DURGUN ELEKTRİK VE ELEKTRİKLENME
1- Maddenin Yapısı ve Atom
2- Elektrik Yükü Çeşitleri (Artı ve Eksi Yükler)
3- Durgun (Statik) Elektrik
4- Elektriklenme
5- Elektriklenme Çeşitleri (Cisimlerin Elektriklenmesi)
6- Elektriklenmiş Cisimler Arasındaki İtme ve Çekme
7- Topraklama
8- Elektroskop ve Özellikleri
9- İletken ve Yalıtkan Maddeler
10- Şimşek ve Yıldırım Olayları
YAŞAMIMIZDAKİ ELEKTRİK
A- DURGUN ELEKTRİK VE ELEKTRİKLENME :
1- Maddenin Yapısı ve Atom :
Boşlukta yer kaplayan, hacmi, kütlesi ve eylemsizliği olan her şeye madde denir. Maddenin kendi özelliğini taşıyan en küçük yapı taşınaatom denir.
• Atom, küre şeklindedir ve merkezinde çekirdek bulunur.
• Atom, elektrikli yapıya sahiptir yani içerisinde (+) ve (–) yükler bulunur.
• Atom, gözle ya da mikroskoplarla görülmez.
• Atomda; proton, elektron ve nötron denilen üç tanecik bulunur. Bu taneciklere atomun temel tanecikleri denir.
• Atomda, protonlar (+) yüklü, elektronlar (–) yüklü, nötronlar ise yüksüz taneciklerdir.
• Atomdaki elektrik yüklerinin kaynağı atomun yapısında bulunan (–) yüklü elektronlar ve (+) yüklü protonlardır.
• Atomda, (+) yüklü protonlar ve yüksüz nötronlar atomun çekirdeğinde bulunur, (–) yüklü elektronlar ise çekirdeğin etrafında belirli (yörüngelerde) sürekli dolanırlar.
• Atomda, proton ve nötronlar hareket etmezler, hareket eden tanecikler ise sadece (–) yüklü elektronlardır.
• Elektriklenme olayının nedeni elektronların hareket etmesi yani yer değiştirmesidir.
• Atomda, (normal şartlarda) (+) yüklü protonların sayısı, (–) yüklü elektronların sayısına eşittir.
a) Nötr Atom ve Cisim :
Proton sayısı elektron sayısına yani (+) yük sayısı (–) sayısına eşit olan atoma nötr atom denir.
Proton sayısı elektron sayısına yani (+) yük sayısı (–) sayısına eşit olan cisme nötr cisim denir.
b) Pozitif (+) Yüklü Atom ve Cisim :
Proton sayısı elektron sayısından yani (+) yük sayısı (–) sayısından fazla olan atoma pozitif (+) yüklü atom denir.
Nötr haldeki atom dışarıya elektron yani (–) yük verirse pozitif (+) yüklü atom haline geçer.
Proton sayısı elektron sayısından yani (+) yük sayısı (–) sayısından fazla olan cisme pozitif (+) yüklü cisim denir.
Nötr cisim dışarıya elektron yani (–) yük verirse pozitif (+) yüklü cisim haline geçer.
c) Negatif (-) Yüklü Atom ve Cisim :
Proton sayısı elektron sayısından yani (+) yük sayısı (–) sayısından az olan atoma negatif (-) yüklü atom denir.
Nötr haldeki atom dışarıdan elektron yani (-) yük alırsa negatif (–) yüklü atom haline geçer.
Proton sayısı elektron sayısından yani (+) yük sayısı (-) sayısından az olan cisme negatif (-) yüklü cisim denir.
Nötr cisim dışarıdan elektron yani (-) yük alırsa negatif (-) yüklü cisim haline geçer.
2- Elektrik Yükü Çeşitleri (Artı ve Eksi Yükler) :
Doğada iki çeşit elektrik yükü vardır. Bunlar pozitif yani (+) artı ve negatif yani (–) eksi elektrik yükleridir.
• Aynı cins elektrik yükleri birbirlerini iterler.
• Aynı cins elektrik yüküyle yüklü cisimler birbirlerini iterler.
• Zıt elektrik yükleri birbirlerini çekerler.
• Zıt cins elektrik yüküyle yüklü cisimler birbirlerini çekerler.
• Nötr cisimler birbirlerini itmez ya da çekmezler.
• Pozitif (+) yüklü cisimler nötr cismi çekerler.
• Negatif (–) yüklü cisimler nötr cismi çekerler.
• Cisimlerin birbirlerine uyguladıkları itme ya da çekme kuvveti, cisimlerin üzerindeki yük miktarı ile doğru (aralarındaki uzaklığın karesi ile ters) orantılıdır.
3- Durgun (Statik) Elektrik :
İki cisim birbirine temas ettiğinde (sürtüldüğünde veya dokundurulduğunda) veya yaklaştırıldığında (etki ettiğinde) cisimlerin üzerinde elektrik yükleri birikir. Cisimlerin üzerinde biriken elektrik yüklerinin tamamına (toplamına) durgun (statik) elektrik denir.
4- Elektriklenme :
İki cisim birbirine temas ettiğinde (sürtüldüğünde veya dokundurulduğunda) veya yaklaştırıldığında (etki ettiğinde) cisimlerin üzerinde elektrik yüklerinin birikmesine (toplanmasına) yani cisimlerin üzerindeki elektrik yüklerinin sayısının değişmesine elektriklenme denir. Elektriklenme sonucunda cisimlerin üzerindeki yük dengesi değişir.
Cisimler, temas (sürtünme ve dokunma) ve etki ile elektriklenebilirler.
Temas (sürtünme ve dokunma) ve etki ile üzerinde elektrik yükleri biriken (toplanan) cisimlere elektriklenmiş cisimler denir. Elektriklenmiş cisimlere dışarıdan herhangi bir etki uygulanmazsa cisimlerin üzerinde birken elektrik yükleri oldukları yerde kalırlar, hareket etmez ve dağılmazlar.
5- Elektriklenme Çeşitleri (Cisimlerin Elektriklenmesi) :
Cisimler, temas ve etki ile elektriklenebilirler. Temas ile elektriklenme, sürtünme ve dokunma ile elektriklenme olarak iki çeşittir.
a) Sürtünme İle Elektriklenme :
İki cisim birbirine sürtüldüğünde cisimler arasında elektron yani (–) yük alışverişi olur ve bu sayede cisimler elektriklenir. Cisimlerin bu şekilde elektriklenmesine sürtünme ile elektriklenme denir.
• Sürtünme ile elektriklenmede cisimler arasında elektron (yani – yük) alışverişi olur.
• Sürtünme ile elektriklenmede elektron (yani – yük) veren cisim pozitif (+) yükle yüklenir.
• Sürtünme ile elektriklenmede elektron (yani – yük) alan cisim negatif (–) yükle yüklenir.
• Sürtünme ile elektriklenmede cisimler arasında alınan ve verilen elektron yani (–) yük sayıları eşittir.
• Sürtünme ile elektriklenen cisimler başlangıçta nötr haldedir.
• Sürtünme ile elektriklenmede cisimler zıt yükle yüklenirler.
• Sürtünme ile elektriklenen cisimler eşit sayıda ve zıt yükle yükleneceği için elektriklendikten sonra tekrar birbirlerine dokundurulurlarsa nötr hale geçerler.
