YAŞAMIMIZDAKİ ELEKTRİK

6. SINIF

4. ÜNİTE

YAŞAMIMIZDAKİ ELEKTRİK

1. ELEKTRİK ENERJİSİ NASIL TAŞINIR?

Neler öğreneceğiz?

• Maddelerin elektrik enerjisini iletip iletmediğini anlamamızı sağlayacak test devrelerini kurmayı,
• Maddeleri elektrik enerjisi iletebilme özelliğine göre, yalıtkan ve iletken olarak sınıflandırabilmeyi,
• Bazı sıvı ve gazların iletkenlik ve yalıtkanlıklarını,
• Maddelerin iletkenlik ve yalıtkanlık özelliklerinin hangi amaçlar için kullanıldığını,
• Yalıtkan maddelerin elektrik enerjisinin sebep olabileceği tehlikelere karşı bizleri nasıl koruyacağını,
• Elektrik çarpmasına karşı alınması gereken önlemleri öğreneceğiz.

Anahtar Kavramlar

1. İletken
2. Yalıtkan
3. Elektrik Çarpması

Neden öğreneceğiz?

Kaynağından çıkan su, su yatağında akar. Peki ya elektrik enerjisi her ortamda yayılır mı? Elektrik enerjisi nasıl taşınır? Farklı hallerdeki maddeler elektrik enerjisini iltebilir mi? İnsanlar için yalıtkanların da iletkenler kadar önemi var mı? Bu gibi sorunların cevaplarını öğreneceğiz.

ELEKTRİK

Farklı enerji türlerinden elektrik enerjisinin üretilmesini sağlayan kuruluşlara elektrik santrali denir. Elektrik santrallerinin termik santral, hidro elektrik santrali, nükleer santral gibi çeşitleri vardır. Bunun dışında rüzgâr enerjisi, güneş enerjisi ve jeotermal (termal su kaynakları) enerji ile çalışan santraller de vardır.

Elektrik enerjisi, basit bir elektrik devresinde olduğu gibi elektrik santralinde başlayıp evlere, işyerlerine kadar uzanan ve oradan tekrar santrale dönen kapalı bir devrede taşınır. Elektrik enerjisi, kullanıldığı yerlere göre ışığa, sese, ısıya ve harekete dönüşür.

Elektrik santrallerinde üretilen elektrik enerjisinin kullanılacağı yerlere taşınmasını enerji nakil hatları sağlar. Enerji nakil hatları, ya toprak altında bulunan iletken tellerden ya da çelik direkler üzerinde bulunan iletken tellerden oluşur.

Enerji nakil hatlarında genelde bakır veya alüminyumdan yapılan iletken teller kullanılırken demirden yapılan iletken teller kullanılmaz. Enerji nakil hatlarında demir gibi iletkenlerin kullanılmamasının nedeni de bakır ve alüminyumun demire göre hem kolay işlenmesi hem de daha kolay eğilip bükülmesidir. (Enerji nakil hatlarında genelde alüminyumdan yapılan iletken teller kullanılır).

Enerji nakil hatlarında kullanılan çelik direkler iletkendir. Elektrik enerjisinin taşınması sırasında iletken tellerin çelik direklere temas etmesi halinde elektrik enerjisi toprağa akar ve enerji kaybı olur. İletken tellerin çelik direklere temas etmesini önlemek için bu tellerin direklere temas eden kısımlarında cam, seramik gibi yalıtkan maddeler kullanılır.

İletken Maddeler:

Elektriği ileten maddelere iletken denir.

- Bütün metaller iyi iletkendir.

- Bakır ve alüminyum iletken olarak en çok kullanılan metallerdendir.

- Altın, gümüş, civa,çinko,alüminyum,nikel

-Metaller içinde en iyi iletken altın ve sonra gümüştür.

- İletkenlik özelliği en iyi olan metal altındır.

- Tuzlu su, limonlu su, deniz suyu, asitli su, maden suyu, sirke,

- Toprak, insan vücudu, kurşun kalem içi de iletkendir.

- Tahta ıslatılırsa iletken hale geçebilir.

İletkenler olmasaydı:

- Elektriği bir yerden başka yere taşıyamazdık.

- Elektrikli aletlerimizi çalıştıramazdık

Yalıtkan Maddeler:

Elektriği geçirmeyen maddelere yalıtkan denir. - Tahta, porselen, seramik, yağmur suyu, saf su, şekerli su, ebonit çubuk,alkol, kauçuk, cam, plâstik, hava, kağıt, karton, yalıtkan maddedir.

Yalıtkanlar olmasaydı:

- Elektriğe karşı kendimizi koruyamazdık.

