Elektrik ve Manyetizma-3: Lamba Parlaklığı
Elektriksel Enerji
Enerji, iş yapabilme yeteneğidir. Enerjinin dönüşümlü bir büyüklük olması ve günlük hayatta birçok işin elektrikle çalışan aletlerle yapılması enerjinin bir formunun da elektrik olduğunu gösterir.
Elektrik akımının geçtiği elektrik devrelerinde elektronların hareketinin devreye aktardığı enerjiye elektrik enerjisi denir.
- Direnci R, üzerinden geçen akım şiddeti i, akımın geçiş süresi t olmak üzere bir devre elemanının harcadığı enerji (W) aşağıdaki bağlantı ile elde edilir
\[W=V.i.t \]
- SI'da enerji birimi jouledür. (J)
- Ayrıca \(V=i.R\) olduğu için enerji, aşağıdaki bağlantılarla da ifade edilebilir.
\[W=i^2.R.t=\frac{V^2}{R}.t \]
Elektriksel Güç
Birim zamanda yapılan işe güç denir. Bu güce; mekanik sistemlerde "mekanik güç", elektrik sistemlerinde de "elektriksel güç" denir.
Elektriksel güç, elektrikli cihazların birim zamanda harcadığı elektrik enerjisidir. Güç P sembolüyle gösterilir ve elektrik enerjisi, zamana oranlanarak aşağıdaki bağlantılarla ifade edilir.
\[\text{Güç}=\frac{\text{Elektriksel Enerji}}{\text{Zaman}} \]
\[P=\frac{W}{t}=\frac{V.i.t}{t}=V.i \]
- SI'da güç birimi watt'tır (W)
- Ayrıca \(V=i.R\) olduğu için güç, aşağıdaki bağlantılarla da ifade edilebilir.
\[P=i^2.R=\frac{V^2}{R} \]
- Enerji birimi, watt ve zaman birimi saatin çarpımından elektrik faturalarında kullanılan wattsaat birimi elde edilir. Bu birimin 1000 ile çarpıldığı anlamına gelen "kilo" kelimesi de eklenerek kilowattsaat birimi elde edilir. Kısaca kWh şeklinde gösterilir.
- Elektrikli cihazların etiketinde güçleri yazılıdır. Bir cihazın gücü ne kadar fazla ise birim zamanda harcadığı enerjinin de fazla olduğu anlaşılır.
Elektrikli Aletlerde Enerji Dönüşümü
Günlük hayatta kullanılan piller kimyasal enerjiyi, barajlarda kullanılan jeneratörler ise mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Elektrik enerjisi ise elektrik devrelerinde kullanılan aletlerin çeşitine göre; ısı, ışık, ses, hareket enerjisi gibi enerjilere dönüşür.
- Elektrik sobası, elektrikli kalorifer, ütü gibi tüm ısıtıcı araçlarda elektrik enerjisinin ısıya dönüştürülmesi amaçlanmıştır.
- Aydınlanmak için kullandığımız ampul ve lambalar elektrik enerjisini ışığa çevirir.
- Evlerde kullanılan çamaşır makineleri ve elektrikli süpürgeler elektriği hareket enerjisine dönüştürür.
- Radyo, televizyon gibi cihazlar elektrik enerjisini sese dönüştürür.
Elektrik Akımının Oluşturacağı Tehlikelere Karşı Korunma Yolları
Elektrik uyarı levhalarına uyulması, prizlere emniyet kapağı takılması, bir prize birden fazla fiş takılmaması, ıslak zeminlerde elektrikli cihazların kullanılmaması, evlerde topraklı priz kullanılması, kabloların sağlam olmasına dikkat edilmesi, prizlere metal ve benzeri maddelerin sokulmaması, elektrikli ev aletlerinin kullanım talimatlarına uyulması başlıca elektrik tedbirlerindendir.
- Sigortanın temel işlevi, devreden belirli bir değerin üzerinde akım geçişi olduğunda elektrik tesisatını devre dışı bırakmak, akım geçişini engellemektir. Sigorta kapalı konuma getirilmeden elektrikle ilgili tamirat işi yapılmamalıdır.
Lambaların Parlaklığı (Işık Şiddeti)
Bir lambanın ışık şiddeti ya da parlaklığı, lambanın gücü ile doğru orantılıdır.
- Özdeş lambaların dirençleri eşittir.
- Özdeş lambalardan;
- Akım şiddeti büyük olanın parlaklığı, akım şiddeti küçük olanınkinden fazladır.
- Potansiyel farkı büyük olanın parlaklığı, potansiyel farkı küçük olanınkinden fazladır.
Parlaklık voltajın ya da akımın karesi ile doğru orantılıdır.
- Paralel bağlı özdeş lambaların eşdeğer dirençleri azalır ve devreden daha çok akım çekerler. Biri 1i akım çekiyorsa diğeri de 1i çeker ve toplam çekilen akım 2i olur. (İki tane iseler ikisi de V voltaj çeker.)
- Seri bağlı özdeş lambalarda eşdeğer direnç artar ve çekilen akım azalır. Parlaklıkları daha az olur. Ana kol voltajını aralarında paylaşırlar. (İki tane iseler V/2 ve V/2 olacak şekilde voltaj çekerler.)
Evlerdeki elektrik devrelerinin çoğu paraleldir. Bunun nedeni, paralel devrelerin her cihaza aynı voltajı sağlaması ve bu sayede her cihazın kendi güç gereksinimine göre çalışabilmesidir.