Örnek : Plastik çubuk yünlü kumaşa sürtülünce, yünlü kumaştan plastik çubuğa elektronlar
yani (–) yükler geçerler. Bunun sonucunda hem plastik çubuk hem de yünlü kumaşın üzerinde elektrik yükleri birikir (elektrik yüklerinin sayısı değişir) yani hem plastik çubuk hem de yünlü kumaş elektriklenir.
• Plastik çubuk elektron aldığı için negatif (–) yükle yüklenir.
• Yünlü kumaş elektron verdiği için pozitif (+) yükle yüklenir.
• Yünlü kumaşın verdiği elektron sayısı plastik çubuğun aldığı elektron sayısına eşittir.
• Elektriklenen plastik çubuk ve yünlü kumaş, küçük kâğıt parçalarına yaklaştırılınca onları çekebilir.
Örnek : Cam çubuk ipek kumaşa sürtülünce, cam çubuktan ipek kumaşa elektronlar yani (–)
yükler geçerler. Bunun sonucunda hem cam çubuk hem de ipek kumaşın üzerinde elektrik yükleri birikir (elektrik yüklerinin sayısı değişir) yani hem cam çubuk hem de ipek kumaş elektriklenir.
• Cam çubuk elektron verdiği için pozitif (+) yükle yüklenir.
• İpek kumaş elektron aldığı için negatif (-) yükle yüklenir.
• Cam çubuğun verdiği elektron sayısı ipek kumaşın aldığı elektron sayısına eşittir.
• Elektriklenen cam çubuk ve ipek kumaş, küçük kâğıt parçalarına yaklaştırılınca onları çekebilir.
b) Dokunma İle Elektriklenme :
Yüklü bir cisim (+ veya – yüklü) nötr bir cisme dokundurulursa, nötr cismi kendi elektrik yüküyle yükler. Nötr cismin bu şekilde elektriklenmesine dokunma ile elektriklenme denir.
• Dokunma ile elektriklenen cisimler aynı cins yükle yüklenirler.
• Dokunma ile elektriklenen cisimler aynı cins yükle yüklenecekleri için elektriklendikten sonra birbirlerini iterler.
• Dokunma ile elektriklenmede daima elektronlar yani (–) yükler hareket ederler.
• Dokunma ile elektriklenmede cisimlerin kazandıkları yükler kalıcıdır.
• Dokunma ile elektriklenen cisimlerin sahip oldukları toplam elektrik yükleri, cisimler arasında büyüklüklerine göre paylaşılır.
• Dokunma ile elektriklenen cisimler küre şeklinde ise sahip oldukları elektrik yüklerini yarıçapları ile doğru orantılı olarak (yarıçapları oranında) paylaşırlar.
Örnek : (+) yüklü cisim, nötr cisme dokundurulursa, (+) yüklü cisim nötr cisimden bir miktar
(–) yük yani elektron çeker. Nötr cisim (–) yük kaybettiği için (+) yükle yüklenir. (+) yüklü cisimde hala (+) yük sayısı fazladır ve bu cisim (+) yüklü halde kalır, nötr hale geçmez.
Örnek : (–) yüklü cisim, nötr cisme dokundurulursa, nötr cisimdeki (+) yükler, (–) yüklü
cisimden bir miktar (–) yük yani elektron çeker. Nötr cisim (–) yük kazandığı için (–) yükle yüklenir. (–) yüklü cisimde hala (–) yük sayısı fazladır ve bu cisim (–) yüklü halde kalır, nötr hale geçmez.
c) Etki İle Elektrikleme :
Yüklü bir cisim (+ veya – yüklü) nötr haldeki bir cisme dokundurulmadan yaklaştırılırsa, nötr cismi etki ile elektrikleyebilir yani nötr cismin belli yerlerindeki elektrik yüklerinin sayısını değiştirebilir. Cisimlerin bu şekilde elektriklenmesine etki ile elektrikleme (veya elektrostatik indüksiyon) denir.
• Etki ile elektriklemede elektron yani (–) yük alışverişi olmaz.
• Etki ile elektriklenmede cisimlerin üzerinde biriken yani cisimlerin kazandıkları elektrik yükleri kalıcı değildir.
• Etki ile elektriklenmede, yüklü cisim uzaklaştırılırsa, nötr cisimdeki yükler tekrar dağılır yani yükler eski haline geri döner.
• Etki ile elektriklenmede, elektriklenen cismin uçlarında eşit sayıda fakat zıt yükler birikir. (Cisimlerin uçlarında biriken elektrik yükleri eşit sayıdadır).
• Cisimlerin etki ile elektriklenebilmesi için topraklama yapılması gerekir.
• Etki ile elektriklenmede, elektriklenen cisim ile elektriklenmeyi sağlayan cisim daima zıt yüklerle yüklenirler.
Örnek : (+) yüklü K cismi, nötr haldeki L cisminin 1. ucuna yaklaştırılırsa, 1. uca doğru (–)
yükleri çeker. 1. uçta (–) yüklerin sayısı artacağı için bu uç (–) yükle, 2. uçta (–) yüklerin sayısı azalacağı için bu uç ta (+) yükle yüklenir.
• L cismi hala nötr haldedir. Sadece yüklerinin yerleri değişmiştir.
• L cisminin 1. ve 2. ucu eşit sayıda fakat zıt yükle yüklenir.
• K cismi uzaklaştırılırsa L cismindeki yükler tekrar dağılır.
• K cismi uzaklaştırılmadan L cismi ortadan ikiye bölünürse 1. uçun olduğu parça (–) yükle, 2. ucun olduğu parça (+) yükle yüklenir.
Örnek : (–) yüklü K cismi, nötr haldeki L cisminin 1. ucuna yaklaştırılırsa, 1. uçtaki (–)
yükleri iter. 1. uçta (–) yüklerin sayısı azalacağı için bu uç (+) yükle, 2. uçta (–) yüklerin sayısı artacağı için bu uç ta (–) yükle yüklenir.
• L cismi hala nötr haldedir. Sadece yüklerinin yerleri değişmiştir.
• L cisminin 1. ve 2. ucu eşit sayıda fakat zıt yükle yüklenir.
• K cismi uzaklaştırılırsa L cismindeki yükler tekrar dağılır.
• K cismi uzaklaştırılmadan L cismi ortadan ikiye bölünürse 1. uçun olduğu parça (+) yükle, 2. ucun olduğu parça (–) yükle yüklenir.
6- Elektriklenmiş Cisimler Arasındaki İtme ve Çekme :
• Aynı cins maddeler aynı yollarla elektriklenip birbirlerine yaklaştırılırsa birbirlerine dokunmadan birbirlerini iterler.
• Aynı cins maddeler elektriklenirse üzerlerinde aynı cins elektrik yükleri birikir yani maddeler aynı cins elektrik yüküyle yüklenirler.
• Aynı cins elektrik yüküyle yüklü cisimler birbirlerini iterler.
• Farklı cins maddeler aynı yollarla elektriklenip birbirlerine yaklaştırılırsa birbirlerine dokunmadan birbirlerini çekerler.
• Farklı cins maddeler elektriklenirse üzerlerinde farklı cins elektrik yükleri birikir yani maddeler farklı cins elektrik yüküyle yüklenirler.