- Yalıtkanlar elektriği kontrol etmemizi sağlar.

- Yangın çıkmasını önler.

Acaba Gazlar İletken mi?

Katı ve sıvı haldeki maddeler iletken veya yalıtkan maddeler olabilirler. Gaz halindeki maddeler ise normal şartlarda yalıtkan olmasına rağmen bazı özel durumlarda yani uygun şartlar sağlandığında iletken hale geçebilirler. Gaz halindeki yüksek elektrik enerjisinde iletken hale geçebilirler.

Hava, gaz halindeki bir maddedir ve normal şartlarda yalıtkandır. Ancak bazı durumlarda hava da iletken hale geçebilir.

Şimşek ve yıldırım olayları elektrik enerjisi boşalmasıdır. Şimşek ve yıldırım olaylarında normalde yalıtkan olan hava yüksek elektrik enerjisi sayesinde iletken hale gelir.

Aydınlatmada kullanılan flüoresan ve neon lambalar, gazların özel koşullarda (düşük basınçta ve havasız ortamda) iletken hale gelmesinden yararlanılarak yapılmıştır.

NOT : 1- Benjamin Franklin, 1752 yılında yaptığı deneyde, fırtınalı bir havada ucuna metal bir

anahtar bağladığı uçurtmanın yükselmesini sağlayarak yıldırım çarpması sonucu anahtardan kıvılcım çıkmasını sağladı. Bu sayede yıldırımın elektrik enerjisi boşalması olduğunu gösterdi.

Yalıtkan Maddelerin Elektrik Enerjisinin Tehlikelerine Karşı Kullanılması :

Maddeler elektrik enerjisini iletebilme özelliğine göre iletken ve yalıtkan maddeler olarak iki grupta incelenirler. İletken maddeler elektrik enerjisinin taşınması için kullanılırken yalıtkan maddeler de elektrik enerjisinin zararlı etkilerinden korunmak için kullanılırlar. Bunun için iletken maddelere yalıtkan maddeler ile yalıtım yapılır. Yalıtım yapılırken en çok porselen, plastik, bakalit ve kauçuk gibi yalıtkanlar kullanılır.

Günlük hayatta kullanılan elektrikli ev aletlerinin (ütü, televizyon, fırın, süpürge, bilgisayar, müzik seti) çalışabilmesi için elektrik enerjisi gereklidir. Şehir şebekesinden evlere gelen, evlerden de elektrikli ev aletlerinin içine giren elektrik enerjisinin zararlı etkilerinin önlenmesi için elektrik enerjisini taşıyan iletken kablolar veya içerisinde elektrik enerjisi bulunan ev aletleri yalıtkan maddeler ile kaplanmıştır. Bundan dolayı ev aletlerine rahatça dokunulabilir ve elektrik enerjisinin zararlı etkilerinden korunulabilir. Ev aletlerindeki iletken kablolara dokunulması halinde elektrik çarpması görülür ve bu da zararlı sonuçlar doğurabilir.

Yaşamımızdaki Elektrik 

Ev aletleri kullanılırken;

* Yıpranmış kablolar yenileri ile değiştirilmelidir.

* Bir prize birden fazla fiş takılmamalıdır.

* Elektrik kablolarının yanında yanıcı ve ısıtıcı cihazlar kullanılmamalıdır.

* Elektrikli cihazlar tamir edilirken elektrik enerjisi kesilmelidir.

* Nemli ortamlarda elektrikli cihazlar kullanılmamalıdır.

* Bozulmuş prizler yenileri ile değiştirilmelidir.

NOT : 1- Fiş, duy, priz, kablo gibi araçların üzerindeki cam, seramik veya plastik gibi yalıtkan

maddeler elektrik enerjisinin zararlı etkilerinden korur.

2- Elektrik kablolarında elektrik enerjisinin taşındığı kısım metaldir yani iletkendir. Elektrik kablolarının dış kısmı ise plastikle kaplanmıştır. Elektrik kablolarının üzerinin yalıtkan maddelerle kaplanmasının nedeni ısı kaybını önlemek ve elektrik enerjisinin zararlı etkisini yok etmek içindir.

3- Elektrikli cihazlarda yalıtkan olarak sert plastik, kablolarda ise yumuşak plastik kullanılır. Kablolarda yumuşak plastiğin kullanılmasının nedeni esneme ve bükülebilme özelliğine sahip olması ve kabloların kolay kullanılmasıdır.

4- Elektrik tellerinin bakır ya da alüminyumdan yapılıp demirden yapılmamasının

nedeni bakır ve alüminyumun iyi iletken olması, kolay işlenmesi kolay eğilip bükülmesidir.

