İçeriğe atla

Elektrofor

1800'lerdeki elektrofor.

Elektrofor, elektrostatik indüksiyon süreci ile elektrostatik yük üretmek için kullanılan basit bir jeneratördür. İlk sürümü 1762 de İsveçli bilim insanı, Johan Carl Wilcke tarafından keşfedildi. Fakat bunu geliştiren ve yaygınlaştıran, 1775 yılında İtalyan bilim insanı Alessandro Volta oldu. Elektrofor kelimesi de onun tarafından kullanıldı.

Açıklama ve işletme

Elektrofor yalıtıcı kolu ile bir yalıtkan plakası ve bir metal plakadan oluşur. Yalıtkan levha önce kürk veya bezle ovularak sürtünmeyle elektriklenme etkisi ile tahsil edilir. Bu tartışma için, sürtünme tarafından yalıtkan kazançları negatif yük olarak düşünün. Metal levha daha sonra yalıtkan plakası üzerine yerleştirilir. Mikroskobik teması kötü olduğu için, yalıtkan, şarjın önemli bir kısmını aktaramaz. Bunun yerine yüklü yalıtkanın, metal kısmını ayırmasına sebep olur. Bu yük, iki bölgeyi geliştirir. Pozitif yükler, yalıtkanın aşağı doğru bakacağı tarafına çekiliyor. Onu pozitif yüklüyor, negatif yükler yukarı doğru bakacağı tarafına püskürtüldüğü zaman, yalıtkanın negatif yükleniyor. Böylece elektrofor bir elektriksel bütünlük olarak tarafsız kalmış oluyor. Ardından, yukarı bakacağı şekilde negatif yük boşaltılmadan topraklanır. Sonunda metal plaka sadece pozitif yükü taşıyacaktır.

topraklanmadan önceki yük durumu.
elektroforu dokunarak topraklama.

Yalıtkan üzerindeki yük bu süreçte bitmediği için, metal tabaka üzerindeki yük deneyler için kullanılabilir. Örneğin, metal iletkenlere yük akıtmak için kullanılabilir ve yüksüz plaka tekrar başka yükler taşıyabilir. Bu istenilen sıklıkta tekrar edilebilir, Bu nedenle, şarj sınırsız miktarda tek şarjla elde edilebilir. Elektroforun en büyük örneği, 1977 yılında alman bilim insanı Georg Cristoph Lichtenberg tarafından inşa edildi. 2 metre uzunluğundaydı. Bu 38 santimlik kıvılcım üretti. Ağaçsı işaretleri oluşturmak için onun deşarjları kullanılır.

Yük kaynağı

Evrende yük muhafaza edilir. Elektrofor, kısaca negatif ve pozitif yük olmak üzere ayrılır. Pozitif veya negatif yük, metal tabaka üzerinde biter ve karşı yük topraklamadan sonra bir başka obje içinde saklanır. Bu ayırma çalışmaları, yüksüz objelerde en yüksek enerji durumu elde edilene kadar sürer. Çalışma, karşıt yüklü reçine tabakadan, metal yüklü olan tabaka yükseltilerek yapılır. Sisteme verilen bu ek enerji yük ayrılması şeklinde potansiyel enerjiye dönüştürülür. Bu nedenle metal plaka yükselterek aslında yalıtkan plakasına göre gerilimini artırır. Böylece elektrofor, aslında Wimschurt makineleri ve Van de Graaf jeneratörüyle aynı prensipte kullanılan, elle çalıştırılan bir elektrostatik jeneratördür.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Elektrik</span> elektrik yükünün varlığı ve akışı ile ilgili fiziksel olaylar

Elektrik, elektrik yüklerinin akışına dayanan bir dizi fiziksel olaya verilen isimdir. Elektrik sözcüğü Türkçeye Fransızcadan geçmiştir. Elektriğin Türkçe eş anlamlısı çıngı sözcüğüdür. Ayrıca Anadolu ağızlarında elektrik anlamında yaldırayık sözcüğü tespit edilmiştir. Elektrik, pek çok farklı şekillerde var olabilir. Örneğin, yıldırımlar, durgun elektrik, elektromanyetik indüksiyon ve elektrik akımı gibi. Ek olarak, elektriğin elektromanyetik radyasyon, radyo dalgaları gibi oluşumları olduğu bilinmektedir.

