İçeriğe atla

Elektrik kıvılcımı

Buji elektrik deşarjı

Elektrik kıvılcımı, yeterli büyüklükteki elektriksel alanların; hava, gaz ya da gaz karışımları gibi normal yalıtkan vasıtalar aracılığıyla iyonik ve iletken kanallar yaratmasıyla oluşan, ani elektriksel boşalmadır.

İletkenden yalıtkana hızlı geçiş durumu, ışık yayımı ve keskin çatlaklar ya da çıtırdama sesleri üretir. Kıvılcım, uygulanan elektriksel alanın aradaki maddenin yalıtkan kırılma dayanımını aştığı durumlarda ortaya çıkar. Hava için bu dayanım deniz seviyesinde 30 kV/cm'dir. İlk aşamalarda, boşluktaki serbest elektronlar (kozmik ışınlar ya da geri plandaki radyasyondan dolayı) elektriksel alan tarafından hızlandırılır. Bu elektronlar hava molekülleriyle çarpışarak hız kazanmış yeni iyonlar ve serbest elektronlar oluştururlar. Üssel şekilde artan iyonların ve elektronların, boşlukta elektriği ileten hava kümeleri oluşturmasına yalıtkan kırılımı adı verilir. Boşluk kırıldığında o anki akım, mevcut yük (elektrostatik boşaltım) ya da dış güç kaynağının direnci tarafından sınırlandırılır. Eğer güç kaynağı akım üretmeye devam ederse, kıvılcım “elektrik arkı” denilen sürekli güç kaynağına dönüşecektir. Elektrik kıvılcımı ayrıca yalıtkan sıvılarda ya da gazlarda da oluşur ancak kırılma işleyişi gazlara göre farklılık gösterir.

Yıldırım, doğada elektriksel kıvılcımın bir örneğidir. Elektriksel kıvılcımlar; küçük ya da büyük, tasarlanarak ya da kazayla birçok insan yapımı nesnede oluşur.

Tarih

Uçurtma ipinden ayrılan anahtardan kendi parmağına kıvılcım çizen Benjamin Franklin.

Milattan önce 600'lü yıllarda, Yunan filozof Thales fosilleşmiş bir reçinenin kumaşla ovalandığı takdirde elektriklenerek başka cisimleri çektiğini ve elektriksel kıvılcım oluşturduğunu gözlemlemiştir. 1671 yılında, Leibniz kıvılcımın, elektrikle alakalı bir olay olduğunu keşfetmiştir. 1708 yılında, Samuel Wall elektriksel kıvılcım üretmek için ağaç reçineleriyle deneyler yapmıştır. 1752 yılında, Thomas-François Dalibardand Benjamin Franklin yıldırım ve elektriğin eşdeğer olduğunu göstermiştir. Franklin'in ünlü uçurtma deneyinde Franklin, fırtınalı bir havada buluttan başarılı bir şekilde elektriksel kıvılcım çıkarmıştır.

Kullanım Yerleri

Ateşleme Kaynakları

Gaz ocakları brülör - elektriksel kıvılcım, alev ateşleyici solda gösterilir.

Elektriksel kıvılcımlar içten yanmalı benzinli motorların bujilerinde yakıtı ve hava karışımını ateşlemek için kullanılır. Bujide elektriksel boşalım, ortada bulunan yalıtkan elektrotla, buji tabanının üstünde çakılı olan bağlantı arasında gerçekleşir. Bujideki gerilim, ateşleme bobiniyle ya da bujiye yalıtkan bir telle bağlanmış mıknatısla sağlanır.

Ateşleyiciler, fırınlarda ya da gaz ocaklarında yanma başlatabilmek için öncü alev olarak buji kullanır. Otomatik ateşleme, güvenlik özelliği olup alevin elektrik iletkenliğinin önemli olduğu bazı ateşleyicilerde kullanılır ve bu bilgi kullanılarak yakıcı bir alevin oluşup oluşmayacağı belirlenir. Bu bilgi ayrıca, ateşleme cihazlarında alev oluştuktan sonra kıvılcım saçılımını durdurmak ya da sönmüş alevi yeniden oluşturmak için kullanılır.