• Farklı cins elektrik yüküyle yüklü cisimler birbirlerini çekerler.
• Elektriklenmiş cisimler arasındaki uzaklık artarsa itme veya çekme kuvveti azalır.
• Elektriklenmiş cisimler üzerindeki elektrik yüklerinin sayısı (miktarı) artarsa itme veya çekme kuvveti artar.
Örnek : İki plastik çubuk yünlü kumaşa sürtüldüğünde, yünlü kumaştan plastik çubuklara
elektronlar yani (–) yükler geçerler. Plastik çubuklar elektron aldığı için negatif (–) yükle yüklenirler ve aynı cins elektrik yüküyle yüklü plastik çubuklar birbirlerine yaklaştırılırsa birbirlerini iterler.
Örnek : İki cam çubuk ipek kumaşa sürtüldüğünde, cam çubuklardan ipek kumaşa elektronlar
yani (–) yükler geçer. Cam çubuklar elektron kaybettiği için pozitif (+) yükle yüklenirler ve aynı cins elektrik yüküyle yüklü cam çubuklar birbirlerine yaklaştırılırsa birbirlerini iterler.
Örnek : Elektriklenmiş plastik ve cam çubuklar birbirlerine yaklaştırılırsa üzerlerinde farklı
cins elektrik yükleri birikeceğinden birbirlerini çekerler.
SONUÇLAR :
1- İki plastik çubuğun üzerinde biriken elektrik yükleri aynı olduğu için plastik çubuklar aynı cins yükle yüklenirler ve birbirlerini iterler.
2- İki cam çubuğun üzerinde biriken elektrik yükleri aynı olduğu için cam çubuklar aynı cins yükle yüklenirler ve birbirlerini iterler.
3- Cam ve plastik çubuklar farklı cins maddeler olduğu için üzerlerinde farklı cins yükler birikir yani çubuklar farklı cins yüklerle yüklenirler ve birbirlerini çekerler.
7- Topraklama :
Herhangi bir cismi tek cins elektrik yüküyle yüklemek veya yüklü cismi nötr hale getirmek için uygulanan yönteme topraklama denir. Topraklama olayında yüklü cisimden toprağa veya topraktan yüklü cisme doğru negatif (–) elektrik yükü yani elektron akışı olur.
• Topraklama yapılırken cisim iletken tel ile toprağa bağlanır.
• Toprak yani yerküre nötrdür.
• Toprak istenildiği kadar elektron alır veya verir.
• Herhangi bir cismin topraklanan ucu (veya cismin kendisi) daima nötr hale geçer.
• Topraklama olayında sadece elektronlar yani (–) yükler hareket ederler.
Topraklama İle İlgili Örnekler :
1- (+) yüklü cisim topraklanırsa (yani iletken tel ile toprağa bağlanırsa), cisim nötr oluncaya kadar topraktan elektron (– yük) alır.
2- (–) yüklü cisim topraklanırsa (yani iletken tel ile toprağa bağlanırsa), cisim nötr oluncaya kadar toprağa elektron (– yük) verir.
3- (+) yüklü K cismi, nötr L cisminin 1. ucuna yaklaştırılırsa, L cisminin 1. ucu (–) yükle, 2. ucu (+) yükle yüklenir. K cismi uzaklaştırılmadan L cisminin 2. ucu topraklanırsa bu uç topraktan elektron çeker ve nötr olur. Toprak bağlantısı kesildikten sonra K cismi uzaklaştırılırsa L cismi (–) yükle yüklenmiş olur.
4- (–) yüklü K cismi, nötr L cisminin 1. ucuna yaklaştırılırsa, L cisminin 1. ucu (+) yükle, 2. ucu (–) yükle yüklenir. K cismi uzaklaştırılmadan L cisminin 2. ucu topraklanırsa bu uç toprağa elektron verir ve nötr olur. Toprak bağlantısı kesildikten sonra K cismi uzaklaştırılırsa L cismi (+) yükle yüklenmiş olur.
NOT :
1- Cisimlerin elektriklenmesine örnekler:
• Temiz saçın kabarması ya da tarak tarafından çekilmesi.
• Yün ya da naylon giysilerin vücudun hareketi ile elektriklenmesi ve çıkartılırken kıvılcım oluşturması veya ses çıkarması.
• Ortamdaki toz taneciklerinin hava ile temas ederek elektriklenmesi sonucunda televizyon ekranında toz birikmesi.
2- Bileşik kapların özelliğine göre kaplardaki sıvı basınçları eşit oluncaya kadar devam eden sıvı akışı, elektrik yükü akışına benzetilir.
3- Sürahideki suyun farklı büyüklüklerdeki bardaklara boşaltıldığında toplam su miktarının değişmemesi ve bardakların farklı hacimde su almaları, büyüklükleri farklı olan cisimlerin farklı elektrik yükü almalarına ve toplam yük miktarının değişmemesine benzetilir.
4- Havadaki nem oranı elektriklenmeyi etkiler. Nemli havada bulunan çok sayıdaki elektrik yükleri cisimlerin elektriklenmesini zorlaştırır. Bu nedenle havadaki nemin az olduğu kuru ortamlarda elektriklenme daha kolay olur.
5- Cisimlerin temas ile elektriklenmesinde, cisimlerin birbirine dokunması yeterlidir. Sürtünme olayı, cisimlerin birbirine temas eden yüzeyini arttırır ve elektriklenmeyi kolaylaştırır.
6- Elektronik malzemelerle çalışılan ortamlarda oluşan elektriklenme, elektronik devre elemanlarının etkileyerek bozulmalarına neden olacağı için bu ortamlarda çalışanlar elektriklenmeyen ve antistatik malzemelerden yapılan terlik, ayakkabı, önlük gibi eşyalar kullanır.
7- Plastik, kağıt ve tekstil gibi yalıtkan malzemelerle çalışılan yerlerde elektriklenme nedeniyle üretilen maddeler birbirlerine veya makinelere yapışarak kaliteyi düşürür. Elektriklenme nedeniyle ortamdaki toz ve kir parçacıkları malzemelere yapışabilir. Elektriklenmeyi önlemek için iyonize hava üfleyici denilen araçlar yardımıyla ortam nemlendirilir.
8- Yüklü cisim nötr cisme yaklaştırıldığında etki ile kendine yakın olan kısmını zıt elektrik yüküyle, kendine uzak olan kısmını aynı cins elektrik yüküyle yükler. Yüklü cisim, kendine yakın olan kısımdaki zıt elektrik yüklerine çekme kuvveti, uzak olan kısımdaki aynı elektrik yüklerine itme kuvveti uygular. Fakat kendine yakın olan kızımdaki zıt elektrik yüklerine uyguladığı çekme kuvveti kendine uzak olan kısımdaki aynı cins elektrik yüklerine uyguladığı itme kuvvetinden büyük olduğu için nötr cismi kendine çeker.
1. Etkinlik : Öğrendiklerimi Hatırlıyorum (Çalışma Kitabı – 64)
Amaç : Önceki yıllarda öğrenilen ünite ile ilgili kavramların kullanılarak verilen
resim ve şekiller hakkındaki soruların cevaplanmasının sağlanması.
Yapılacaklar : • Verilen resimler incelenerek sorular cevaplandırılır.
– d–j
– a–b–c–ç–f–g–h–ı
– g → Cetvel plastik yani yalıtkan olduğu için.
