4.

1
4.ÜNITEYASAMIMIZDAKI ELEKTRIK

• Mert yaz tatilinde ailesiyle büyükanne ve
  büyükbabasinin köyüne gitmisti. Büyükbabasi yeni
  yaptirdigi evin duvarlarini ördürmüstü, sira
  elektrik tesisatinin dösenmesine gelmisti. Mert
  elektrikçinin çalismasini dikkatle gözlemlerken
  kullanilan kablolarin degisik renklerde oldugunu
  ancak hepsinin içinde bakir tel bulundugunu fark
  etmisti. Sehre elektrik tasiyan tellerin
  alüminyumdan yapildigini biliyordu. Acaba
  elektrik enerjisi iletiminde neden alüminyum ve
  bakir teller tercih ediliyordu? Mert bunlari
  düsünürken fen ve teknoloji dersine ögrendikleri
  aklina geldi. Ögrendiklerine göre bir devredeki
  ampulün parlakligi kullanilan pil ve ampul
  sayisina göre degisiyordu. Acaba ampul
  parlakligini degistiren baska farkli faktörlerde
  var miydi?

2
DIRENÇ NEDIR?

• Yaptigimiz etkinliklerde de görüldügü gibi,
  elektrik devrelerinde baglanti kablosu olarak
  farkli metaller kullanilabilir. Ancak, kullanilan
  metal tellerin iletkenlik özelligi birbirinden
  farklidir. Devrelerde baglanti kablosu olarak
  kullanilan telin cinsinin yaninda uzunlugunun ve
  dik kesit alaninin da ampulün parlakligini
  etkileye bir faktör oldugunu gördük.
• Günlük hayatta televizyon arkasinda yada
  radyoda yükselen incecik bir duman hemen herkesi
  telasa düsürür. Bir de ortalikta rahtsiz edici
  bir yanik kokusu varsa panik daha da büyür. Hemen
  anahtarla açilir, baslar kötü kötü düsünceler.
• Yükselen duman, üzerinden geçen elektrik
  enerjisine direnç göstermeyen bir devre
  elemaninin yanmasindan baska bir sey degildir.
  Tüm devre elemanlari elektrik enerjisinin
  iletimine karsi direnç gösterir. Bu yüzden bir
  elektrikli cihazda kullanilacak her devre
  elemaninin uygun dirence sahip olmasi önelidir.

3

• Elektrik enerjisini, bazi iletkenler kolay
  iletirken, bazilari da zor iletir. Asagidaki
  devrelerde kullanilan nikel-krom baglanti
  telinin, elektrik enerjisi iletimine karsi
  gösterdigi, bakir telin elektrik enerjisi
  iletimine karsi gösterdigi zorluk, bakir telin
  elektrik enerjisi iletimine karsi gösterdigi
  zorluktan daha büyüktür. Bu sebeple nikel-krom
  baglanti telinin kullanildigi devrelerdeki
  ampulün parlakligi daha azdir. Maddelerin
  elektrik enerjisinin iletimine karsi
  gösterdikleri bu zorluk direnç olarak
  adlandirilir. Direncin birimi OHM dur (om)ve (?)
  ile gösterilir. Bütün elektrikli aletler belirli
  bir dirence sahiptir, ancak baglanti kablosu
  olarak kullanilan tellerin direnci çok azdir.
• NIKEL-KROM TEL BAKIR
  TEL

4

• Bir iletkenin direnci sadece yapildigi
  maddenin cinsine degil ayni zamanda yapisina da
  baglidir. Direnç, iletkenin boyu ile dogru, dik
  kesit alani ile ters orantilidir.
• Bir elektrikli cihaz yapilirken cihazin
  kullanim amacina ve özelligine göre uygun teller
  seçilir. Evlerimize elektrik enerjisi tasiyan
  tellerin küçük dirençli olmasi gerekir. Bunun
  için kalin teller tercih edilir. Ütü, saç kurutma
  makinesi ve su isitici gibi cihazlarda kullanilan
  direnç tellerinin büyük dirençli olmasi gerekir.
  Bunun için uzun ve ince teller gerekir.

