Elektrik Akımı Nedir?

[kontroldeniz]

Elektrik akımı elektriksel yük taşıyan parçacıkların hareketidir. Başka bir ifadeyle iletken denen maddeler, atomların dıştaki yörüngelerinde bulunan elektronlar, bir atomdan diğer atoma serbest olarak hareket ederler. Elektrik akımının nasıl gerçekleştiği hakkında bilgi, direnç, gerilim ve voltaj gibi terimlerin anlamları yazımızda bulunmaktadır.

Çok basit bir ifadeyle anlatmak gerekirse maddeyi oluşturan eksi yüklü elektron ve artı yüklü proton gibi parçacıklarının hareketiyle oluşan enerji çeşidine elektrik, bu enerjinin oluştuğu yerdeki parçacık hareketine ise elektrik akımı denmektedir. Başka bir deyişle elektrik akımı, elektriksel yük taşıyan parçacıkların hareketidir. Bu hareket sabit olabileceği gibi değişken de olabilmektedir. Elektron parçacıklarının, iletken bir tel üzerinde sabit bir şekilde ilerlemesine doğru akım, değişken olmasına alternatif akım adı verilmektedir.

Elektrik kaynaklarının pozitif (anot), negatif (katot) olmak üzere iki ucu bulunmaktadır. Elektrik devresi kurulduğunda elektronlar negatif yüklü oldukları için eksi uçtan artı uca doğru hareket etmektedirler.

Bu ilerlemeyi sağlayan kuvvete elektromotor kuvvet (emk) ya da gerilim adı verilmektedir. Bir elektrik devresinin çalışabilmesi için elektrik kaynağının negatif ucundan çıkan enerjinin tüketiciye, buradan da elektrik kaynağının pozitif ucuna gelmesi gerekmektedir.

Elektrik Üzerine İlk Çalışmalar

Elektrik ilk defa Yunanlı bilgin Thales tarafından deneylenmiştir. Bu deneye göre sürtünmenin sonrasında kıl ve toz gibi materyalleri kendisine çektiği görülmüştür. M.Ö. 640-546 yıllarında yapılan bu çalışmada Thales, bu çekimin yalnızca kehribar ile mümkün olduğunu düşünerek elektron adını kullanmayı tercih etmiştir. Elektron Yunanca kehribar anlamına gelir. Çok uzun zaman sonrasında elektriğin kanunları ortaya atılmıştır. Kanunlar sonrasında; İtalyan bilgin Volta, sürtünme ile oluşan statik elektrikten başka bir akan elektrik olduğunu tespit etmiştir. Volta, ilk elektrik pili ve bu pilden de ilk elektrik akımının keşfini yapmıştır. Elektriğin ne olduğu yönündeki sorular 1800’lü yıllarda bile sorulmaya devam edilmiştir.

Farklı teorilerden faydalanarak açıklanmaya çalışılan elektrik, neticede modern atom teorisinin öne sürülmesinden sonra günümüzdeki anlamında anlatılabilmiştir. Rutherford ve Bohr atom modellerinin açıklanmasından sonra bu atom modeline göre belirlenen açıklama şöyledir: Atom (+) yüklü protonlar, yüksüz nötronlardan oluşan bir çekirdek ve çekirdeğin etrafında dönen (–) yüklü elektronlardan ibarettir. Atomlar normal durumlarda yüksüz olarak tabir edilir. Çünkü proton ve elektron sayıları birbirine eşittir.

Elektrik akımını yapılan bu çalışmalar ve günümüze kadar elde edilmiş bilgilere göre açıklamak gerekirse; iletken denen maddeler, atomların dıştaki yörüngelerinde bulunan elektronlar, bir atomdan diğer atoma serbest olarak hareket ederler. İletken maddelerde serbest dolaşan elektron sayısı çok fazladır. Dışarıdan gelen bir etki olmadığı sürece bir yönde hareket ettikleri kabul edilir.

Elektrik Akımı Nedir?

Dış bir etken ile iletkenin bir tarafındaki elektronların fazlalığı ve diğer taraftaki elektron sayısının eksikliği oluşursa; bulunan serbest elektronlar iki çeşit kuvvete maruz kalabilirler. Bu kuvvetler, çekme kuvveti ve itme kuvvetidir. Yani bir uçtan diğer uca bir elektron hareketi vardır. Bu elektron hareketine de elektrik akımı adı verilir. Alternatif akımda elektrik yüklerinin hareketi periyodik olarak yön değiştirirken, doğru akımda değişmez. Akımının büyüklüğünü tarif etmek gerekirse; belli bir zamanda belli bir iletken içinden akan tüm akımın ortalaması olan negatif elektrik yükü sayısıdır. Elektrik akımının şiddeti amper ile ifade edilir. 1 amper, 1 saniyede 1018 elektronun akışına eşittir.

Bir iletkenin akıma karşı gösterdiği tepkiye ise direnç adı verilmektedir. Direncin birimi ohm’dur. (Ω)

Gerilim ve Voltaj

Elektronların hareketleri sabit şekilde olacağı gibi değişken değerlerde de olabilir. Bir elektrik devresinde iki tane uç vardır. Bu uçlardan biri negatif, diğeri pozitif uçlardır. Bu sistem elektrik kaynakları için de geçerlidir. Elektrik devresinin kurulumu yapıldıktan sonra elektronlar (–) yüklü olurlar. Elektrik negatif uçtan kullanıcılarına ulaşır ve oradan da pozitif uca doğru hareket etme işlevine sahiptir. Yani itme çekme kuvveti ile açıklamak gerekirse; negatif uçtan itilir ve pozitif uca çekilirler. Bu hareketi sağlayan güce elektromotor kuvveti ya da halk arasında bilinen adıyla gerilim adı verilir. Yine halk arasında bilinen volt terimi, gerilimin birimini ifade eder. Pili ilk kez keşfeden Volti’nin isminden gelen volt kelimesi elektrik terimi olarak V harfi ile sembolize edilir.

Bir elektrik devresinin sorunsuz işleyebilmesi için (–) uçtan gelen elektriğin tüketiciye ulaşması oradan da (+) uca ulaşması gerekir. Bu sebeple bilim adamları akımın ilerleyişini hesaplarken pozitif yönden, negatif yöne doğru kabul etmeyi tercih etmişlerdir.