ı → Anahtar açık olduğu için.
– f → Devrede iki pil var.
– a ve h
– i dekinin direnci büyüktür. Kalınlık azaldıkça direnç artar.
İletkenin kalınlığına, uzunluğuna ve cinsine.
– Çarpılan kişi çıplak elle tutulmamalıdır. Saç kurutma makinesi ıslak ortamda kullanılmamalıdır. Elektrik prizlerine iletken cisimler sokulmamalıdır.
2. Etkinlik : Nereden, Nereye, Nasıl Geldim? (Çalışma Kitabı – 64–13)
Amaç : Öğrencilerin ünitenin başındaki ve sonundaki durumlarını karşılaştırarak
kendilerini değerlendirmelerini sağlamak. Ayrıca ünite ile ilgili ön bilgilerini hatırlayarak bu ünitede ne öğrenmek istediklerini ve öğrenmek istediklerine nasıl ulaşacaklarını belirlemek.
Yapılacaklar : • Çalışma kitabının 13. sayfasındaki 2. etkinlikteki tablo kullanılır.
• Çizelgenin 1. bölümündeki sorular üniteye başlamadan cevaplandırılır.
• Ünitenin işlenişi sırasında neyi, ne kadar öğrendiklerinin farkına varmaları için 2. bölümdeki sorular cevaplandırılır.
1. Etkinlik : Cisimleri Elektriklendirelim (Ders Kitabı – 103)
Amaç : Cisimlerin elektriklendiğinin ve elektriklenen cisimlerin diğer cisimlerle olan
etkileşimlerinin gösterilmesinin sağlanması.
Yapılacaklar : • Kullanılan malzemelerin ve ellerin temiz kuru olması sağlanır.
• Alüminyum folyodan iki küçük top yapılır ve ince naylon ipliklerle statif çubuğa asılır.
• Ebonit çubuk yün kumaşa, cam çubuk ise ipek kumaşa sürtülerek bu çubuklar asılı olan alüminyum folyolara yaklaştırılır.
• Gözlem sonuçları hazırlanan çizelgeye kaydedilir.
Ebonit çubuğa yaklaşır Ebonit çubuktan uzaklaşır Cam çubuğa yaklaşır Cam çubuktan uzaklaşır
Alüminyum folyodan yapılan topun hareketi
• Bir ebonit çubuk yün kumaşa sürtülerek statif çubuğa yatay olarak asılır.
• Başka bir ebonit çubukta yün kumaşa sürtülerek asılı ebonit çubuğa yaklaştırılır.
• Asılı durumda bulunan ebonit çubuğun hareketi gözlenir.
• Asılı olan ebonit çubuk yün kumaşa, bir cam çubuk ta ipek kumaşa sürtülür.
• Cam çubuk asılı olan ebonit çubuğa yaklaştırılır.
• Asılı durumda bulunan ebonit çubuğun hareketi gözlenir.
• Gözlem sonuçları çizelgeye kaydedilir.
Yaklaştırılan (eldeki) cam çubuğa/çubuktan Yaklaştırılan (eldeki) plastik çubuğa/çubuktan
Yaklaşır Uzaklaşır Yaklaşır Uzaklaşır
Asılı cam çubuğun hareketi
Asılı plastik çubuğun hareketi
• Sonuca Varalım Kısmında;
– Alüminyum folyodan yapılan (nötr haldeki) toplar, çubukların yaklaşması sırasında çubuklar tarafından çekilirler.
– Üzerlerinde farklı cins elektrik yüklerinin birikmesi.
3. Etkinlik : Suyun Dansı (Çalışma Kitabı – 65)
Amaç : Öğrenilenlerin yeni durumlara uygulanmasının sağlanması.
Yapılacaklar : • Musluk açılarak su ince bir şerit halinde akıtılır.
• Plastik tarak (ebonit çubuk), suya yaklaştırılır ve suyun akışında nasıl bir değişiklik meydana geldiği gözlenir.
– Suyun akışında değişiklik olmaz.
• Plastik tarak (ebonit çubuk), saça ya da yünlü kumaşa sürtülür ve akan suya yeniden yaklaştırılır. Suyun akışında nasıl bir değişiklik meydana geldiği gözlenir.
– Plastik tarak suyun akış doğrultusunu değiştirir.
• Gözlemler arasında fark vardır. İlk durumda suyun akışında değişiklik olmazken ikinci durumda suyun akış doğrultusu değişir.
• Suyun akışındaki değişme için elektriklenen cam çubuk kullanılabilir.
• Etkinlik metal kaşık veya madeni para ile yapılırsa bunlar iletken olduğu için elektrik yükleri bu malzemelerin üzerinde birikmeyeceği için elektriklenmez ve bu nedenle de suyun akışı değişmez.
4. Etkinlik : İter mi, Çeker mi? (Çalışma Kitabı – 66)
Amaç : Yük durumları verilen cisimlerde oluşabilecek etkileşimlerin belirtilmesinin
sağlanması.
Yapılacaklar : • Yük durumları belirtilen cisimler birbirlerine yaklaştırıldığında
meydana gelebilecek etkileşimler bırakılan boşluklara yazılır.
5. Etkinlik : Yükler Dengede mi? (Çalışma Kitabı – 66)
Amaç : Resimleri verilen cisimlerin yük durumlarının bulunmasının sağlanması.
Yapılacaklar : • Verilen cisimlerdeki (+) ve (–) yük sayıları sayılarak cisimlerin pozitif
ve negatif yük sayıları bulunur.
SORU : 1- Bu konular niçin öğrenilecek?
2- Ünite giriş sayfasındaki fotoğraf neyi ifade ediyor?
3- İletkenler içerisinde elektrik enerjisi kimler sayesinde taşınır? (Elektrik yükleri, tanecikler tarafından).
4- Şimşek ve yıldırım olaylarının oluşmasını sağlayan nedir? (Elektrik yüklerinin akışı).
5- Nötr cisimler temas sonrasında bu özelliklerini nasıl kaybederler?
6- Cismin elektriklenmesi sırasında neler olur?
7- Elektriklenmiş cisim, nötr bir cisme dokundurulduğunda ne olur?
8- Elektroskop ve Özellikleri :
a) Elektroskop :
Bir cismin elektrik yüklü olup olmadığını, cisim yüklü ise yükünün cinsinin ne olduğunu belirlemek için kullanılan araçlara elektroskop denir.
Elektroskopta metal (iletken) bir topuz, topuza bağlı olan metal (iletken) bir çubuk ve çubuğa da bağlı olan metal (iletken) yapraklar bulunur.
Elektroskopta cisimlerin yükleri, yaprakların durumuna ve hareketine göre belirlenir.
b) Elektroskopun Özellikleri :
1- Elektroskop nötr halde ise yapraklar kapalıdır.
2- Elektroskop (+ veya –) yüklü ise yapraklar aynı cins yükle yüklenir ve birbirini iterek açılır.
3- Yapraklardaki yük miktarı ne kadar fazla ise yapraklardaki açılma miktarı da o kadar fazla olur.
4- Nötr elektroskopa (+) yüklü cisim yaklaştırılırsa;
• Yapraklardaki (–) yükler topuza çekilir.
• Topuzda (–) yük sayısı artacağı için topuz (–) yükle yüklenir.