5- Elektrik santrallerinde üretilen elektrik enerjisini yerleşim yerlerine taşıyan enerji nakil hatlarında alüminyumdan yapılan iletken tellerin kullanılmasının nedeni hafif ve ucuz olmasıdır.

6- İletken kablolar kullanım amacına göre farklı kalınlıkta ve şekilde olabilirler. Bu kablolar üzerinden geçen elektrik enerjisinin miktarında göre farklı teknikler ve malzemeler kullanılarak yalıtılırlar.

7- Piller güvenli elektrik enerjisi kaynaklarıdır ve kullanımı sırasında zarar vermezler.

8- Şehir elektriği yüksek elektrik enerjisine sahiptir ve kullanırken dikkatli olunmalıdır.

Etkinlik: Aşağıdaki tabloda bulunan maddelerin iletken mi yalıtkan mı olduğunu belirtiniz.

2. İLETKENİ DEĞİŞTİR, AMPULÜN PARLAKLIĞI DEĞİŞSİN

Neler Öğreneceğiz?

• Bir elektrik devresinde ampul parlaklığının nelere bağlı olduğunu,
• Elektrik devresindeki ampul parlaklığının devredeki iletkenin hangi özelliklere göre farklılık gösterdiğini,
• Maddelerin elektrik enerjisine karşı gösterdiği zorluğun direnç olarak adlandırıldığını,
• Bir iletkenin direncinin nelere bağlı olduğunu,
• Yalıtkan maddelerin dirençlerinin iletkenlere göre çok daha büyük olduğunu,
• Direnç birimi ve ölçümünü,
• Ampulün yapısını,
• Direnç değerinin değişmesiyle devredeki ampul parlaklığının nasıl değiştiğini ve reostaların devredeki fonksiyonunu öğreneceğiz.

Anahtar Kavramlar

1. Direnç

Neden Öğreneceğiz?

Her maddenin elektrik enerjisini iletmediğini önceki bölümde öğrendik. Peki elektrik enerjisini ileten maddeler, elektrik enerjisine karşı hiç zorluk göstermezler mi? Gösterirlerse bu zorluk nelere bağlıdır? Bu zorluk bizleri hiç faydalı ve istenilen sonuçlara ulaştırmaz mı? Bu soruların cevaplarını öğreneceğiz.

                                                             
                                                                      DEVRE ELEMANLARI
Pil, ampul,anahtar, kablo.

- Devre elemanları 2 kutupludur.

Ampulün parlaklığı nelere bağlıdır:

- Devredeki pil sayısı arttıkça parlaklık artar.

- Devredeki ampul sayısı arttıkça parlaklık azalır.

- Devredeki pilin kutuplarının yer değiştirmesi ampulün parlaklığını etkilemez.

- Ampulün içindeki telin cinsi değişirse parlaklık da değişir.

DİRENÇ :

Maddelerin elektrik iletimine karşı gösterdiği zorluğa direnç denir.

Direnci ölçen alete direnç ölçer (ohm metre) denir.

Direncin birimi ohm'dur. Ohm kısaca Ω işareti ile gösterilir.

- Yalıtkanların direnci iletkenlere göre çok fazladır.

İletkenin Direnci Nelere Bağlıdır?

* iletkenin uzunluğuna,

* iletkenin cinsine

*İletkenin kesit alanına bağlıdır(iletkenin inceliğine, kalınlığına).

Bir öğrenci kesit alanları aynı ve aynı maddeden yapılmış olan iletkenlerin dirençlerini bulmak istiyor.

K, L ve M dirençlerinin uzunlukları sırasıyla 5 cm, 10 cm ve 20 cm olduğuna göre; bu iletkenlerin direnç büyüklükleri arasındaki ilişki nedir?

A) M = L = K                 B) L > M > K                 C) K > L > M                       D) M > L > K

İletkenlerin yapıldığı maddeler aynı ve kesit alanları eşit olduğuna göre, uzunluğu büyük olan telin direnci daha büyüktür. Buna göre; direnç sıralaması M > L > K şeklinde olur.


REOSTA: Direnci değiştiren araca reosta denir.Bir iletkenin uzunluğunun değiştirilmesiyle direnci değişebilir.

Reosta ile ampulün parlaklığını artırıp azaltabiliriz.

Bilgi Haznesi

İletken bir maddenin, birim uzunluğunda ve birim kesitindeki parçasının direncine öz direnç denir. Her maddenin öz direnci farklıdır.