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">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">Elektrik alanı</span>

Elektriksel alan, kıvıl alan, elektrik alan veya elektrik alanı, elektriksel yükü veya manyetik alanı çevreleyen uzayın bir özelliği olup, içerisinde bulunan yüklü nesnelere elektriksel güç aracılığı ile etki eder. Kavram fiziğe Michael Faraday tarafından kazandırılmıştır.

<span class="mw-page-title-main">İyon</span> toplam elektron sayısının toplam proton sayısına eşit olmadığı, atoma net pozitif veya negatif elektrik yükü veren atom veya molekül

İyon ya da yerdeş, bir veya daha çok elektron kazanmış ya da yitirmiş bir atomdan oluşmuş elektrik yüklü parçacıktır. Atomlar kararsız yapılarından kurtulmak ve kararlı hale gelebilmek için elektron alırlar ya da kaybederler. Bunun için de başka bir atomla ya da kökle bağ kurarlar.

Pozitif ve negatif elektrik yük miktarının dengede olmadığı parçacıklara denir. Eğer pozitif yükler daha fazlaysa parçacık artı yüklü, negatif yükler daha fazlaysa parçacık eksi yüklüdür. Bu iki yükün birbirine eşit olması durumunda parçacık yüksüz veya nötrdür.

<span class="mw-page-title-main">Thomson atom modeli</span> John Thomson tarafından öne sürülen günümüzde geçerliliğini yitirmiş bir atom modeli

Thomson atom modeli, atomun yapısını tanımlayan birkaç bilimsel modelden biridir. Katot ışınlarının doğasını anlamaya çalışan İngiliz fizikçi Joseph John Thomson tarafından, elektronların parçacık olarak tanımlamasından kısa bir süre sonra atomun çekirdeğinin keşfinden önce 1904 yılında ortaya atıldı. Aynı zamanda üzümlü kek modeli olarak da bilinen bu model atomdaki negatif yüklü parçacıkların yerini ve atomların yüksüzlüğünü açıklamaktadır: Modele göre atomda pozitif yüklü bir gövdenin içinde bir kekin içindeki üzümler gibi negatif yüklü elektronlar homojen olarak dağılmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik üreteci</span> Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren aygıt

Elektrik üretiminde jeneratör, harekete dayalı gücü veya yakıta dayalı gücü harici bir devrede kullanılmak üzere elektrik gücüne dönüştüren bir cihazdır. Mekanik enerji kaynakları arasında buhar türbinleri, gaz türbinleri, su türbinleri, içten yanmalı motorlar, rüzgar türbinleri ve hatta el krankları bulunur. İlk elektromanyetik jeneratör olan Faraday diski, 1831 yılında İngiliz bilim adamı Michael Faraday tarafından icat edildi. Jeneratörler elektrik şebekeleri için neredeyse tüm gücü sağlar.

<span class="mw-page-title-main">İyonik bağ</span> doğrudur

İyonik bağ, zıt yüklü iyonlar arasındaki elektrostatik kuvvetlere dayanan bir kimyasal bağ türüdür.

<span class="mw-page-title-main">Kimyasal bağ</span> atomları birbirine bağlanmasını ve bir arada kalmasını sağlayan kuvvet

Kimyasal bağ, atomların veya iyonların molekülleri, kristalleri ve diğer yapıları oluşturmak üzere birleşmesidir. Bağ, iyonik bağlar'da olduğu gibi zıt yüklü iyonlar arasındaki elektrostatik kuvvetten veya kovalent bağ'larda olduğu gibi elektronların paylaşılmasından veya bu etkilerin bazı kombinasyonlarından kaynaklanabilir. Açıklanan kimyasal bağların farklı mukavemetleri vardır: kovalent, iyonik ve metalik bağlar gibi "güçlü bağlar" veya "birincil bağlar" ve dipol-dipol etkileşimleri, London dağılım kuvveti ve hidrojen bağı gibi "zayıf bağlar" veya "ikincil bağlar" vardır.