• Yapraklarda (–) yük sayısı azalacağı için yapraklar (+) yükle yüklenir.
• Yapraklar açılır.
5- Nötr elektroskopa (–) yüklü cisim yaklaştırılırsa;
• Topuzdaki (–) yükler yapraklara itilir.
• Topuzda (–) yük sayısı azalacağı için topuz (+) yükle yüklenir.
• Yapraklarda (–) yük sayısı artacağı için yapraklar (–) yükle yüklenir.
• Yapraklar açılır.
6- Nötr elektroskopa (+) yüklü cisim dokundurulursa;
• (+) yüklü cisim nötr elektroskoptan (topuzdan ve yapraklardan) (–) yük alır (yani – yükler + yüklü cisme geçer).
• Elektroskopta (–) yüklerin sayısı azalacağı için hem topuz hem de yapraklar (+) yükle yüklenir.
• Yapraklar açılır.
7- Nötr elektroskopa (–) yüklü cisim dokundurulursa;
• (–) yüklü cisimden nötr elektroskopa (topuza ve yapraklara) (–) yükler geçer.
• Elektroskopta (–) yüklerin sayısı artacağı için hem topuz hem de yapraklar (–) yükle yüklenir.
• Yapraklar açılır.
8- (+) yüklü elektroskopa (+) yüklü cisim yaklaştırılırsa;
• (+) yüklü cisim yapraklardan (–) yük çeker.
• Yapraklardaki (–) yük sayısı azalacağı için (+) yük sayısı daha da artar.
• Yapraklar daha fazla açılır.
9- (–) yüklü elektroskopa (–) yüklü cisim yaklaştırılırsa;
• (–) yüklü cisim topuzdaki (–) yükleri yapraklara iter.
• Yapraklardaki (–) yük sayısı artar.
• Yapraklar daha fazla açılır.
10- (+) yüklü elektroskopa (–) yüklü cisim yaklaştırılırsa;
• (–) yüklü cisim topuzdaki (–) yükleri yapraklara iter.
• Yapraklardaki (+) yük sayısı azalır.
• Yapraklar biraz kapanır.
11- (–) yüklü elektroskopa (+) yüklü cisim yaklaştırılırsa;
• (+) yüklü cisim yapraklardaki (–) yükleri topuza çeker.
• Yapraklardaki (–) yük sayısı azalır.
• Yapraklar biraz kapanır.
12- Bir cismin yükünün cinsini belirlemek için, yükü bilinen bir elektroskop kullanılır.
• Cisim, (+) yüklü elektroskopun topuzuna yaklaştırıldığında yapraklar daha fazla açılıyorsa yaklaştırılan cisim (+) yüklü, yapraklar biraz kapanıyorsa yaklaştırılan cisim (–) yüklüdür.
• Cisim, (–) yüklü elektroskopun topuzuna yaklaştırıldığında yapraklar daha fazla açılıyorsa yaklaştırılan cisim (–) yüklü, yapraklar biraz kapanıyorsa yaklaştırılan cisim (+) yüklüdür.
13- (+) yüklü elektroskopa (+) yüklü cisim dokundurulursa;
• Dokundurulan cismin yük miktarı elektroskopun yük miktarından fazla ise yapraklar daha fazla açılır.
• Dokundurulan cismin yük miktarı elektroskopun yük miktarından az ise yapraklar biraz kapanır.
14- (–) yüklü elektroskopa (–) yüklü cisim dokundurulursa;
• Dokundurulan cismin yük miktarı elektroskopun yük miktarından fazla ise yapraklar daha fazla açılır.
• Dokundurulan cismin yük miktarı elektroskopun yük miktarından az ise yapraklar biraz kapanır.
15- (+) yüklü elektroskopa eşit ve zıt yüklü cisim dokundurulursa;
• Elektroskop nötrleşir.
• Yapraklar tamamen kapanır.
16- (–) yüklü elektroskopa eşit ve zıt yüklü cisim dokundurulursa;
• Elektroskop nötrleşir.
• Yapraklar tamamen kapanır.
17- (+) yüklü elektroskopa yük miktarı daha az olan (–) yüklü cisim dokundurulursa;
• Yapraklar biraz kapanır.
18- (–) yüklü elektroskopa yük miktarı daha az olan (+) yüklü cisim dokundurulursa;
• Yapraklar biraz kapanır.
19- (+) yüklü elektroskopa yük miktarı daha fazla olan (–) yüklü cisim dokundurulursa;
• Elektroskop önce nötrleşir, sonra (–) yükle yüklenir.
• Yapraklar önce kapanır, sonra açılır.
20- (–) yüklü elektroskopa yük miktarı daha fazla olan (+) yüklü cisim dokundurulursa;
• Elektroskop önce nötrleşir, sonra (+) yükle yüklenir.
• Yapraklar önce kapanır, sonra açılır.
ÖRNEKLER :
1- (+) yüklü A cismi, birbirlerine dokunmakta olan K ve L cisimlerine yaklaştırılıyor. A cismi uzaklaştırılmadan K ve L cisimleri ayrılırsa hangi yükle yüklenirler?
2- (+) yüklü A ve B cisimleri, nötr halde olan ve birbirine dokunan K, L, M kürelerine yaklaştırılıyor. A ve B cisimleri çekilmeden K, L, M küreleri birbirinden ayrılırsa hangi yükle yüklenirler?
3- (+) yülü A cismi ile (–) yüklü B cismi, nötr halde olan ve birbirlerine dokunan K, L, M kürelerine yaklaştırılıyor. A ve B cisimleri çekilmeden K,L,M küreleri birbirinden ayrılırsa hangi yükle yüklenirler?
4- (–) yüklü A cismi, nötr halde olan ve birbirlerine dokunan K ve L kürelerine yaklaştırıldıktan sonra L küresi topraklanıyor. Toprak bağlantısı kesildikten sonra A cismi uzaklaştırılmadan K ve L küreleri birbirinden ayrılırsa hangi yükle yüklenirler?
5- Nötr haldeki içi boş küre veya silindirin içine yüklü cisim dokundurulursa, kürenin veya silindirin iç yüzeyi nötr olur. Yükler, karşılıklı olarak birbirini iterek küre veya silindirin dış yüzeyinde birikirler.
6- Nötr haldeki içi boş küre veya silindirin içine yüklü cisim dokundurulmadan yaklaştırılırsa, kürenin veya silindirin iç yüzeyi yüklü cisimle zıt yükle, dış yüzeyi ise yüklü cisimle aynı yükle yüklenir. (Yükler, kürenin iç ve dış kısmında toplanır).
7- Şekle göre (+) yüklü A cismi, B cismini;
a) İtiyorsa B cismi hangi yükle yüklüdür?
b) Çekiyorsa B cismi hangi yükle yüklüdür?
8- Şekle göre K çubuğu (+) yüklü X cismi ile Y cismini itiyor. L çubuğu da Y cismini ve Z cismini çekiyorsa K, L, Y ve Y cisimleri hangi yükle yüklüdür?
9- Şekildeki (–) yüklü A cismi, birbirlerine dokunmakta olan yarıçapları farklı ve nötr haldeki X, Y, Z kürelerine yaklaştırılıyor. A cismi uzaklaştırılmadan küreler birbirlerinden ayrılırsa yüklerinin işareti ve yük miktarları ne olur?