5

• Kullandigimiz bilgisayar, televizyon, radyo gibi
  elektronik aletlerde de çok farkli devre
  elemanlari vardir. Bu devre elemanlari, iletken
  ve yalitkan özellik gösteren maddelerden
  yapildigindan, her birinin direnci farklidir.
  Birer devre elemani olan pil, ampul, anahtar, ya
  da iletken teli inceledigimizde her birinin iki
  ucu oldugunu gözlemleriz. Bu devre elemanlari da
  birbirinden farkli direnç degerlerine sahiptir.
  Bir devre elemaninin direncini ölçmek için
  evlerimizde tükettigimiz elektrik enerjisini
  ölçen sayaçlar gibi aletler yapilmistir asagida
  bu amaçla üretilmis iki farkli tipte direnç ölçer
  (ohmmetre) görülmektedir. Bir devre elemaninin
  direncini ölçmek için uçlarini direnç ölçerin iki
  ucuna dokundurmak yeterlidir.

6
GEORGE SIMON OHM KIMDIR?
7
George Simon OHM 1789 yilinda Almanya da bir
çilingirin oglu olarak dünyaya gelmistir. Ohm un
çocuklugunun büyük bir bölümü erkek kardesiyle
babalarinin çilingir atölyesinde geçmistir.
Böylece Ohmlar küçük yastan itibaren tahta, metal
ve diger atölye malzemelerini tanima firsatini
bulmuslardir. Maddi durumlari iyi olmamasina
ragmen babalari bilimsel kitaplar almaktan hiç
vazgeçmemistir. Ohm un matematik ve fene olan
ilgisini fark eden babasi, onun ilk matematik
ögretmeni olmustur. Lise döneminden sonra
matematik ve fizik egitimi almaya baslamistir.
Fakat maddi imkansizliklar sebebi ile egitimine
ara vererek özel ögretmen olarak Isviçre de
görev yapmistir. 5 yil sonra geri dönen Ohm,
egitimini tamamlamis, daha sonra 1817 yilinda
KÖLN LISESInde ögretmenlige baslamistir.Bu görev
sirasinda okulun o zamana göre iyi donanimli
laboratuvar imkanlarini, arastirmalari için
kullanmis ve fizik alanindaki buluslarina burada
baslamistir. Bugün OHM KANUNU olarak bilinen
çalismasini 1827 yilinda çikardigi kitabinda
yayinlamistir. Bu kitap, bir çok elektrik olayini
açiklamak için matematiksel bagintilar
içeriyordu. O zamanlar matematik, fen bilimlerini
açiklamada pek kullanilmiyordu. Bu yüzden, Ohmun
kendi zamanina göre arastirma yapma ve
arastirmalarinin sonuçlarini açiklamada çok
basarili oldugunu söyleyebiliriz. Ohmun adi,
kendisini onurlandirmak için, ölümünden yaklasik
30 yil sonra direnç birimi olarak kullanilmaya
baslanmistir.
8
Bir ampulü yakindan incelediniz mi? Eger
incelediyseniz bazi ampullerin içerisindeki
sarmal teli fark etmisinizdir. Ampulde isik
olusturmak için kullanilan bu tellere FILAMAN
denir. Filaman çogunlukla tungsten metalinden
yapilir.Bakir kadar iyi iletken olmayan tungsten
metali yüksek dirence sahiptir. Bu yüksek direnci
daha da artirmak için filamanin uzun ve ince
yapida oldugu dikkatinizi çekti mi? Evlerde
kullandigimiz ampuller farkli dirençlere
sahiptir. Büyük bir odayi aydinlatmak için çok
isik veren ampuller kullanirken, küçük odayi
aydinlatmak için daha az isik veren ampuller
tercih edilir. Ampul ne kadar fazla isik yayarsa
o kadar fazla elektrik enerjisi harcar.
Dolayisiyla elektrik kurumuna ödeyecegimiz fatura
da o kadar fazla oranda artar.Büyüklerimizden
yardim alarak evimizdeki farkli ampullerin
filamanlarini inceyelim. Çok isik veren bir
ampulün filamani ile az isik veren bir ampulün
filamanini karsilastiralim. Her maddenin bir
direnci oldugunu ve bu dirençlerin elektrik
enerjisinin iletimine karsi zorluk
gösterdiklerini ögrendik. Elektrik devrelerinde,
devre üzerinden geçen elektrik enerjisini
ayarlamak için özel olarak üretilmis DIRENÇ adi
verilen devre elemanlari da vardir. Mühendisler
bir elektrik devresini tasarlarken devre
üzerinden iletilmesi gereken elektrik enerjisini
hesaplar ve gerekli yerlere bu sabit degerli
dirençleri monte ederler. Bazen bu sabit
dirençlerin de kullanilmasi gerekebilir.
9
Radyonun sesini, hoparlöre iletilen elektrik
enerjisini azaltarak kisariz. Bubun hoparlöre
bagli bir direncin degerini arttirarak
gerçeklestiririz. Radyonun sesini ayarlamak
istedigimizde ayarlanabilen dirençten
yararlariniz. Benzer sekilde, salon lambalarinin
verdigi isigi ayarlamak için degisken dirençli
anahtarlar kullaniriz. Bu anahtarlar hareket
ettirilerek direnç degistirilir. Direncin anahtar
araciligiyla artirilmasi durumunda devreden
iletilen elektrik enerjisi azalir ve lamba daha
az isik verir.
10

