölçü Aletleri Nedir?
• Akü Sökme, Takma ve Kontrolleri
• Şarj Sistemi Nedir?
• Marş Sistemi Nedir?

Temel Elektrik Hakkında Sık Sorulan Sorular