Elektrik akımı nedir?

Elektrik akımı nedir?

Elektrik akımı, elektron yada iyon gibi yüklü parçacıkların elektriği iletebilecek bir ortamda hareket etmeleriyle oluşur. Yani başka bir deyişle elektrik yükünün akmasıdır. Bu ortam aklımıza ilk gelen metal iletkenler olabileceği gibi, sıvı ve hatta gazlar yada vakum bile olabilir. 

Akımın ölçüsü olarak da, ne kadar zamanda ne kadar elektrik yükünün aktığına bakarız. Yani, 

Q: Toplam yük 

I: Elektrik akımı 

t: Geçen sure

olarak, birim zamanda akan yük miktarını,

I= Q / t 

şeklinde yazabiliriz. Yani elektrik akımı elektrik yükünün birim zamandaki akış miktarı, yani akış hızıdır. 

Elektrik akımının birimi amper (A), elektrik yükünün birimi ise Coulomb dur (C). 1 amper, 1 saniyede 1 Coulomb elektrik akımına eşittir. 

Ohm kanunu ile de, elektrik akımını, elektriğin aktığı ortamın direncini ve bu akışı saglayan voltajı ilişkilendirebiliriz. 

V: Voltaj (potansiyel farklı da denir)

I: Elektrik akımı 

R: direnç ( ingilizce “Resistance” dan gelir)

olarak, 

I= V/R 

şeklinde yazabiliriz. Burada görüleceği gibi, akım voltaj arttıkça artar, direnç arttıkça düşer (bu ilişkiyi bilmeden bunu ilk olarak keşfetmek ise kolay olmamış). 

Voltaj birimi Volt, direnç birimi ise Ohm’dur. 1 amper, 1 Voltluk potansiyel farkının 1 Ohm büyüklüğündeki dirençten geçirebileceği akımdır. 

Yukarıda bahsettiğimiz formüller aslında en basit haliyle bu şekildedir. İdeal olmayan durumlarda bu basit doğru orantılar işlemez.

Metal bir iletkende elektrik akımı elektronların, başka bir deyişle negatif yükün hareketi ile gerçekleşir. Metal dışındaki bir ortamda olan elektrik akımı ise duruma göre pozitif parçacıkların hareketi ile de olabilir. Ortam ne olursa olsun, geleneksel olarak elektrik akımının yönü pozitif uçtan negatif uca doğru gösterilir. Bu bizim akım denince ilk aklımıza gelen metallerdeki akımın tersi yönde olsada, bundan birkaç asır önce en başta bir yön seçilirken böyle seçilmiş, hepsi bu. Ancak aslında bir devrenin neresinde akımın gerçekte hangi yönde aktığını ancak o devreyi analiz ettikten sonra bulabiliriz. Bu bulunan değer eger pozitif çıkarsa, varsaydığımız pozitif yön hangisi idiyse, akım onunla aynı yönde demektir. 

Metaller elektrik akımını iyi iletirler çünkü atomlarında en dış katmanda bulunan elektronları, metal olmayan malzemelere göre çok daha serbest ve hareketidir. Normalde bir metale voltaj uygulanmasada aslında metal bir iletkenin atomlarında bulunan elektronlar hareketidir fakat bu her atom için rastgele bir yönde olduğundan birbirini götürür ve elektrik akımı olmaz. Ne zaman ki metal iletkene bir elektrik hareket gücü (“EMF” ile gösterilir, ingilizce ” Electromotive force ” dan gelir) uygulanır, işte o zaman metal atomlarının elektronlarının hareketi (rastgele hareketler yinede devam etsede genel olarak) düzene girer ve akım gerçekleşir. Devrede elektronlar hareket ederken çıkan elektron miktarı ile devreye giren elektron miktarı aynıdır. Yani bir elektron artışı, azalışı yada bir yerde birikmesi olmaz. 

Elektronların iletken içindeki hızları aslında bir hayli yavaştır, fakat elektron sayısının fazlalığı sayesinde belirli bir noktadan kısa bir zamanda yine de büyük bir elektrik yükü geçişi olabilir. Elektronların bu yavaşlığı, mesela elektrik düğmesine bastığımız zaman devrenin neredeyse aynı anda çalışmaya başlamasına da engel olmaz çünkü elektronları hareket ettiren elektrik alan kuvveti neredeyse ışık hızında hareket eder, yani başka bir deyişle elektronlara hareket etmelerini “söyleyen” elektrik alanı çok hızlı olduğundan, devrenin her yerindeki pratikte bütün elektronlar, devrenin neresinde olurlarsa olsunlar, oldukları yerden neredeyse ayni anda harekete baslarlar. Yani mesela uzaktaki bir motoru çalıştırmak için elektrik şalter düğmesine bastığımız anda, bir elektron hemen düğmenin yada trafo merkezinin oradan motora gitmez. Sadece düğme sayesinde devre kapandigindan akım o anda oluşabilmeye ve elektronlar zaten nerede idiyseler bulunduklari yerden “yürümeye” başlarlar. Yani düğmeye bastığınızda uzaktaki motoru ilk çalıştıran zaten motorun orada bulunan elektronlardır. 

Elektrik akımını doğru akım ve alternatif akım olarak ikiye ayırabiliriz. Doğru akım tek bir yönde,  alternatif akım ise düzenli bir periyotta sürekli değişen yöndedir. Günlük hayatımızda evlerimize, iş yerlerimize sağlanan akım alternatif akımdır. Doğru akım ise pil gibi kaynaklardan elde edilir. 

Günümüzde kullandığımız tüm elektronik aletler, elektrik akımını istediğimiz şekillerde yönetebilmemiz sayesinde mümkün olur. Bunu başarmada yarı iletkenler temel bir rol oynar. Yani mesela içinde suyun oradan oraya akmasıyla çalışan bir aletimiz olsaydı da suyun nerede hangi yönde hangi şiddette ve ne zaman akacağını yöneterek onu çalıştırırdık, ve akımı bu şekilde yönetmemizi sağlayan parçalar en kritik parçalar olurdu, aynı mantik. 

Elektrik akımı geçtiği yerde dirençten dolayı ısı enerjisi üretir. Bu mesela ısınma ve aydınlanmamızda kullanılır. Elektrik alanı manyetik alan da yaratır ve bu elektrik motorlar, jeneratörler trafolar vs gibi araçların çalışmasını sağlar. Elektrik akımı elektromanyetik dalgalar da oluşturur ve bu sayede bilgi iletip haberleşmemiz mümkün olur.

*************

Genel Notlar:

Yukarıdaki yazı da dahil, sitemizdeki paylaşımları yayınlandığımız gün, yayın tarihli olarak kayıt altına almaktayız. Sitemizdeki içeriklerin her hakkı saklıdır ve bunların bizden izinsiz olarak kopyalanması ve / veya başka bir ortamda yayınlanması, ve kişisel bilgilenme amacı dışında kullanılması yasaktır.

Bu sitedeki içeriklerin tümü genel bilgi amaçlıdır ancak yanlışlık yada eksiklikler içerebilirler. Sitemizdeki bilgilerin herhangi bir şekilde kullanımından doğacak her türlü sonucun sorumluluğu yanlızca kullanıcıya aittir. Kullanıcı bu sitedeki bilgileri kullanmadan doğruluğunu teyit etmeli ve konusunda uzman bir kişiye danışmalı ve genel kabul gören kaynaklara başvurmalıdır.

Yorum yapabilmek için kayıtlı kullanıcı olmanız gerekmektedir. Giriş