SONUCA VARALIM
11
Baglanti kablosunun nikel-krom tel üzerinde
hareket ettirilmesiyle ampulün parlakliginin
degismesini nasil açiklariz?
12
Bu durumu söyle açiklayabilirizTelin uzunluguna
göre direnç artar ve kablo telin kisa yerinden
baglanirsa o kadar az direnç olur ve ampul parlak
yanar. Kablo ne kadar telin uzun yerinden
baglanirsa da bu durumun tersi olur.
13
Etkinligimizde, iletkenin direncini iletken
uzunlugu ile dogru orantili olmasindan
yararlandik. Nikel-Krom telin uzunlugu
artirildikça direncide artar.Bu yüzden devrede
daha az elektrik enerjisi iletilir ve ampul daha
az isik verir.Elektrik devrelerinde kullanilan
direnç ve degisken direncin (Reosta) sembolleri
asagidaki gibidir.
14
Ben bir yalitkanim.Iletkeni sarmalarim.Eger beni
kirmazsaniz olur size yararim.
Ben bir iletkenim. Yalitkanla çevriliyim.Tasidigim
enerji ile isinizde görevliyim.
15
KENDIMIZI DEGERLENDIRELIM
16
1. Bir iletkenin direnci hangi faktörlere
baglidir?
17
Bir iletkenin direnci yapildigi maddenin cinsine
ve yapisina,iletkenin uzunluguna ve kalinligina
baglidir.
18
2. Ampullerin içindeki ince teller (fileman)
neden kivrimlidir?
19
Filamanin kivrimli olmasinin sebebi kivrilarak
daha az yerde daha çok telin bir arada
bulunmasinin saglanmasidir.
20
3. (Resim kitapta mevcut.)Resimdeki otoyolun bir
bölümü onarim çalismasi yapildigindan
çakillidir.Bu çakilli bölge ile ayni uzunlukta
bir asfalt bölgeyi düsünerek bir benzetme
yapalim.Yolun asfalt ve çakilli bölgeleri,farkli
cins iletkenleri yoldaki asfalt ve çakillar
direnci ok yönündeki trafik akisi ise ayni
yöndeki elektrik enerjisi iletimini temsil
etsin.Buna göre
21
a.Trafik akisi hangi bölgede daha kolay saglanir.
Bu durumu direnç kavramini kullanarak nasil
açiklariz?
22
Trafik akisi asfalt yolda daha kolay
saglanir.Bunu direnç kavramini kullanarak yüksek
dirençli bir telden elektrigin geçmesinin zor
oldugunu, az dirençli bir telden ise elektrik
enerjisinin daha kolay bir sekilde geçecegini
düsünerek açiklayabiliriz.
23
b. Bizden uzunluguyla dik kesit alani ayni olan
bakir ve nikel-krom tellerle bu yolun asfalt ve
çakilli bölgelerini eslestirmemiz istense nasil
bir eslestirme yapariz?Neden?
24
Eger böyle bir eslestirme yapmamiz istenseydi
çakilli yol nikel-krom teli, asfalt yol ise bakir
teli temsil ederdi.Çünkü çakilli yoldan trafik
akisinin geçmesi zor olur ve bu da daha çok
dirençli oldugunu gösterir öyleyse çakilli yol
nikel-krom teli temsil eder. Asfalt yolda ise
trafik akisinin saglanmasi daha kolaydir.Bu da
daha az bir direnç gösterdigini ispat
eder.Öyleyse asfalt yolda bakir teli temsil eder.
25
c. Bu benzetmeye göre bir iletkenin cinsi
degistiginde o iletkenin direnci de degisir
mi?Neden?
