Elektrik gerilimi elde etmenin iki yöntemi vardır.Birincisinde,elektrostatik yüklerden ve kuvvetlerden yararlanılır.Bunun için örneğib,değişik uygun malzemelrden yapılmış iki rulman arasında dönen yalıtkan bir kayışın uyguladığı sürtünme kuvvetinden yararlanılır.Bu kuvvet aracılığıyla,rulmanların birbirinden koparılan elektrik yükleri ötekine taşınıp,sivri uçlu bir metal elektron üzerinden,ikinci rulmanın dışındaki içi boş bir metal kürenin iç yüzeyine aktarılır.Dış yüzeyindeki elektrik yükü birikmesi sağlanır be kürenin 'yere göre gerilimi' yükseltilir(Van de Graaf jeneratörü). 'Yere göre gerilim'den söz edilmesinin nedeni yer kürenin yüzeyindeki gerilimin,hemen her zaman sıfır olmasıdır.Çünkü yarıçapı çok büyük olduğundan,aldığı birim yük başına yüzeyinde oluşan gerilim değişimi sıfıra yakındır.Dolayısıyla,üzerine ne kadar yük akıtılırsa akıtılsın ,yüzeyinde kayda değer bir gerilim oluşmaz.Bir bakıma 'dipsiz bir yük çukuru' gibidir.Topraklama da bu nedenle yapılır.
Kürenin gerilimi,üzerindeki yüklerin,dışarıda yol açtığı elektrik alanından kaynaklanır ve bu elektrik alanına eşlik eden skaler bir 'potansiyel fonksiyonu' vardır.Kürenin yere göre gerilimi,bu fonksiyonun küre yüzeyindeki ve yeryüzündeki değerleri arasındaki fark kadardır.Karmaşık görünen bu anlatım,gerçekte tanışık olduğumuz kavramlardan oluşur.Kürenin yüzeyine bir miktar yük koymak-ki bunlar yerden de alınmış olabilir-tıpkı yerden bir avuç taş alıp,belli bir yüksekliğe kaldırmak gibidir.Nasıl ki kaldırılan taşların yere göre 'kütleçekimsel potansiyel' enerjisi artmışsa,kürenin de yere göre 'elektrostatik potansiyel enerji'si artmış olur.Taşlar,bıraktığımızda kütleçekimi kuvvetinin etkisiyle yere düşerken hızlanıp kinetik enerji kazanacaklarsa,küreden yere bir iletkenle bağlantı kurulduğunda,yükler de elektrik alanının etkisiyle yere doğru hızlanıp kinetik enerji kazanır.Hız kazanmış taşlarla iş yapılabilir,hız kazanmış yüklerle de öyle...
İki nokta arasındaki gerilim farkı,birim büyüklükteki bir yükü birinci noktadan ötekine taşımak için yapılması gerekn iş kadardır.Dolayısıyla gerilimin birimi,yük başına enerjidir(Joule/Coulomb) ve buna volt denir.
Elektrik gerilimi elde etmenin ikinci yöntemi,elektrostatik kuvvetlerin yerine elektromanyetik kuvvetlerden yararlanmaktır.Bu yöntem Faraday'ın 'endüksiyon yasası'na dayanır.Yasa şöyledir : Sabit bir manyetik alan bileşenine dik yönde hareket ettirilen iletken bir telin ya da içinden geçen manyetik 'alan miktarı' (akı) zamanla değişen iletken bir halkanın uçları arasında 'elektromotor kuvveti' (emk) oluşur.Bunlardan birincisine,iletkenin hareketli olması nedeniyle ,'hareketli emk' , ikincisine de manyetik akı zamanla değiştiğinden dolayı,'dinamik emk' denir.EMK bir kuvvet değil,bir tür gerilimdir ama 'potansiyel farkı' da değildir.Birimi volt,adındaki 'kuvvet' terimi yanıltıcı bir tarihsel kalıntıdır.Hala kullanılmasının nedeni,olguyu örneğin,üzerinden akım geçen bir direncin uçları arasında oluşan potansiyel farkından ayırt etmek içindir.Gerçi oluştuğu her bağlantıda,kendisine zıt yönde eşlik eden bir potansiyel farkı da oluşur.Ancak bu potansiyel farkı tarafında kamufle edildiğinden,doğru ölçülmesi olanaksızdır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder
Eleştirilerinizi bu alanda yayınlayabilirsiniz.