Elektriklenme - Elektroskobun Yüklenmesi nedir?

Elektrik enerjisinin iletken tellerle iletilmesinin nasıl gerçekleştiğini, fotoğraftaki şimşek ile yıldırımın nasıl oluştuğunu ve günlük hayatta karşılaştığımız birçok
olayın sebebini bu ünitemizin sonunda daha iyi anlayacağız.

Soğuk bir kış günü. Akşam olmuş, eve dönüyorsunuz. Eve ulaşarak kapıdan içeri girdiniz. Son ayarda çalışan ısıtma sistemi evinizi sıcacık yapmış. Odanıza geçip üzerinizdeki yün kazağı aceleyle çıkarmaya çalışıyorsunuz. O da ne? Birbiri ardına oluşan kıvılcımlar ve çıt çıt sesleri... Kulak kepçelerinizde hafif bir karıncalanma... Saçlarınız dimdik...

Otomobilinize bindiniz. Bir süre yolculuk yaptınız. Yolculuğunuzun sonunda otomobilinizden inerken parmak uçlarınız kapının metal kısmına değiyor ve siz hissettiğiniz

farklı bir acının etkisiyle elinizi otomobilden hızla çekiyorsunuz.

Evinize girmek için kapınıza yöneliyorsunuz. Metal kapı koluna yaklaşan ve dokunan parmağınız darbe acısından farklı ve çok kısa süreli bir acı yaşamanıza sebep oluyor. Günlük hayatta karşılaştığımız bu durumların sebebini hiç düşündük mü?

Yün kumaşa sürtülen şişirilmiş bir balon cam ya da duvar tarafından çekilir. Benzer şekilde yün kumaşa sürtülen ebonit çubuk ve ipek kumaşa sürtülen cam çubuk ile asılı durumda bulunan alüminyum folyo arasında bir çekim etkisi gözlenir.

Yukarıdaki gibi yün kumaşa sürtülmüş ebonit çubuk, asılı durumda olan yün kumaşa sürtülmüş başka bir ebonit çubuğa yaklaştırılırsa yanda görülen şekildeki gibi

birbirlerini iterler.

Yukarıdaki gibi ipek kumaşa sürtülmüş cam çubuk, asılı durumda olan ipek kumaşa sürtülmüş başka bir cam çubuğa yaklaştırılırsa yanda görülen şekildeki gibi

birbirlerini iterler.

İpek kumaşa sürtülmüş bir cam çubuğu, yün kumaşa sürtülmüş ve ortasından iple asılmış ebonit çubuğa yaklaştırırsak yanda görülen şekildeki gibi birbirlerini çekerler.

Etkinliğimizde gözlemlediğimiz bu itme ve çekme şeklindeki etkileşimler elektriklenme adı verilen bir olayın sonucudur. Cisimleri elektriklenmeleri için onları mutlaka birbirlerine sürtmek gerekmez. Elektrikleme için gerekli olan, cisimlerin birbirine temas etmesidir. Cisimler birbirine sürtünürken etkileşen yüzeyler artırılmış olur. Etkileşen yüzeyin artırılmış olması ise elektriklenmenin daha kolay gerçekleşmesini sağlar. Gözlemlediğimiz bu sonuçlar cam ve ebonit çubuklar üzerinde farklı elektriksel özelliklerin açığa çıktığını gösterir. Bu durumda gözlemlerimize dayanarak iki farklı elektrik yükünün varlığından söz edebiliriz. Ebonit ve cam çubukların yün ve ipek kumaşlara temas ettirilmesi sonucunda bunların elektriklenerek birbirlerine itme ya da çekme kuvveti uygulamaları, cam çubuktaki elektrik yükleri ile plastik çubuktaki elektrik yüklerinin birbirinden farklı özellikte olduğunu ortaya koyar. Bilim insanları bu elektrik yüklerini pozitif (+) yük ve negatif (-) yük olarak
adlandırırlar. Sonuç olarak, cam ve onun gibi davranan cisimler pozitif yüklü cisimler, ebonit çubukve onun gibi davranan cisimler de negatif yüklü cisimlerdir.

