Sevgili Öğrencilerim Merhaba!
Bugün Fen Bilimleri dersimizin çok önemli ve keyifli bir konusu olan “Elektriksel Direnç ve Bağlı Olduğu Faktörler” ünitesine giriş yapıyoruz. Kitabımızdaki bu sayfa, konuya ısınmamız için harika hazırlık sorularıyla dolu. Gelin bu soruları birlikte, sanki sınıfta tahtanın başındaymışız gibi adım adım inceleyelim ve cevaplayalım.
Soru 1: Bir elektrik ampulü hangi kısımlardan oluşur? Açıklayınız.
Bu soruyu cevaplarken evimizdeki o sarı ışık veren klasik ampulleri gözünüzün önüne getirin.
Adım 1: Öncelikle ampulün dışını ve içini hayal edelim. En dışta ne var? Kırılgan bir yapı. İçinde ne var? İncecik bir tel. Altında ne var? Duyun içine giren metal kısım.
Adım 2: Şimdi bu kısımları bilimsel isimleriyle sıralayalım:
- Cam Fanus: Ampulün içindeki gazı tutan ve iç yapıyı koruyan dış kısımdır. İçinde genellikle Argon gibi yanmayan bir gaz bulunur.
- Filaman (Tungsten Tel): Hani ampulün içinde o kıvrım kıvrım, incecik tel var ya, işte o! Elektrik akımı buradan geçerken tel çok ısınır ve etrafa ışık saçar. Genelde Tungsten adı verilen bir metalden yapılır çünkü bu metal sıcağa çok dayanıklıdır.
- Destek Telleri: O incecik filamanı havada tutan biraz daha kalın telllerdir.
- Metal Taban (Duy Kısmı): Ampulü tavana veya lambadere taktığımız vidalı kısımdır. Elektriğin ampule girmesini sağlar.
Sonuç: Bir ampul temel olarak; cam fanus, filaman (ışık veren tel), destek telleri, iletken ve yalıtkan kısımlardan oluşan metal tabandan meydana gelir.
Soru 2: Çevrenizde farklı parlaklıklarda yanan birçok ampul görürsünüz. Bu ampullerin farklı parlaklıklarda yanmasının sebebi ne olabilir? Arkadaşlarınızla tartışınız.
Markete gittiğimizde ampul kutularının üzerinde farklı sayılar görürüz, değil mi? Hadi bunun nedenini düşünelim.
Adım 1: Bir ampulün parlaklığı, onun harcadığı enerjiyle ve yapısıyla ilgilidir. Biz buna günlük hayatta ampulün “gücü” (Watt değeri) diyoruz.
Adım 2: Peki, konumuzla yani “Direnç” ile ilgisi ne? Ampulün içindeki o ince telin (filamanın) yapısı her ampulde aynı değildir. Bazı tellerin elektriğe karşı gösterdiği zorluk (yani direnci) farklıdır.
Adım 3: Telin uzunluğu, kalınlığı veya yapıldığı maddenin cinsi değiştikçe, telin direnci değişir. Direnç değişince de telden geçen akım ve açığa çıkan ışık enerjisi değişir.
Sonuç: Ampullerin farklı parlaklıkta yanmasının temel sebebi, sahip oldukları elektriksel güçlerin (Watt) ve içlerindeki tellerin elektriksel dirençlerinin birbirinden farklı olmasıdır. Direnci belirleyen şey ise telin uzunluğu ve kalınlığıdır.
Soru 3: Evlere, okullara, iş yerlerine, hastanelere elektrik enerjisi taşıyan teller alüminyumdan yapılmıştır. Elektrikli ev aletlerinin kablolarının içlerini incelediğinizde ise bunların bakır telden yapılmış olduğunu görürüz. Peki, elektrik enerjisi iletiminde neden bakır ve alüminyum teller tercih ediliyor? Arkadaşlarınızla düşüncelerinizi paylaşınız.
Burada aslında bir mühendis gibi düşünmemiz gerekiyor: “Hem işimi iyi yapsın hem de bana uygun olsun.”
Adım 1: Öncelikle elektriği bir yerden bir yere taşımak istiyorsak, elektriği “iyi ileten” maddeler seçmeliyiz. Bakır ve Alüminyum, elektriği çok iyi ileten (yani direnci düşük olan) metallerdir. Bu yüzden tercih edilirler.
Adım 2: Peki neden evde bakır, sokaktaki direklerde alüminyum?
- Bakır: Elektriği alüminyumdan daha iyi iletir ama ağırdır ve pahalıdır. Evimizdeki aletlerde mesafeler kısa olduğu için en iyi iletkeni (bakırı) kullanmak mantıklıdır.
- Alüminyum: Bakıra göre elektriği biraz daha az iletse de, çok daha hafiftir ve daha ucuzdur. Düşünün, kilometrelerce uzunluktaki elektrik tellerini direklerin taşıması lazım. Eğer hepsi bakır olsaydı, o teller kendi ağırlığından kopabilir veya direkleri yıkabilirdi! Ayrıca maliyeti çok yüksek olurdu.
Sonuç: Bakır ve alüminyumun tercih edilme sebebi elektriksel dirençlerinin düşük (iyi iletken) olmasıdır. Sokaklarda alüminyum kullanılmasının özel sebebi ise hafif ve ekonomik olmasıdır; evlerde bakır kullanılmasının sebebi ise daha iyi iletken ve dayanıklı olmasıdır.