<span class="mw-page-title-main">Elektrostatik</span> durağan elektrik yüklerinin incelenmesi

Elektrostatik, duran veya çok yavaş hareket eden elektrik yüklerini inceleyen bir bilim dalıdır.

<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">Alan etkisi (fizik)</span>

Fizikte, Alan etkisi, elektriksel alanın uygulanması sonucu materyaldeki elektrik iletkenliğinin değişimidir. Bir metalde elektriksel alanın uygulandığı bölgenin elektron yoğunluğu yüksektir ve elektrik alan metalin içine çok kısa bir mesafede yayılabilir. Ancak bir yarı-iletken de elektriksel alanın uygulandığı bölgenin elektron yoğunluğu düşük olduğu için elektriksel alan metalin içinde uzun bir mesafeye yayılabilir. Bu yayılma yarı-iletkenin yüzeyine yakın olan kısımlarının iletkenliğini değiştirir ve buna Alan Etkisi denir. Alan etkisi, Schottky Diyotu ve Alan Etkisi Transistörünün, MOSFET, JFET ve MESFET’in, temelinde yatar.

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

Elektrostatik endüksiyon, bir cismin yakınındaki yüklerin etkilemesi sebebiyle elektriksel yükünün yeniden dağılmasıdır. Ortamda yüklü cisim bulunması sonucu izoleli iletkenin bir ucu negatif bir ucu ise pozitif yükle yüklenir. Endüksiyon, 1753 yılında İngiliz bilim insanı John Canton ve 1762 yılında İsveçli bilim insanı Profesör Johan Carl Wilcke tarafından bulunmuştur. Elektrostatik jeneratörler, Wimshurst makinesi, Van de Graff jeneratörü ve elektrofor gibi, bu prensiple çalışır. Endüksiyon sayesinde elektrostatik potansiyel (voltaj) iletken boyunca her noktada sabittir. Endüksiyon aynı zamanda balon, kâğıt veya strafor hırdavatlar gibi hafif ve yalıtkan maddelerin statik elektrik yükünü çekmesini sağlar. Elektrostatik endüksiyon, elektromanyetik endüksiyon ile karıştırılmamalıdır.

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

Wimshurst etkisi makinesi, 1880-1883 yılları arasında İngiliz mucit James Wimshurst (1832-1903) tarafından, yüksek voltaj üretmesi için geliştirilmiş elektrostatik bir üretici dir.

<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">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.

Atom fiziğinde, etkin nükleer yük, çok elektronlu bir atomda bir elektronun yaşadığı gerçek pozitif (nükleer) yük miktarıdır. "Etkili" terimi, negatif yüklü elektronların koruyucu etkisi, daha yüksek enerjili elektronların, iç katmanın itici etkisi nedeniyle çekirdeğin tam nükleer yükünü deneyimlemesini engellediği için kullanılır. Bir elektronun deneyimlediği etkin nükleer yüke çekirdek yükü de denir. Atomun oksidasyon sayısı ile nükleer yükün gücünü belirlemek mümkündür. Elementlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin çoğu, elektronik konfigürasyon temelinde açıklanabilir. İyonlaşma enerjilerinin davranışını düşününperiyodik tabloda. İyonizasyon potansiyelinin büyüklüğünün aşağıdaki faktörlere bağlı olduğu bilinmektedir:

  1. atomun boyutu;
  2. nükleer yük;
  3. İç kabukların eleme etkisi ve
  4. En dıştaki elektronun, içteki elektron tarafından kurulan yük bulutuna nüfuz etme derecesi.