AMPUL BİR DİRENÇTİR

Ampulün basit bir yapısı vardır. Cam balon içinde bulunan filâman telinin direnci yüksektir. İçinden akım geçince, tel kızarır ve etrafa ışık ve ısı saçar. Ampulün içinde argon yada neon gazı bulunur. Bu gazlar filâman teliyle tepkimeye girmez. Eğer bu gazlar yerine hava olsaydı filâman tel kısa süre içinde yanardı. Ampulün alt tarafında vidalı bir metal kap ve en dipte de metal uç bulunur. Bu metal kısımlar ampule elektrik giriş çıkışını sağlar. Vidalı metal kap, ampulü duy içinde sıkıca tutar. Oda aydınlatması için kullanılan ampullerin üzerinde genelde iki sayı bulunur. Bunlardan biri ampulün çalışma gerilimini (voltajı), diğeri ampulün gücünü gösterir.  Ohm Bağıntısı Nedir? Bir iletkenin uçları arasındaki gerilimin voltajın) iletkenin içinden geçen akıma oranı daima sabittir. Bu sabit değer o iletkenin direncine eşittir.Direnç aşağıdaki bağıntı ile ifade edilir.

DENEY

İletkenin direnci değiştiğinde ampulün parlaklığı nasıl değişir?

Araç ve gereçler: Pil, anahtar, ampul, bakır tel, alüminyum tel ve bağlantı kablosu

Deneyin Yapılışı:

1. Pil, anahtar, bağlantı kabloları ve ampul kullanarak basit bir elektrik devresi kurunuz.

2. Bağlantı kablosuna sırasıyla bakır ve alüminyum tel yerleştiriniz. Ampulün parlaklığında bir değişme olup olmadığını gözlemleyiniz.

Deneyde görüldüğü gibi ampulün parlaklığı farklı direnç değerlerinde farklılıklar gösterir. Direncin artması ile ampul parlaklığı azalmaktadır.

Ütüde farklı ayarlarda farklı sıcaklık elde edilmesinin sebebi nedir? Ya da bir gece lambası farklı ışık şiddetlerinde nasıl çalışır?

Tüm bunların sebebi içlerinde bulunan ve değişken direnç olarak da bilinen reostalardan kaynaklanır. Reosta yardımıyla bir direncin büyüklüğü değiştirilebilir.Reostanın ayarlanabilir direnç olduğunu ve devredeki dirence bağlı olarak da ampulün parlaklığının değiştiğini öğrenmiştik. Siz de basit bir reosta modeli tasarlayarak ampulün 
parlaklığının değişimini gözlemleyip, not edin.


 DENEY: Limondan elektrik üretimi

Soru ve Cevaplar ile Yaşamımızdaki Elektrik

1.Elektrik bir enerji midir? Evet. 2.Elektrik enerjisi başka enerjilere dönüştürülebilir mi? Evet. Vantilatör de hareket enerjisine,ufoda ısı enerjisine,lambada ısı ve ışık enerjisine,hoparlörde ses enerjisine dönüştürülebilir. 3.Elektrik enerjisi üretmek için kurulan tesislere ne denir? Elektrik santrali denir. 4.İletken nedir? Elektrik enerjisinin üzerinden geçişine izin veren maddelere elektrik iletkeni denir. 5.Yalıtkan nedir? Elektrik enerjisini iletmeyen maddelere yalıtkan denir. 6.İletkenlere örnek veriniz. Altın,gümüş,bakır,demir,tuzlu su,sirkeli su,limonlu su v.b. 7.Yalıtkanlara örnek veriniz. Şekerli su,saf su,tahta,plastik,kumaş vb. 8.Gazlar iletken hale gelebilir mi? Evet. Yıldırım ve şimşekte hava iletken hale gelir. Aydınlatmada kullanılan floresan lambalar ve reklam tabelalarında kullanılan neon lambalar,gazların özel koşullarda iletkenlik kazanmasından yararlanılarak yapılmıştır. 9.Bir elektrik devresinde bakır tel yerine aliminyum tel kullanılırsa ampulün parlaklığı değişir mi? Evet. 10.Tüm metal tellerin elektrik iletkenliği aynı mıdır? Hayır. Hepsi birbirinden farklıdır. 11.Direnç nedir? Maddelerin elektrik enerjisinin iletimine karşı gösterdikleri zorluğa direnç denir. Direncin birimi ohm(om) dur. Ve Ω sembolüyle gösterilir. 12.Bir iletken telin direnci nelere bağlıdır? Üç şeye bağlıdır. Telin uzunluğuna,telin kalınlığına ve telin yapıldığı maddenin cinsine 13.Aynı maddeden yapılmış ve aynı kalınlıkta iki telimiz olsun. Bu tellerden uzun olanın mı yoksa kısa olanın mı direnci daha büyüktür? Uzun olanın direnci daha fazladır. 14.Aynı maddeden yapılmış ve uzunlukları birbirine eşit olan iki telimiz olsun. Bunlardan biri ince diğeri kalın olsun. Acaba ince olanın mı yoksa kalın olanın mı direnci daha büyüktür? İnce olanın telin direnci daha büyüktür. 15.Kalınlıkları ve uzunlukları aynı olan iki telimiz olsun. Bunlardan biri aliminyum olsun. Diğeri bakır olsun. Bu tellerin direnci aynı olur mu? Hayır olmaz. Çünkü bu tellerin yapıldıkları maddelerin cinsleri farklıdır. 16.Basit bir elektrik devresinin elemanları nelerdir? Anahtar,ampul,pil ve bağlantı kablosudur. 17.Bir devre elemanının direncini ölçmek için kullanılan aletin adı nedir? Direnç ölçer(Ohmmetre) dir. 18.Filaman nedir? Ampulde ışık oluşturmak için kullanılan tellere filaman denir. Filaman çoğunlukla tungsten metalinden yapılır. Bakır kadar iyi iletken olmayan tungsten metali yüksek dirence sahiptir. Bu yüksek direnci daha da artırmak için filamanın uzun ve ince yapılır. 19.Reosta nedir? Değişken direnç anlamına gelir. Elektrik devresinin direncini artırıp azaltmaya yarar.