6. Etkinlik : Çöp Adamın Saçları (Çalışma Kitabı – 66)
Amaç : Elektriklenmenin etkilerinin gözlenmesini sağlamak.
Yapılacaklar : • Oyun hamuru kullanılarak çöp adamın kafası oluşturulur.
• Oluşturulan bu kafa kalemin ucuna geçirilir, kalem bardağa yerleştirilir.
• Alüminyum folyodan uzun kenarı 10 cm, kısa kenarı 5 cm olan bir şerit kesilir ve kesilen şerit, 2 mm’lik aralıklara bölünerek saç teli şekli verilir.
• Oluşturulan saç telleri, alüminyum folyodan yapılan halkaya yapıştırılarak çöp adamın kafasına yerleştirilir.
• Yün kumaşla elektriklenen balon, çöp adamın kafasına yaklaştırılır.
• Sonuca Varalım Kısmında;
– Çöp adamın saçları açılır.
– Çöp adamın kafasındaki saçları temsil eden alüminyum folyo şeritler aynı cins yükle yüklenir ve birbirini iterek açılır.
2. Etkinlik : Yaprakları Hareketlendirelim (Ders Kitabı – 106)
Amaç : Cisimlerin elektriklenip elektriklenmediğini gösterecek bir araç yapılmasını,
yapılan araç ile bir cismin elektrikle yüklü olup olmadığının ve yük miktarının bulunmasını sağlamak.
Yapılacaklar : • Araştırma sorucu sorulur.
– Bir cismin elektrikle yüklü olup olmadığı buluna bilir mi?
• İnce alüminyum folyodan 1 cm eninde ve 13 cm uzunluğunda bir şerit kesilir.
• Metal ataş kanca şekline getirilir ve ortadan ikiye katlanan alüminyum şerit bu kancaya asılır.
• Kavanozun kapağının ortasına ataşın geçeceği bir delik açılır. Açılan bu deliğe ataş yerleştirilir. Ataşın ucu, delikten düşmemesi için sabitlenir. Ataşın, kapağın üzerinde kalan kısmı, alüminyum folyo ile top şeklinde kaplanır.
• Kavanozun kapağı kapatılır.
• Yapılan araç elektroskoptur.
• Araştırma sorusunun cevabının bulunması için çeşitli etkinlikler yapılır.
– Yün kumaşa sürtülen plastik çubuk, elektroskopun üzerindeki topa dokundurulmadan yaklaştırılır. Alüminyum yapraklar gözlenir ve gözlemlerin sebebi açıklanır.
• Alüminyum yapraklar açılır.
– Yün kumaşa sürtülen plastik çubuk, elektroskopun üzerindeki topa dokundurulur. Alüminyum yapraklar gözlenir ve plastik çubuk topuzdan uzaklaştırılır ve hemen ipek kumaşa sürtülen cam çubuk elektroskopun topuzuna dokundurulur. Yapraklar gözlenir ve gözlemlerin sebebi açıklanır.
– Yapılan işlemler, gerçek elektroskop kullanılarak tekrarlanır.
– Yün kumaşa sürtülen plastik çubuk, elektroskopun topuzuna dokundurulmadan yaklaştırılır. Yaprakların hareketi gözlenir. Daha sonra çubuk uzaklaştırılmadan yaprakların bulunduğu metal çubuğun en alt ucuna dokunularak yaprakların hareketi gözlenir. Bunların ardından, önce eller çekilir, bir süre sonra da plastik çubuk uzaklaştırılır. Elektroskopun yapraklarının hareketi tekrar gözlenir. Gözlemlerin sebebi ile ilgili düşünceler ifade edilir. (Bu kısımda eller metal çubuğa dokunduğunda topraklama yapılmıştır).
• Sonuca Varalım Kısmında;
– Elektroskoptaki gözlemler arasında fark yok.
– Plastik kapak kullanılmasının nedeni, yalıtkan olmasıdır. Metal kapata yük akışı olacağı için yükler birikmezdi.
– Topuz, yapraklar iletken maddelerden yapılmış. Yalıtkan ayak üzerine oturtulmuş.
7. Etkinlik : Elektroskop Oyunu (Çalışma Kitabı – 67)
Amaç : Canlandırma yapılarak elektroskopun nasıl çalıştığının anlaşılmasının
sağlanması.
Yapılacaklar : • Pozitif ve negatif yükleri temsil eden kartlardan 16 tane hazırlanır.
• Bir öğrenci elektroskopu temsil etmesi için seçilir. Öğrencinin başı elektroskopun topuzunu, kolları da elektroskopun yapraklarını temsil eder.
• Yüklü cisimleri temsil etmek için iki öğrenci seçilir.
• Oyun sırasındaki gözlemler kaydedilir.
• Yüklü cisimleri canlandıran öğrenciler elektroskopun topuzuna dokununca toplam yük eşit olarak paylaştırılmalıdır. Elektroskopu canlandıran öğrenci, yaprakları temsil eden kollarını uygun şekilde açmalıdır. Aşamalar gerçekleştirilirken elektroskopun yapraklarında açılma ya da kapanma şeklinde oluşabilecek değişiklikler aynı kalacak biçimde bi sonraki aşamaya geçilmelidir.
• 1. Aşama;
– Elektroskopu canlandıran öğrenci, 12 tane pozitif, 12 tane de negatif yük kartını boynuna asar. Bu sayı önemli değildir. Sadece elektroskop nötr olmalıdır. Sınıftaki tüm öğrencilerin göreceği bir yerde durarak etkinlikteki dörtlüğü okur.
Adım elektroskop
Severim elektrik yükünü çok
Yapraklarım hareket etmezse
Bilin ki elektriklenme yok
• 2. Aşama;
– Dört tane pozitif yük fazlalığına neden olacak öğrenci elektroskopun topuzuna dokunur.
• 3. Aşama;
– Dört tane negatif yük fazlalığına neden olacak öğrenci elektroskopun topuzuna dokunur.
Elektroskopa Dokunmadan Önce Elektroskopa Dokunduktan Sonra
Cismin Yük Fazlalığı Cismin Yük Fazlalığı Cismin Yük Fazlalığı Yaprakların Durumu
+4 +2 +2 Açılır
–4 –1 –1 Önce kapanır, sonra biraz açılır.
8. Etkinlik : Bul, Eşleştir, Yorumla (Çalışma Kitabı – 68)
Amaç : Konu ile ilgili kavramlar arasında ilişki kurulmasını ve öğrenmenin anlamlı
ve kalıcı hale gelmesini sağlamak.
Yapılacaklar : • Verilen I. Kutucuktaki kavramlar, II. Kutucukta verilen kavramlardan
uygun olanı ile açıklanabilecek şekilde eşleştirilir.
• Eşleştirilen kavramlar arasında nasıl bir ilgi olduğu noktalı yerlere örnekte olduğu gibi yazılır. (Bir kavram, birden fazla kavramla eşleştirilebilir.
9- İletken ve Yalıtkan Maddeler :
a) Yalıtkan Maddeler :
Elektrik yüklerinin yani elektronların (elektrik enerjisinin) üzerinden serbestçe akamadığı (geçemediği) maddelere yalıtkan maddeler denir.
(Elektrik akımını iletemeyen maddelere yalıtkan maddeler denir).