Pozitif ve negatif yük sayıları eşit ve birbiri içerisinde düzgün dağılmış olan cisimlere nötr cisim denir. Nötr cisimlerin pozitif ve negatif yük sayılarını şekildeki gibi bir abaküs yardımı ile sayarsak yüklerinin dengede olduğunu söyleyebiliriz. Gerçekte böyle bir şeyin olması mümkün değildir. Bu örnek konuyu anlamamızı kolaylaştırır.Acaba nötr cisimler temas sonucunda bu özelliklerini nasıl kaybeder? Başka bir ifadeyle bir cismin elektriklenmesi sırasında neler olur?

Temas sonucunda bir cisimden başka bir cisme negatif yük geçişi olur. Katılarda negatif yükler bir cisimden diğerine kolaylıkla aktarılır. Yün kumaşı ebonit çubuğa temas ettirerek yün kumaşta bulunan bir miktar negatif yükün ebonit çubuğa geçmesini sağlarız. Böylece başlangıçta pozitif ve negatif yük sayısı eşit olan cisimlerin yük dengesi bozulur.

Ebonit çubuk, negatif yükü pozitif yükünden fazla olacağından, negatif yükle yüklenmiş olur. Ebonit çubukların negatif ve pozitif yükleri yanda verilen şekildeki gibi bir abaküs yardımıyla sayılırsa yük dengesinin olmadığı görülür.(Yukarıda)

(+) pozitifYükle Yüklenme

- yükle yüklenmiş alta ki cisme şekildeki gibi nötr halde bulunan gemi şeklindeki cismin yalıtkan kubbesinden tutarak. Alttaki - yüklü cisme şekildeki gibi yaklaştırırsak + yükler aşağı doğru iner - yükler yukarıya itilir.aşağıdaki - yüke dokundurmadan gemi şeklindeki cisme dokunursak - yükler toprağa akıp gider. Elimizi çektiğimiz zaman cisim artık + yükle yüklenmiş olur.

Yün kumaş, pozitif yükü negatif yükünden fazla olacağından, pozitif yükle yüklenir. Yünlü kumaşın negatif ve pozitif yükleri yanda verilen şekildeki gibi bir abaküs yardımıyla sayılırsa yük dengesinin olmadığı görülür. (Yukarıda)

Cisimlerin temas etmelerini sağlayarak onlarda yük dengesizliği meydana getirilmesine temas ile elektriklenme denir.

Bunları Biliyor muydunuz Bunları Biliyor muydunuz ?

Elektronik malzemelerle çalışılan ortamlarda oluşan elektriklenme bu malzemelerin bozulmasına yol açar. Bunun için bu tür yerlerde elektriklenmenin oluşmasını ve elektronik devre elemanlarının zarar görmesini önleyebilen antistatik malzemeler kullanılır. Fotoğrafta böyle yerlerde çalışanların kullandığı antistatik ayakkabı
görülmektedir.

Elektroskop, bir cismin elektrikle yüklü olup olmadığını ve yüklüyse yükünün türünü bulmamıza yarayan bir araçtır.

Elektroskopu Yükleyelim

Nötr halde yüksüz bir elektroskopun topuzuna , - yükle yüklenmiş balonu şekildeki gibi yaklaştırınca - yük elektroskoptaki + yükleri yukarı çekip - yükleri aşağı iter. Elimizi elektroskopun yapraklarına dokundurursak - yük toprağa doğru akar. Elimizi ve balonu çekince elektroskopta sadece +yük kalmış olur.Elektroskopumuz artık + yüklüdür.

