6. Sınıf Elektriğin İletimi ve Direnç — Konu Anlatımı

Devrede Bir Boşluk Bırakalım

Bir pil, bir ampul ve iki kablodan oluşan devrede kabloların uçlarını birleştirmek yerine aralarında 3-4 cm boşluk bırakalım. Boşluğa sırayla farklı maddeler koyup ampule bakalım.

Ampulü yakan maddeler elektriği iletir: iletken. Yakmayanlar yalıtkandır. Metaller ve grafit iletkendir; plastik, cam, lastik, kuru tahta yalıtkandır.

Tuzlu suya dikkat. Saf su elektriği çok zayıf iletir. Suyu iletken yapan, içinde çözünmüş tuzlardır. Musluk suyunda da çözünmüş maddeler bulunduğu için ıslak elle prize dokunmak tehlikelidir.

Direnç: Akımın Önündeki Engel

İletkenler de elektriği aynı kolaylıkla geçirmez. Bir maddenin elektrik akımına gösterdiği zorluğa direnç denir; birimi ohmdur (Ω). Devredeki direnç artarsa akım azalır, ampul daha sönük yanar.

Bir telin direnci üç şeye bağlıdır:

1. Uzunluk: Tel uzadıkça direnç artar.
2. Kalınlık (kesit): Tel kalınlaştıkça direnç azalır.
3. Madde cinsi: Aynı boy ve kalınlıkta bakır tel az, nikel-krom tel çok direnç gösterir.

Akımı bir koridordan geçen kalabalık gibi düşünün: koridor uzadıkça yürümek zorlaşır, genişledikçe kolaylaşır.

Deneyi Doğru Kurmak

Bir öğrenci uzunluğun etkisini araştırıyor. Hangi telleri seçmeli?

Yalnız uzunluğu farklı, cinsi ve kalınlığı aynı teller. Örneğin 15 cm, 30 cm ve 45 cm'lik üç ince bakır tel. Uzunluk da kalınlık da farklı olsaydı ampul sönükleştiğinde bunun hangisinden kaynaklandığını bilemezdik.

Aynı madde ve kalınlıktaki tellerde direnç uzunlukla doğru orantılıdır. 15 cm'lik telin direnci 2 birim ise 30 cm'lik telinki 4, 45 cm'lik telinki 6 birim olur. Kesit alanı iki katına çıkarsa direnç yarıya iner.

Kendiniz düşünün: 20 cm, ince, bakır tel ile 20 cm, kalın, bakır tel arasında hangi değişkenin etkisi araştırılıyor? Cevap: yalnız kalınlığın, çünkü diğer ikisi eşit.

Evdeki Kablodan Ütüdeki Tele

• Ev kablosu: İçi bakır, dışı plastik. Bakır direnci düşük bir iletkendir; plastik yalıtkan kaplama bizi elektrik çarpmasından korur.
• Isıtıcı, ütü, tost makinesi: İçlerindeki teller yüksek dirençli maddeden (çoğu zaman nikel-krom) yapılır. Direnç yüksek olunca elektrik enerjisinin büyük kısmı ısıya dönüşür.
• Elektrik direkleri: Uzun iletim hatlarında hafif ve iyi iletken alüminyum telden yararlanılır; tellerle direk arasına porselen ya da cam yalıtkanlar takılır.

Pil ve Ampul Sayısı Değişirse

Direnç tek değişken değildir. Aynı devreye art arda (seri) ikinci bir pil eklerseniz ampul daha parlak yanar; pil sayısı akımı iten etkiyi artırmıştır. Art arda ikinci bir ampul eklerseniz ise iki ampul de ilkinden sönük yanar, çünkü her ampulün teli de bir dirençtir ve toplam direnç büyümüştür.

Mini soru: 1 pil ve 1 ampulle kurulan devreye art arda 2 ampul daha eklenirse ampullerin parlaklığı ne olur? Toplam direnç 3 ampulünkine çıkar, akım azalır; üç ampul de ilk durumdakinden sönük yanar.

İnsan Vücudu da İletkendir

Vücudumuzun büyük kısmı içinde tuz çözünmüş sudur; bu yüzden elektriği iletir. Evdeki şebeke elektriği (220 volt) pilden çok daha güçlüdür ve çarpması ölümcül olabilir. Birkaç kural:

• Prize metal çatal, tel ya da tığ sokulmaz.
• Islak elle fişe, anahtara dokunulmaz; banyoda saç kurutma makinesi suya yakın kullanılmaz.
• Kablosu soyulmuş, içindeki bakır görünen cihaz kullanılmaz.
• Yere düşmüş elektrik teline yaklaşılmaz, hemen yetişkine ve yetkililere haber verilir.

Pille yapılan sınıf deneyleri güvenlidir; şebeke elektriğiyle deney yapılmaz.

Kalın Kablo Neden Kalın?

Sık yapılan hata: "Kalın tel daha çok direnç gösterir." Tam tersi. Kalın telde akımın geçeceği yol geniştir, direnç azdır. Çamaşır makinesi, fırın gibi çok akım çeken cihazların kablosunun kalın olması bu yüzdendir; ince kablo ısınır ve tehlike yaratır.

İkinci karışıklık: "Yalıtkan maddeden asla akım geçmez." Kuru tahta yalıtkandır, ama ıslak tahta devrede ampulü sönük de olsa yakabilir. Nem, içindeki çözünmüş maddelerle iletkenliği artırır.

Sınav ipucu: Soruda iki tel karşılaştırılıyorsa tablo kurun: uzunluk, kalınlık, cins. "Kısa ve kalın" en az direnç ve en parlak ampul, "uzun ve ince" en çok direnç ve en sönük ampul demektir.

Sık sorulanlar