Plastik, cam, tahta, hava, porselen, kauçuk, silgi, kâğıt, saf su, alkol, şekerli su, ebonit, mika, teflon, bakalit yalıtkan maddelerdir.
Yalıtkan maddeler elektriklenebilir yani üzerinde elektrik yükleri birikir. Yalıtkan maddelerin üzerinde biriken elektrik yükleri yani elektronlar belli bir bölgede kalır (birikir ve akamaz) ve (madde üzerine) dağılmaz. Elektrik yüklerinin dağılmamasının sebebi, yalıtkan maddeyi oluşturan atomların, elektrik yüklerini yani elektronları çok güçlü bir şekilde çekmesidir. (Yalıtkan maddelerin direnci büyük olduğu için elektrik yükleri akamaz).
b) İletken Maddeler :
Elektrik yüklerinin yani elektronların (elektrik enerjisinin) üzerinden serbestçe akabildiği (geçebildiği) maddelere iletken maddeler denir.
(Elektrik akımını iletebilen maddelere iletken maddeler denir).
Metaller (altın, gümüş, bakır, demir, çinko, alüminyum), çivi, alüminyum folyo, tuzlu su, asitli su, sirke (bazlı su, insan vücudu) iletken maddelerdir.
İletken maddeler de yalıtkan maddeler gibi (sürtünme, dokunma ve etki yoluyla) elektriklenebilir yani üzerinde elektrik yükleri birikir. Fakat iletken maddelerin üzerinde biriken elektrik yükleri yani elektronlar belli bir bölgede kalmayıp iletken madde üzerine dağılırlar. Elektrik yüklerinin dağılmasının sebebi, iletken maddeyi oluşturan atomların, elektrik yüklerinin yani elektronların geçişine izin vermesidir yani elektronları güçlü bir şekilde çekememesidir. (İletken maddelerin direnci küçük olduğu için elektrik yükleri akabilir).
c) Yarı İletken Maddeler :
Elektrik yüklerinin yani elektronların (elektrik enerjisinin), yalıtkanlardan daha fazla, iletkenlerden daha az geçebildiği maddelere yarı iletken maddeler denir.
(Elektrik akımını yalıtkanlardan fazla, iletkenlerden daha az iletebilen maddelere yarı iletken maddeler denir).
Silisyum, germanyum, karbon (kömür), bakır oksit yarı iletken maddelerdir.
d) Süper İletken Maddeler :
Elektrik yüklerinin yani elektronların, iletkenlere göre üzerinden daha kolay akabildiği maddelere süper iletken maddeler denir.
(Elektrik akımını, sıcaklık azaldıkça dirençleri küçüldüğü için daha iyi iletebilen maddelere süper iletken maddeler denir).
Altın, gümüş, bakır, platin, düşük sıcaklıkta süper iletken maddelerdir.
NOT : 1- Elektrik tellerinin bakırdan yapılmasının nedeni ucuz ve bol miktarda olmasıdır.
2- Elektrik tellerinin üzerinin yalıtkan maddelerle kaplanmasının nedeni hem ısı kaybını önlemek hem de zararlı etkisini yok etmek içindir.
3- Plastik saplı tornavidanın demir kısmı elektriklenebilir ve elektrik yükleri demir kısımda kalabilir. Bunun nedeni, demir kısımda biriken elektrik yüklerinin yalıtkan olan plastik saptan vücuda geçemeyip, vücuttan da toprağa aktarılamamasıdır.
Çıplak elle tutulan demir çivi elektriklenemez. Bunun nedeni de demir üzerinde biriken elektrik yüklerinin vücuda geçmesi, vücuttan da toprağa akmasıdır.
10- Şimşek ve Yıldırım Olayları :
Nötr haldeki maddeler temas (sürtünme ve dokunma) ya da etki ile elektriklenebilirler. Şimşek ve yıldırım olayları elektriklenme sonucu atmosferde meydana gelen doğa olaylarıdır.
Güneş’in ısı etkisiyle yeryüzündeki deniz, göl, akarsu, baraj veya topraktan buharlaşan su buharı, atmosferin troposfer tabakasında birikerek bulutları oluştururlar. Atmosferdeki bulutlar rüzgarın etkisiyle hareket ederken (bulutlardaki su taneciklerinin hava moleküllerine sürtünmesi sonucu) hava moleküllerine sürtünerek elektriklenirler.
a) Şimşek :
Atmosferde elektriklenen bulutlar hareket ederken nötr haldeki buluta yaklaşınca (veya nötr haldeki buluta çarpınca) nötr haldeki bulutun kendine yakın olan kısmını zıt elektrik yüküyle yükler.
Atmosferde zıt elektrik yüküyle yüklü iki bulut arasında, (–) yüklü buluttan (+) yüklü buluta doğru gerçekleşen (şiddetli) elektron yani elektrik yükü boşalmasına (elektron atlamasına) şimşek denir.
Şimşek oluşurken meydana gelen şiddetli sese gök gürültüsü denir.
Şimşek oluşurken elektron boşalması sırasında hava molekülleri ısınır, kor haline gelir ve ışık şeklinde kıvılcım görülür.
b) Yıldırım :
Atmosferde elektriklenen bulut, yeryüzünün kendine yakın yerlerinden geçerken bu yerleri etki ile elektrikleme sayesinde zıt elektrik yüküyle yükler.
Zıt elektrik yüküyle yüklü bulut il yer arasında gerçekleşen (şiddetli) elektron yani elektrik yükü boşalmasına yıldırım denir. Yıldırım olayında elektrik yükleri yani elektronlar buluttan yere veya yerden buluta doğru akabilirler.
Yıldırımlar daima çevresine göre yüksek olan yerlere düşerler.
c) Yıldırımdan Korunma Yolları :
Açık Alanda Bulunuluyorsa :
1- Ayakta durulmamalı, yere yatılmamalı, eller yere değdirilmemeli ve çömelik halde durulmalıdır.
2- Çevresine göre daha yüksek olan yerlerin (ağaç, minare, elektrik direği, bayrak direği, telefon ve posta direği) yakında durulmamalıdır.
3- Açık alanlarda oynanmamalı, çalışılmamalıdır.
4- Ağır tarım veya yol araçlarında çalışılmamalıdır.
5- Traktörler, kazma–kürek, metal çitler, motosikletler, çim biçme makineleri ve bisiklet gibi elektrik ileten objelerden uzak durulmalıdır. Şemsiye açılmamalı veya olta taşınmamalıdır.
5- Cep telefonuyla konuşulmamalıdır.
6- Elektrikli cihazlar kullanılmamalı ya da tamir edilmemelidir.
7- Araba varsa içine girilmelidir. (Yıldırım esnasında tamamen metal kaplı araba içerisinde güvende olunur. Arabada bulunan akım iletebilecek herhangi bir metale dokunulmamalı. Arabanın camları kapalı olmalı).
8- Ağaç altına sığınılmamalıdır.
9- Gruplar halinde durulmamalıdır.
10- Sudan uzak durulmalıdır. (Bir fırtına anında botla gezilmemeli veya yüzmeye gidilmemeli ve eğer dışarıda su üzerinde yakalanılırsa mümkün olduğu kadar çabuk karaya çıkılmalı).
11- Metal tokalı ayakkabılar ve tüm metal objelerden çıkarılmalıdır.