Telsiz İletişimi

Geminin 10 km'ye kadar olan uzaklıktaki kıyıyla iletişimi için Spark verici kullanılırdı(c. 1900).

Boşluk – kıvılcım ileticisi, kablosuz iletişimde iletici olarak kullanılabilen elektromanyetik radyo yayınımı üretebilmek için elektrik kıvılcımlarını kullanır. Boşluk – kıvılcım ileticileri radyonun ilk 30 yılında (1887 – 1916) yaygın olarak kullanılmıştır. Sonradan bunların yerini radyo lambası (ya da vakum tüpü) sistemleri almıştır ve 1940'tan itibaren iletişim amaçlı kullanılmamıştır. Boşluk – kıvılcım ileticilerinin yaygın kullanımı, gemilerdeki radyo memurlarına “kıvılcım” olarak seslenilmesine sebep olmuştur.

Metal İşleme

Elektriksel kıvılcımlar metal işlemenin birçok çeşidinde kullanılmaktadır. Elektriksel boşalımla malzeme işleme ya da diğer adıyla kıvılcımla malzeme işleme yönteminde ham maddeleri işlenmiş maddeye dönüştürmek için kıvılcımlardan faydalanılır. Bu yöntemle geleneksel yöntemler kullanılarak işlenmesi zor olan sert metaller işlenebilmektedir.

Spark plazma sinterleme, doğrudan sinyal akımlarının presdöküm kalıbıbını iletken tozlar vasıtasıyla geçtiği, bir sinterleme çeşididir. SPS, dışsal ısıtıcı elemanlarının kullanıldığı geleneksel sıcak izostatik preslemeden daha hızlıdır.

Kaynaklamada, metalleri eritmek ve iki parçayı birleştirmek için kesintisiz elektriksel kıvılcımlar üretilir.

Ark kaynağı

Kimyasal Analiz

Elektriksel kıvılcımlar tarafından üretilen ışık toplanabilir ve kıvılcım salım spektroskopisi denilen spektroskopi çeşitlerinde kullanılabilir.

Elektriksel kıvılcım üretmek için yüksek enerjili sinyal lazeri kullanılabilir. LIBS lazerin yüksek sinyal enerjisini örnekteki atomları hareketi geçirmek için kullanan bir çeşit atom salım spektroskopisidir. LIBS aynı zamanda lazer kıvılcım spektroskopisi (LSS) olarak da bilinir.

Elektriksel kıvılcımlar kütle spektrometrisine iyon oluşturmak için de kullanılır.

Ayrıca bakınız

  • Corona discharge
  • Electrical breakdown
  • Paschen's law
  • Static electricity

İlgili Araştırma Makaleleri

Fotoelektrik etki ya da fotoemisyon, ışık bir maddeyi aydınlattığında elektronların ya da diğer serbest taşıyıcıların ortaya çıkmasıdır. Bu bağlamda ortaya çıkan elektronlar, fotoelektronlar olarak adlandırılır. Bu olay genellikle elektronik fiziğinde hatta kuantum kimyası ya da elektrokimya gibi alanlarda çalışılır.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik yükü</span> bir nesnenin elektriksel alan ile etkileşimi neticesinde ölçülebilen fiziksel özelliği

Elektrik yükü veya elektriksel yük, bir maddenin elektrik yüklü diğer bir maddeyle yakınlaştığı zaman meydana gelen kuvvetten etkilenmesine sebep olan fiziksel özelliktir. Pozitif ve Negatif olmak üzere iki tür elektriksel yük vardır. Pozitif yüklü maddeler, diğer pozitif yüklü maddeler tarafından itilirken, negatif yüklü olanlar tarafından çekilir; negatif yüklü maddeler de negatif yüklüler tarafından itilir ve pozitif olanlar tarafından çekilir. Bir cisimde negatif yükler pozitif yüklere dominantsa, negatif yüklüdür; tersi durumdaysa pozitif yüklüdür; dominantlık söz konusu değilse yüksüzdür. Uluslararası Birim Sistemi (SI) elektrik yükünü coulomb (C) olarak adlandırırken, elektrik mühendisliğinde amper-saat (Ah) olarak ve kimyada da elemanter yük (e) olarak adlandırmak mümkündür. Q sembolü genellikle yükü ifade etmek için kullanılır. Yüklü cisimlerin birbirleriyle nasıl iletişimde olduklarını anlatan çalışma klasik elektromanyetizmadır ve kuantum mekaniğinin göz ardı edilebildiği ölçüde doğrudur.