Yerküreyi çok büyük bir nötr cisim olarak düşünebiliriz. Elektriklenmiş cisimler, toprakla temas ederlerse cisimle toprak arasında yük alış verişi olur. Yük alış verişinin gerçekleştiği bu olayatopraklama adı verilir. Örneğin, pozitif yüklü bir cismi iletken ile yerküreye bağlarsak (topraklarsak) yerküredeki negatif yükler cisme aktarılarak onun nötr olmasını sağlar. Negatif yüklü bir cismi topraklarsak cisimdeki negatif yükler toprağa (yerküreye) akar ve cisim nötr hâle gelir. Nötr bir cisme elektriklenmiş bir cisim yaklaştırarak bu cismi elektrikle yükleyebiliriz. Örneğin;

Cisimlerin bu şekilde elektriklenmesine tesir (etki) ile elektriklenme denir.Çevremizde birbirine temas eden ve sürtünen cisimlerde de elektriklenme olur. Plastik bir tarakla temiz ve kuru saçımızı tararken saçlarımızın fotoğraftaki gibi elektriklendiğini gözlemişizdir. Televizyon ekranına şekildeki gibi yaklaştırılan alüminyum topun çekilmesi gibi, hava ile temas ederek elektriklenen toz parçacıkları televizyon ve bilgisayar ekranlarının kısa sürede tozlanmasına sebep olur.

Durgun Elektriğin Etkileri

Cisimler üzerinde biriken elektrik yükü bazen tehlikeli olabilir. Biriken bu elektrik yükleri elektrik yükü boşalmasına sebep olur ve kıvılcım çıkarır. Bu yüzden eter, alkol gibi yanıcı ve düşük sıcaklıklarda buharlaşan sıvıların kullanıldığı fotoğraftaki ameliyathane ve laboratuvar gibi yerlerin zeminleri iletken maddelerle kaplanır. Böylece, oluşabilecek yüklerin toprağa akışı sağlanır.

Petrol tankerlerinin arkasında bulunan ve yere değen zincirler de tankerin hareketi sırasında oluşan elektrik yüklerinin toprağa akmasını sağlar. Benzin istasyonlarında da hortum ile depolara benzin aktarılırken temas sebebiyle hortumda elektriklenme meydana gelebilir. Bu durumda çıkabilecek yangınları önlemek için benzin istasyonlarında da topraklama yapılması önemlidir. Bu durum yukarıdaki fotoğrafta görülmektedir. Benzin dolumu esnasında elektriklenme sonucu

oluşan elektrik boşalması yangın çıkmasına sebep olabilir. Bunun için elektriklenmeyi kolaylaştıran hareketlerde bulunmak tehlikelidir.

A

tmosferde de rüzgarın etkisiyle sürüklenen bulutlar hem havayla hem de birbirleriyle temas ederler. Bunun sonucunda da elektriklenirler. Elektrik yüklü bulutlar birbirlerine yeterince yaklaşırsa birinden ötekine elektrik yükü boşalması olabilir. Bu olayaşimşek denir. Benzer şekilde elektrik yüklü bulutlar yer küreye yeterince yaklaşırsa buluttan yere ya da yerden buluta elektrik yükü boşalması olabilir. Bu olaya da yıldırım denir. Yıldırım olayında elektrik yükünün boşalması bulut ile yeryüzünün birbirine en yakın noktaları arasında olur. Bu sebeple yüksek ve sivri yerlere yıldırım düşme olasılığı fazladır. Yıldırımdan korunmak için minare gibi yüksek yapılaraparatoner (yıldırımsavar) adı verilen sivri uçlu metal çubuk takılır. Metal çubuğa bağlı iletken telin diğer ucu iletken levhaya bağlanıp toprağa gömülür. Böylece buluttan paratonere gelecek olan elektrik yükleri binaya ve çevreye zarar vermeden toprağa akar.

Şimşek Oluşumu Deneyi

ARAÇ VE GEREÇLER:Balon,yün kumaş,ipek kumaş,demir çubuk,üçayak kıskaç,cam çubuk,ip

DENEYİN YAPILIŞI:Balonu şişirerek üç ayak'a asınız.Balonu yün kumaşa,cam çubuğu ipek kumaşa sürtünüz.Karanlık ortam sağlayarak camı çubuğa balona yaklaştırınız.

SONUÇ:Artı yüklü cam çubuk,eksi yüklü balona dokunmadan yaklaşınca,yükler arasında havadan bir kıvılcım atlaması görülür.Bu esnada bir çatırdama sesi duyarız.Elektrik yüklerinin etkisiyle havada bir yük boşalması meydana gelir.