12- Çamaşır ipi, metal boru, ray ve bunlara benzer uzak mesafelerden yıldırımı taşıyabilecek metal devrelerden uzak durulmalıdır.
13- Yıldırımdan korunaklı bir yer aranmalıdır. (Vadiler ve hendekler gibi alçak alanlarda barınak bulmaya çalışılmalı. Alandaki en yüksek obje olunmamalı).
Kapalı Yerlerde Bulunuluyorsa :
1- Duvarlardan uzak durulmalıdır.
2- Pencere, kapı, lavabo, boru, soba, radyatör ve elektrikli aletlerden uzak durulmalıdır.
3- Acil durumlar dışında telefon kullanılmamalıdır ve elektrikli aletler tutulmamalıdır. (Sadece pille çalışan aletleri kullanılmalıdır).
4- Gerekli olmadıkça dışarı çıkılmamalıdır.
5- Fırtınadan önce, radyo ve televizyon setleri, bilgisayarlar da dahil olmak üzere elektrikli aletlerin bağlantıları kesilmelidir.
6- Banyo veya duş alınmamalıdır.
7- Yüksek yerleri yıldırımdan korumak için paratoner (yıldırımlık = yıldırım savar) kullanılmalıdır.
d) Paratoner :
Yüksek yerleri yıldırımdan korumak için kullanılan düzeneklere paratoner (yıldırımlık = yıldırım savar) denir.
Paratonerlerde, yüksek yerlerin en üst kısmına sivri uçlu metal çubuk konur ve bu çubuk iletken tellerle toprağa gömülü olan metal plakaya bağlanır.
(–) yüklü bulut yaklaşınca paratonerdeki (–) yükler toprağa itilir ve paratonerin buluta yakın olan ucu (+) yükle yüklenir. Bu (+) yükler sivri uçtan buluta püskürtülür ve bulutun, paratonerin üstüne gelen bölgesi nötrleştirilir. Bu sayede buluttan yere yük boşalması engellenir. Buluttan yere yük boşalması olduğunda ise bu yükler sivri uç tarafından alınarak iletken kablolar sayesinde topraktaki metal plakaya iletilir ve metal plaka sayesinde toprağa dağıtılır.
Paratonerler yüksek yerleri yıldırım düştükten sonra değil, yıldırım düşmesini engelleyerek korur.
NOT : 1- Zıt elektrik yüküyle yüklü cisim veya yüklü cisim ile nötr cisim birbirlerine
yaklaştırılırsa cisimler arasında elektron boşalması (atlaması) sonucu kıvılcım oluşur.
2- Şimşek ve yıldırım olaylarında elektron boşalması olduğu için (elektron akışı sırasında hava moleküllerinin ısınması sonucu) kıvılcım oluşur.
3- Şimşek ve yıldırım olaylarında elektron boşalması nedeniyle hava ısınır ve ısınan hava hızla genleşir. Sıkışmış haldeki hava hızla genleşince patlama oluşur ve bu patlamaya da gök gürültüsü denir.
4- Şimşek zıt yüklü iki bulut arasında, yıldırım ise zıt yüklü bulut ve yer arasında gerçekleşir.
5- Şimşek ve yıldırım olaylarında önce kıvılcımın (ışığın) görülüp sonra da gök gürültüsünün duyulmasının nedeni, ışığın hızının sesin hızından fazla olmasıdır. (Işık hızı, ses hızından yaklaşık 1 milyon kat daha fazladır)
(c = 3.108 m/sn , csu = 2,25.108 m/sn , ccam = 2.108 m/sn)
(Vses = 336 m/sn)
6- Paratonerler, binaları direk yıldırım darbelerine karşı korumak için geliştirilmiştir.
3 farklı metotla binalar yıldırma karşı korunabilmektedir.
• Franklin çubuğu
• Faraday Kafesi
• Aktif Paratonerler
7- Cisimlerin üzerinde biriken elektrik yükleri, elektrik yükü boşalmasına ve kıvılcım oluşmasına neden olur. Bu yüzden eter, alkol gibi yanıcı ve düşük sıcaklıklarda buharlaşan sıvıların kullanıldığı yerlerin (ameliyathane, laboratuar gibi) zeminleri iletken maddelerle kaplanarak oluşabilecek elektrik yükü boşalmasında yüklerin toprağa akışı sağlanır.
8- Petrol tankerlerinin arkasında bulunan ve yere değen zincirler, tankerin hareketi sırasında oluşan elektrik yüklerinin toprağa akmasını sağlar.
9- Benzin istasyonlarında hortum ile yakıt aktarılması sırasında elektriklenme sonucu yangın meydana gelmesinin önlenmesi için topraklama yapılır.
10- Maddelerin elektriklenmesinden teknolojik gelişmeye bağlı olarak; otomobil ve beyaz eşyaların boyanmasında, endüstriyel tesislerin ve termik santrallerin bacalarından çıkan zararlı küçük parçacıkların havaya karışmasının önlenmesinde, evlerde kullanılan hava temizleyicilerinin yapılmasında yararlanılır.
11- Şimşeğin veya yıldırımın uzaklığı kabaca ölçülebilir. Bunun için şimşek çakmasıyla gök gürültüsü arasındaki süre ölçülür. Bu, çakmanın görülmesi, gürlemenin duyulması arasındaki zamandır. 25 saniyede yaklaşık 800 m, 20 saniyede yaklaşık 640 m, 15 saniyede yaklaşık 480 m uzaklıktadır.
12- Oraj şimşekli ve yıldırımlı fırtınadır.
13- Fiziksel nedenlerden dolayı, bulutun yüklenmesi sırasında yere yakın olan kısmında % 70 – % 90 ihtimalle negatif elektrik yükleri yer alır. Bazı koşullarda bunun tersi yüklenme de olabilmektedir (% 10 – % 30 olasılıkla).
14- Fırtınanın, hava akımlarının artmasıyla buluttaki negatif yük oranı ve buna bağlı olarak da yerdeki pozitif yük toplanması hızlanarak devam eder. Bulutla yer arasındaki potansiyel farkı arttıkça aradaki havanın da delinmesi kolaylaşır ve belli bir değerden sonra havanın delinmesiyle oluşan iletken kanal boyunca buluttan yere veya yerden buluta elektriksel boşalma başlar. (Artı yükler saniyede 100 000 km yi aşan bir hızla buluta akar).
15- Yıldırımda yere boşalma sürekli olmaz. Kısa veya uzun süreli duraklamalarla kademeli bir şekilde ileri sıçramalar halinde olur. Yıldırım her ileri sıçrayışta 10 – 100 metre kadar yol alır ve ortalama hızı 50.000 km/sn’dir. (Işık hızının %16’sı). Sıçramalar arasındaki duraklama süresi 30 – 90’µsn arasında gözlenmiştir.
16- • Yıldırım aynı yere birden fazla düşebilir.
• Dünyada her yılın her saniyesinde yaklaşık 100 yıldırım çarpması meydana gelmektedir.
• Şimşek sık sık sağanak yağışların dışında da çakabilir ve herhangi bir yağıştan yaklaşık 16 km uzaklıkta meydana gelebilir.
• Kauçuk tabanlı ayakkabı ve lastik tekerlek çemberi yıldırımdan korunmayı sağlamaz.
• Yıldırım çarpmasından ölme riski maruz kalan her insan için 1:28.500'dür. |