<span class="mw-page-title-main">Yarı iletken</span> Normal şartlar altında yalıtkan iken belirli fiziksel etkilerde iletken duruma geçen madde

Yarı iletken üzerine yapılan mekanik işin etkisiyle iletken özelliği kazanabilen, normal şartlar altında yalıtkan olan maddelerdir.

<span class="mw-page-title-main">Dizel motor</span> motor çeşiti

Dizel motor, içten yanmalı bir motor tipidir. Daha özel bir tanımla, dizel motor oksijen içeren bir gazın sıkıştırılarak yüksek basınç ve sıcaklığa ulaşması ve silindir içine püskürtülen yakıtın bu sayede alev alması ve patlaması prensibi ile çalışan bir motordur. Bu yüzden benzinli motorlardan farklı olarak ateşleme için bujiye ve yakıt oksijen karışımını oluşturmak için karbüratöre ihtiyaç yoktur.

<span class="mw-page-title-main">İçten yanmalı motor</span> yakıtın yanma odasında oksitleyici ile yandığı motor

İçten yanmalı motorlar, yakıt'ın motor içinde yanma odası adı verilen sınırlı bir alan içinde yakılması ile oluşan basıncın, piston denen parçayı hareket ettirmesi ile oluşan makinelerdir.

<span class="mw-page-title-main">Kablo</span>

Kablo, elektrik akımı iletiminde kullanılan üzeri yalıtkan bir madde ile kaplı metalik bir iletken tel. Bir veya daha fazla tel, yalıtıcı bir maddeyle kaplanmıştır. İletkenler bakır veya alüminyumdan bir tek tel veya daha ince tellerden örülmüş, örgü tel olabilir. Aynı miktarda akımı taşıyabilmesi için alüminyum kabloların bakıra nispeten 1/2 çap daha büyük olmasını gerektirir. Dolayısıyla yer problemi olan yerlerde bakır kablo kullanılır. Alüminyum esasen fazla ağır olmayan havadaki hatlarda tercih edilir. Kabloların daha güçlü olması isteniyorsa, çelik örgülerle kuvvetlendirilir. Bunlar esas itibarıyla, ülke çapındaki yüksek gerilim hatları gibi havada yüksek geçen uzun hatlarda kullanılır. Kablodan istenilen güç, hem kendi ağırlığını hem de ek olarak, üzerinde donacak buzun veya yağacak karın ağırlığını taşımasıyla ilgilidir. Ayrıca rüzgarın sebep olacağı gerilim bu kuvvetin belirlenmesinde muhakkak hesaba katılmalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik akımı</span> elektrik yükü akışı

Elektrik akımı, elektriksel akım veya cereyan, en kısa tanımıyla elektriksel yük taşıyan parçacıkların hareketidir. Bu yük genellikle elektrik devrelerindeki kabloların içerisinde hareket eden elektronlar tarafından taşınmaktadır. Ayrıca, elektrolit içerisindeki iyonlar tarafından ya da plazma içindeki hem iyonlar hem de elektronlar tarafından taşınabilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Koaksiyel kablo</span> televizyon ve uydu iletişim sistemlerinde kullanılan kablo türü

Koaksiyel kablo radyo frekansta kullanılan bir kablo türüdür. Bu kablonun kesit alanı iç içe dört maddeden meydana gelir. En içte canlı hat, yani sinyali taşıyan hat vardır. Bu uç dielektrik sabiti yüksek bir yalıtkan ile çevrelenmiştir. Yalıtkanın çevresinde iletkenlerden oluşan bir örgü vardır. Bu örgü topraklanmıştır. En dışta ise koruyucu kılıf yer alır. Bu yapı koaksiyel kabloların kendi kalınlığındaki diğer kablolara göre daha elastiki olmalarını sağlar.

