STATİK ELEKTRİK JENARATÖRÜ İLE YÜK ATLATMA PROJESİ
1.GİRİŞ
Temiz ve kuru saçlar , plastik bir tarakla tarandığında , saçlar çıtırdı sesi çıkararak plastik tarağa doğru çekildiğini biliriz. Ayrıca sentetik veya yünlü giysiler çıkarırken , yine bir çıtırdı sesi duyarız. Eğer giysi karanlıkta çıkarılıyorsa bir kıvılcım bile görmemiz mümkün olabilir.
Sözü edilen bu olaylar elektriklenme ile ilgilidir. Plastik tarağın saça sürtünmesi sonunda, hem tarak hem de saçlar elektriklenir. Kazağı çıkarırken saçımıza sürtünmesi, her ikisinin de elektriklenmesine neden olur. Elektriklenme olayının varlığı çok eski yıllardan beri bilinmektedir, M.Ö 600 yıllarında yaşayan Filozof Thales kumaş parçasına sürülmüş kehribarın, küçük cisimleri çektiğinden söz etmiştir.
Elektriğin sistemli bir şekilde ortaya konulması Rönesans döneminde olmuştur. Fransız Fizikçi Coulomb, elektrik yüklerinin birbirini çektiğini ve ittiğini belirtmiştir. Elektrik akımı, elektrik yüklerinin hareket ettirilmesiyle elde edilmiş ve bugünkü geniş kapsamlı kullanılabilir duruma ulaşmıştır. Elektriklenme olayında, cisimlerin yalnız iki yükle elektriklenebileceği söylenilebilir. Yani iki tür yük vardır. Bu yükler pozitif yük ve negatif yüktür. Aynı yükle yüklü olan cisimler birbirini çeker, zıt yüklü cisimlerde birbirlerini iterler; yani (-) (-) , (-) (+) gibidir.
1.STATİK ELEKTRİK
Bir maddenin sürtünmesi ile atomlarında bulunan elektronların atomlar arasında hareketine denir bu hareket sayesinde madde elektron kazanır yada kaybeden elektron kazanırsa (-) yüklü değer elektron kaybederse (+) yüklü değer kazanır statik elektrik statik malzemeler üzerinde depolanabilir. Maddeler statik elektrik alanında iki grupta incelenebilir.
1-) Statik Maddeler: Statik elektriğin üzerinde bulunmasına izin veren maddelerdir. (cam)
2-)Antistatik maddeler: Statik elektriğin üzerinde bulunmasına izin vermeyen maddelerdir.(kauçuk)
2.ELEKTRİKİ POTANSİYEL FARKI
2 tane farklı yükseklikte A-B kabını alalım. A kabındaki su seviyesi b kabındaki su seviyesinden -h- yüksekliği kadar farklı olduğu için su, A kabından B kabına akar.Su akışı iki kaptaki su akışı aynı olana kadar devam eder.Şimdi elektrikle yüklü A-B madeni kürelerini ele alalım,bunlardan A negatif , B pozitif olsun,bu iki küreyi bir iletkenle birleştirirsek,aynen su kaplarında olduğu gibi elektronu fazla olan küreden(A küresi) az olana (B küresi) bir elektron akışı meydana gelir.Eğer B cisminde negatif yük olsaydı (A nazaran az) elektron akışı yine A dan B ye doğru olurdu.(çünkü hareket eden elektrik yükü negatif yüklüdür).Elektron akış yönü A dan B ye doğru olduğuna göre , A'nın potansiyeli B'nin potansiyelinden büyüktür, denir.
Elektron teorilerinden önce elektrik akımının (+) yüklü cisimden (-) yüklü cisme doğru aktığı kabul edildiğinden,bugün hala elektrik akımı (+) dan (-) ye doğru akar kabul edilmektedir.Bütün olaylarda bu terslik alındığı için sonuç hatalı olmamaktadır.
Elektrikte birçok hallerde potansiyel farkı yerine gerilim farkı deyimi kulanılır. Elektrik miktarı ile elektrik gerilimi karıştırılmamalıdır. Farklı büyülükte iki cisim aynı miktarda elektrik yüklenirse, yükleri aynı olmakla beraber potansiyel farkları aynı olmaz. Bunu şöyle açıklayabiliriz; farkı büyüklükteki iki kaba aynı miktarda su koyalım ve kapları alttan bir boru ile birleştirelim
Küçük kaptaki su seviyesi daha yüksekte olacağından su küçük kaptan büyüğe doğru akar. Şu halde bir cisimdeki yük miktarı ile potansiyel farkı aynı şey değildir. Potansiyel farkı, elektronları iten kuvvet veya elektron basıncı diyebiliriz. Potansiyelleri farklı iki cisim birbirleriyle birleştirilirse potansiyeli fazla olan taraftan az olan tarafa doğru bir elektrik akımı meydana gelir. Akım geçişi, iki cismin potansiyelleri birbirlerine eşit oluncaya kadar devam eder. Sonuç olarak; Elektrik yüklü iki cisim arasında bir elektrik akımı meydana gelebilmesi için, o iki cisim arasında bir potansiyel farkın olması gerekir.
2.1. Sürtünme ile Elektriklenme
Uygun seçilmiş iki cisim birbirlerine sürtüldüğünde biri elektron vererek (+) yükle yüklenir, diğeri de onun verdiği elektronu alarak(-) yükle yüklenir. Kuru ipek beze sürtülen cam çubuk elektron vererek (+) yükle yüklenirken, ipek kumaş(-) yükle, kürkte(+) yükle yüklenir.
Sürtünen cisimlerden birinin kaybettiği elektron sayısı diğerinin kazandığı elektron sayısına eşit olduğundan toplam yük miktarı sabit kalır. Sürtünme yoluyla elektriklenmiş bu iki cisim tekrar birbirine dokundurulursa nötr hale geçer.
2.2.Van De Graaff Jeneratörü
Aşağıda ve yukarıda iki dönen makara üzerinde bir lastik bant dönerek hareket eder.Alttaki lastik bant sürtünen bir tel fırça ile meydana gelen elektrik yükü lastik bant ile yukarı hareket eder ve üst makarada bant’a sürtünen bir tel fırça ile elektrik yükleri alınarak bağlı bulunduğu metal küreye aktarılır böylece metal küre devamlı elektrik yüklenir.Metal kürede yüksek voltaj meydana gelir (300.000 volta kadar)
Metal küreye dokunursak elektrik yükleri saç tellerinden geçer ve aynı kutuptaki elektrik yükleri birbirini ittiği için saç telleri ayrılır.
Elimizde bir metal çubuk tutarsak voltaj farkından dolayı elektrik yükü kıvılcım şeklinde atlayarak yere boşalır(yıldırım gibi) Van De Graaff jeneratörünün statik elektrik üretmeye yaradığını öğrendiğimize göre amacımız olan kablosuz elektrik aktarımını sağlayabilir. Metal küreye biriken yükler kendi cinsinden yük birikimi olan noktalara elektronlar atlayarak atomlar üzerinde elektronlar hareket eder. Bu yolla sık kullanılan kabloları da ortadan yok edebiliriz.
Projeyi Hazırlayanlar: Burak ARPACIOĞLU (10-C Uçak Gövde Motor )
Cem Erez (10-C Uçak Gövde Motor )
Projenin Danışmanı: İbrahim ŞAHİN ( Motor Öğretmeni )