26
Evet.Bu benzetmeye göre bir iletkenin cinsi
degisirse gösterdigi dirençte de bir degisiklik
gözlemlenir.Çünkü farkli maddeler farkli direnç
gösterirler.
27
Hayatimizin Neresinde?Nereden Nereye?Elektrik
enerjisi isi,isik,ses ve hareket enerjisi olarak
hayatimizi kolaylastirirken ayni zamanda bilginin
tasinmasinda da kullanilir.Bu enerji sayesinde
rakamlar,kelimeler,sesler ve resimler elektronik
aletler yardimiyla anlamli hale gelir.Son 20-30
yilda elektronik teknolojisinde yapilan önemli
atilimlarla hesap makineleri,cep
telefonlari,bilgisayarlar ve Internet hayatimizin
vazgeçilmez unsurlari haline gelmistir.
28
Geçen yüzyilin belki de en önemli bulusu olan
bilgisayarlarin ilk örneklerinden birini
yukaridaki resimde görüyorsunuz.Bilgisayarin
büyüklügü kullanilan kablolarin kalinligi ve
karisikligi dikkatinizi çekti mi?Günümüzde ayni
boyutlardaki bilgisayarlarin kullaniliyor
oldugunu varsayarsak heralde çalisma odalarimizin
adim atacak yeri olmazdi.Kocaman bilgisayarlar
1970li yillarda gelistirilen mikroelektronik ve
mikroçip sayesinde yerini,giderek küçülen
bilgisayarlara birakmistir.Bu küçülme özellikle
1980li yillarin ortalarindan beri daha da
hizlanmis,milyonlarca devreden olusan
mikroçiplerin kullanilmasiyla da avuç içine
sigacak kadar küçük boyutlara ulasmistir.
29
Bugün benzer çalismalarin makinelerinde
küçültülmesine dönük yapilmasi sonucunda,kisaca
MEMS (Mikro Elektro Mekanik Sistem) denilen
teknoloji ortaya çikmistir.MEMS teknolojisi
sayesinde mikroçipler üzerinde sadece çok küçük
devreler olusturulmakla kalinmamis,ayni zamanda
da çok küçük makineler yapilabilmistir.
30
Bugün MEMS teknolojisinden otomotiv sanayinin
yaninda tiptan gida teknolojisine,ziraatten kimya
ve endüstriyel ürünlere kadar birçok alanda
yararlanilmaktadir.Ülkemizde MEMS teknolojisi
üzerinde yürütülen bazi çalismalar vardirBu
çalismalardan biri de Orta Dogu Teknik
Üniversitesinden bir ekip tarafindan
yürütülmektedir.Ekibin yaptigi çalismalar birçok
uluslar arasi yarismada ödül kazanmistir.Son
derece gelismis arastirma tesislerinde yürütülen
çalismalarla,ülkemiz gelecekte bu teknolojide söz
sahibi olmaya adaydir.
31
Elestiriyel Düsünme

• Bundan 50-60 yil önce kullanilan radyolar
  günümüzde kullanilanlardan çok daha büyüktü.Acaba
  bugün ilk icat edildigi zamanki boyutlarindan
  daha küçük olan baska hangi elektrikli aletler
  vardir?

32
Bilgisayar,telefon,televizyon vb.
33
Bu makinelerin küçük olmasinin avantajlari neler
olabilir?
34
Bu makinelerin ilk icat edildigi zamandan bu yana
küçülmüs olmasinin avantajlari daha rahat
tasinabilme gibi faktörlerdir.
35
5.GRUP Ahmet Emin
Kizilkaya Tevfik Emre Çaliskan
Cengiz Elen Muhammed Enes Sen