<span class="mw-page-title-main">Van de Graaff jeneratörü</span> yüksek gerilim biriktirmeye yarayan bir elektrostatik jeneratör

Van de Graaff jeneratörü hareket eden bir kayış yardımıyla içi boş bir kürede yüksek gerilim biriktirmeye yarayan bir elektrostatik jeneratördür. 1929 yılında Amerikalı fizikçi Robert Jemison Van de Graaff tarafından icat edilen bu jeneratörde potansiyel farkı 5 megavolta kadar çıkabilir. Bu araç bir üreteç ve ona paralel bağlı bir kondansatör ile çok büyük bir elektriksel direnç olarak da düşünülebilir.

<span class="mw-page-title-main">Statik elektrik</span>

Statik elektrik, bir maddenin içerisindeki ya da yüzeyindeki elektrik yüklerinin oransızlığı olarak tanımlanmaktadır. Yük, elektrik akımı ya da elektriksel deşarj tarafından uzağa hareket etmeye başlayacağı zamana kadar aynen kalır. Statik elektrik, elektrik telleri ya da diğer iletkenler boyunca akan ve enerji aktaran elektrik akımının tam aksi olarak adlandırılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Yalıtkan (elektrik)</span>

Elektriksel yalıtkan, elektrik yükünün serbestçe akamadığı maddelerdir. Bu yüzden elektrik alanının etkisi altında kaldıklarında, elektrik akımını iletmeleri zordur. Mükemmel yalıtkanlar bulunmamaktadır. Ancak, cam kâğıt ve polietilen tabanlı vesaire gibi yüksek özdirence sahip bazı maddeler çok iyi elektrik yalıtkanlarıdır. Daha düşük özdirençleri olan maddeler hala elektrik kablolarında kullanılmak için yeterlidir. Kauçuk benzeri polimerler ve birçok plastik bu gruba dâhildir. Bu tür malzemeler düşükten orta dereceli gerilimleri güvenli bir şekilde yalıtılmasına hizmet eder.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik arkı</span>

Elektrik arkı, gazların kıvılcım anında ortaya çıkması ile oluşan elektrik olayı. Akım iletken olmayan hava tarafından iletildiği anda elektriksel ark oluşur. Ark boşalması voltajı az olan taraftan gözlenebilir. Elektriksel ark kavramının gözlenebilmesi için elektrotlar tarafından desteklenmelidir. Ayrıca, elektriksel ark kavramı elektrotlardaki elektronların termiyonik emisyonlarına bağlıdır. Voltaik ark terimi ise voltaik ark lambalarında kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Elektriksel kırılım</span>

Elektriksel kırılım ya da dielektrik çökümü uygulanan voltaj çöküm gerilimini geçtiğinde yalıtkan maddenin direncindeki ani azalmadır. Bu durum yalıtkan maddenin bir kısmının iletken olmasıyla sonuçlanır. Elektriksel kırılım geçici(elektrostatik boşalmadaki gibi) olabildiği gibi, eğer koruyucu cihazlar yüksek güç devresindeki akımı kesmede başarısız olursa devamlı ark boşalmasına da yol açabilir.

<span class="mw-page-title-main">Yüksek gerilim</span> Elektriğin yüksek birimlerde olma hali

Yüksek gerilim, genel olarak yaşayan canlılara zarar verecek yükseklikte gerilimdeki elektrik enerjisi anlamına gelir. Yüksek gerilim taşıyan gereçler ve iletkenler belirli güvenlik gereklilikleri ve prosedürlerini temin etmelidir. Bazı endüstrilerde yüksek gerilim belli bir eşiğin üstündeki gerilim anlamına gelir. Yüksek gerilim, elektrik güç dağıtımı, katot ışın tüpleri oluşturmak, X-ışınları ve parçacık demeti üretmek, arklanma kurmak, kıvılcımlanma için, fotoçoğaltıcı tüplerde ve yüksek güçlü yükseltici vakum tüplerde ve diğer endüstriyel ve bilimsel uygulamalarda kullanılır.

Elektrostatik boşalma, elektriksel yüklü iki nesnenin temasıyla gerçekleşen ani bir elektrik akımı, kısa devre veya dielektrik bozulması dır. Statik elektriğin artışı sürtünme ile yüklenmeden veya elektrostatik indüksiyondan kaynaklanabilir. ESD, farklı yüklü iki nesne bir araya getirildiğinde veya aralarındaki dielektrik bozulduğunda genellikle görülebilir bir kıvılcım yaratarak meydana gelir.

