Sabah kalkınca annemizin ekmek kızartma makinesinde kızarttığı ekmeklerle kahvaltı yapıyoruz. Giyinip asansörle aşağı iniyoruz. Okula vardığımızda ders işlerken lambalar yanıyor. Öğretmenimiz bilgisayarın ve projeksiyon makinesinin fişlerini prize takıyor ve onları çalıştırıyor. Hava sıcaksa klimayı açıp serinlememizi sağlıyor.
Evimizin her odasında bir ya da daha fazla priz olduğunu görüyoruz. Acaba bunlar ne işe yarıyor? Bunlar elektrikle çalışan araçların güç kaynağıdır. Elektrikli araçların hepsi bu şekilde güç kaynağından beslenerek elektrik akımını geçirir. Onların çalışmasını bu enerji sağlar. Bu ünitede elektrik enerjisinin nasıl sağlandığını ve elektrik akımının nasıl davrandığını öğreneceğiz. Bu konunun ayrıntıları ise 10. sınıf fizik konuları içerisinde incelenecektir.
İçerisinde serbest yükler bulunan maddeler elektrik akımını iletir. Bu maddelere iletken madde denir. Metallerdeki serbest yükler, negatif yüklü elektronlardır. Metallerdeki bu elektronlar elektriksel kuvvet etkisiyle hareket eder.
Bir iletkenin kesitinden birim zamanda geçen yük miktarına elektrik akımı denir. Elektrik akımı i ile gösterilir. Birimi Amper (A) dir. Ampermetre ile ölçülür.
Şekildeki iletkenin S kesitinden t saniyede geçen yük miktarı q olsun. Bu durumda iletkenden geçen akım şiddeti,
olur.
Şekildeki gibi (+) ve (–) yüklü iletken küreler iletken bir tel ile birleştirildiğinde L küresindeki (–) yükler K küresine doğru akmaya başlar. Bu akış kürelerin yüzey potansiyelleri eşitleninceye kadar devam eder. Bu şekilde iletkende oluşan yük akışına elektrik akımı denir. Elektrik akımının olabilmesi için iletkenin iki ucu arasında potansiyel farkı olması gerekir.
Elektrik akımını basınç farkından dolayı akan sıvıya benzetebiliriz. Şekildeki kapta musluk açılınca tabandaki sıvı basınçları eşitleninceye kadar sıvı akışı olur. Bu olayda basınç farkını potansiyel farkı, akan sıvıyı elektron olarak düşünebiliriz.
Elektrik akımında yük hareketi ile akım arasında bir ilişki vardır. Negatif yükler (elektronlar) pilden enerji alır. Pilden enerji alan elektronlar bu enerjiyi titreşim yoluyla başka elektronlara aktarır. Böylece elektronların hareketi sağlanır. Elektrik akımı bu şekilde oluşmuş olur. Elektronların aktardıkları enerji lambada ısı ve ışık enerjisine dönüşür.
Pilin negatif kutbundan enerji alan elektronlar, devrede kaybolmaz, azalıp artmaz. Elektronların enerjisi elektrik motorları, ısıtıcılar, lambalar tarafından başka enerjiye dönüştürülür.
Devrelerde potansiyel farkı üreteçlerle sağlarız. Şekildeki devrede anahtar kapatılınca lambanın yandığı gözlenir. Çünkü pilin sağladığı potansiyel farkı lambadan yük geçişi olmasını sağlamıştır. Bu devreye basit elektrik devresi denir.