6. Sınıf 4. ünite yaşamımızdaki elektrik yaprak testleri ve cevap anahtarı.

Kaynakça

6. Sınıf Fen ve Teknoloji Yaşamımızdaki Elektrik Konu Anlatım. (2011). Nisan 06, 2012 tarihinde SBS Video: http://www.sbsvideo.com/6-sinif-fen-ve-teknoloji-yasamimizdaki-elektrik-konu-anlatim-343f14359.html adresinden alındı

(2010). Yaşamımızdaki Elektrik. M. AKSOY, S. AYDIN, H. BAHADIR, M. SÜLÜ, S. BAL, & T. TEKİN içinde, 6. sınıf Fen ve Teknoloji kitabı (s. 194-214). İzmir: Zambak Yayınları .

ÇELİK, M. (2012, 02 19). Elektrik Çarpmalarından Korunalım (6.Sınıf Konu Anlatımı) Animasyon. Nisan 06, 2012 tarihinde Fenci: http://www.fenci.gen.tr/Moduller/Animasyon/Goster.asp?acikmi=0&id=1377 adresinden alındı

EROĞLU, E. (2010). 6. Sınıf 4. Ünite Yaşamımızdaki Elektrik Testleri. Nisan 8, 2012 tarihinde Eğitim Budur: http://www.egitimbudur.com/blog/ersinxy/oku/6-Sinif-4-Unite-Yasamimizdaki-Elektrik-Testleri/a95574e2 adresinden alındı

Fen ve Teknoloji 6. Sınıf 2. Dönem 1. Yazılı. (tarih yok). Nisan 08, 2012 tarihinde Karmabilgi: http://www.karmabilgi.net/fen-ve-teknoloji-6-sinif-2-donem-1-yazili/ adresinden alındı

GÜLÇEK, S. Ampul Bir Dirençtir. Nisan 08, 2012 tarihinde Fenokulu: http://www.fenokulu.net/portal/Sayfa.php?Git=KonuKategorileri&Sayfa=KonuBaslikListesi&baslikid=29&KonuID=403 adresinden alındı

MSTF, C. ©. (2009). Yaşamımızdaki Elektrik. Nisan 07, 2012 tarihinde Ders İzlesene: http://www.dersizlesene.com/SBS-ders-Notlari/6-Sinif-Yasamimizdaki-Elektirik-Ders-Notlari-m333.html adresinden alındı

TOPUZ, Ç. Yaşamımızdaki Elektrik. Nisan 8, 2012 tarihinde Fen Okulu: http://www.fenokulu.net/portal/Sayfa.php?Git=KonuKategorileri&Sayfa=KonuBaslikListesi&baslikid=26&KonuID=413 adresinden alındı

Üstündağ, M. Elektrik Enerjisi Nasıl Taşınır? Nisan 8, 2012 tarihinde Fen Okulu: http://www.fenokulu.net/portal/Sayfa.php?Git=KonuKategorileri&Sayfa=KonuBaslikListesi&baslikid=26&KonuID=120 adresinden alındı

http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=tGNxEAGMbKo