<span class="mw-page-title-main">Korona deşarjı</span>

Korona deşarjı; yüksek gerilimli bir iletkenin, etrafını saran hava gibi akışkanların iyonlaşmasıyla oluşan elektriksel bir deşarjdır. Havanın elektriksel bir kırılım geçirip iletkenleşmesi ve yükün iletkenden akışkana sızmasını sağlar. Korona deşarjı, iletkenin etrafındaki elektrik alanın, havanın dielektrik dayanımını aştığı yerlerde oluşur. Genellikle nemli ve sisli havalarda görülen bu deşarj işlemi radyal olarak dışarıya mor renkli ışık halkaları emite eder. Kendiliğinden meydana gelen korona deşarjı doğal olarak eğer elektrik alanı şiddetinin limiti sonsuza gitmiyorsa yüksek voltajlı sistemlerde açığa çıkar. Genellikle yüksek voltaj taşıyan iletkenlerin havaya bitişik sivri noktalarında, mavimsi bir parıltı olarak görülür ve bir gaz deşarj lambasıyla aynı özellikte ışık yayar.

<span class="mw-page-title-main">Elektriksel özdirenç ve iletkenlik</span> Wikimedia anlam ayrımı sayfası

Elektriksel öz direnç, belirli bir malzemenin elektrik akımının akışına karşı nicelleştiren bir özelliktir. Düşük bir direnç kolaylıkla elektrik akımının akışını sağlayan bir malzeme anlamına gelir. Karşıt değeri, elektrik akımının geçiş kolaylığını ölçen elektriksel iletkenliktir. Elektriksel direnç, mekanik sürtünme ile kavramsal paralelliklere sahiptir. Elektriksel direncin SI birimi ohm, elektriksel iletkenliğin birimi ise siemens (birim) (S)'dir.

<span class="mw-page-title-main">Sürtünme ile elektriklenme</span> Temas ile elektriklenme türü

Sürtünme ile elektriklenme belli maddelerin başka maddeler ile sürtünme teması sonrası elektriksel olarak yüklü hale geldiği dokunma ile elektriklenmenin bir türüdür. Camın kürkle sürtünmesi ya da saçın taranması sürtünme ile elektriklenmeyi sağlar. Günlük hayattaki çoğu statik elektrik durumu sürtünme ile elektriklenme çeşididir. Oluşturulmuş kutupluluk ve yüklerin kuvvetliliği yüzey pürüzlüğü, sıcaklık, gerilme ve diğer özelliklere bağlı olarak maddeden maddeye değişmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Kıvılcım aralığı</span>

Kıvılcım aralığı iki elektriksel iletken elektrotlarını içerir ve boşluklar ile ayrılır ve genelde gaz mesela hava ile doldurulur, düzenlenen elektrik kıvılcımları iletkenlerin arasından geçer. İletkenler arasındaki potansiyel farkı dayanma gerilimini aştığında, elektrik kıvılcımı oluşur, gaz iyonlaşır ve şiddetle elektriksel özdirenç ve iletkenlik azalır. Daha sonra elektrik akımı olur ve iyonlaşan gazın yolu kırılır veya akım minimum değerin altında azalır buna " tutulan akım ". Bu genelde potansiyel durduğunda olur, fakat bazı durumlarda, ısıtıldığında gaz artar, gerilim ve sonra iyonlaşmış gazın lifi kırılır. Genellikle, iyonlaşmış gazın etkisi şiddetli ve yıkıcıdır, sıklıkla ses oluşumuna yol açar, parlak ve sıcaktır.

<span class="mw-page-title-main">Atomik emisyon spektroskopisi</span>

Atomik emisyon spektroskopisi, bir numunedeki bir elementin miktarını belirlemek için belirli bir dalga boyunda bir alev, plazma, ark veya kıvılcımdan yayılan ışığın yoğunluğunu kullanan bir kimyasal analiz yöntemidir. Emisyon spektrumundaki atomik spektrum dalga boyu, elementin kimliğini verirken, yayılan ışığın yoğunluğu elementin atom sayısı ile orantılıdır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.