elektrik enerjisi

Elektrik enerjisi

Elektrik enerjisi nedir?

Cisimlerin atom yapısındaki elektronların hareket etmesiyle meydana gelen  kuvvete elektrik enerjisi denir. Serbest elektronların hareketinden kaynaklanan bir enerjidir. Genel olarak bakır veya alüminyum tel ile iletilen alternatif akım ve doğru akım modelleri olan bir enerjidir.

Elektrik enerjisi maddeye ait bir özellik olmasının yanında gözle görülmeyen ama etkisi ile hissedilmektedir.  Örneğin elektrik sobasından geçtiğinde ısı enerjisi, elektrik motorundan geçtiğinde mekanik enerji , aydınlatmada ışık enerjisi meydana gelir. O halde aygıttan geçen elektrik akımı bir iş yapmaktadır.

Burada meydana gelen iş, elektrik akımının bir enerjiye sahip olduğunun kanıtıdır. Kısacası mekanik veya kimyasal enerjinin veya ısı enerjisinin elektriğe dönüştürülmesiyle elde edilen ve tüketicilerin kullanımına sunulan enerji elektrik enerjisidir. Elektrik insanlık tarihinde “tekerleğin icadından” sonraki en önemli buluştur.

Enerji nakli sırasında elektrik enerjisi kullanılır. Bu alternatör rotorunun dönme eksenine bağlı türbin (buhar türbini yada su), başka bir enerjiyle (barajlarda yüksekten düşen su ile yada nükleer ve termik santrallarda buhar kazanlarındaki buhar basıncıyla) döndürülürse, elektrik enerjisi elde edilir. Elektrik enerjisi aynı zamanda güneş pillerinden de elde edilmektedir.

Elektriğin tarihçesine göre, elektriğin enerji olarak kullanılması 1880’lerde başlamıştır. M.Ö. Thales’in elektrostatik ile ilgili buluşları, 1800’lerde Volta’nın yaptığı pil, H.C. Oersted’in elektrik ve manyetizmayla ilgili çalışmaları, elektrik akımının oluşturduğu manyetik alan ile ilgili Arago ve Ampére’in saptamaları, Faradayın mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren dinamoyu geliştirmesidir. Faraday’dan sonra Hippolyte Pixli alternatif akım jeneratörünü yapmıştır. 1866’da Weiner von Siemens’in jeneratörlerde mıknatıs yerine elektromıknatısı geliştirmesiyle yüksek güçte jeneratörler kullanıldı.

1880’lerde Thomas Edison’un ampulü keşfetmesi ile elektrik enerjisi aydınlatmada kullanılmaya başlandı. Aydınlatma için kullanılan ilk elektrik, dinamolarla üretilmiş, dinamoyu tahrik kaynağı olarak buhar makineleri kullanılmıştır. Bundan sonra su ve buhar türbinlerinden yararlanılmış ve dinamoların yerini alternatif akım jeneratörleri almıştır.

Elektrik enerjisi üretimi;

çeşitli enerji üretiminde kullanılan kaynaklar ile çalışan patlamalı motor, su türbini, rüzgar türbini, buhar türbini vb. gibi tahrik kaynağının jeneratörün endüvisini döndürmesi ile, endüktör sargılarında elektrik akımı oluşturmasıdır.

Elektrik enerjisine duyulan gereksinim her geçen gün artmaktadır. Bu yüzden elektrik üretmek için gerekli enerji kaynakları araştırılmakta ve bunların, kullanışlı, çevre kirliliğine yer vermeyen cinsten olmaları istenmektedir. Nükleer yakıtlar, kömür, jeotermal enerji, petrol, güneş, su potansiyeli gibi kaynaklardan elektrik üretmek için yapılan çalışmalar sürdürülmekte ve bunun yanında, elektriğin ucuza mal edilmesi için de uğraşılmaktadır.

Üretilen enerjinin iletilmesi de ayrı bir sorundur. Enerji nakil hattındaki dirençler den dolayı meydana gelen enerji kayıpları, voltajın yükseltilip, akımın düşürülmesine rağmen yine de vardır. Kayıpları ortadan kaldırmak için sıvı helyum soğutmalı, niobium kaplı ince bakır tellerden oluşan iletken kablolar düşünülmektedir. İletkenlerin jeneratör ve motorlarda kullanılabilecek özellikleri vardır.

Elektrik enerjisi günümüzde en çok  harcanan ve yaşantımızın her alanına girmiş olan enerji çeşididir. Elektrik enerjisinin önemini belirlemek için, bir enerji çeşidinde aranan özelliklerin neler olduğunu görelim:

•   Bir enerjinin diğer bir enerji çeşidine kolaylıkla dönüşebilmesi,
•   Bu dönüşüm sırasında verimin yüksek olması,
•   Enerjinin elde edildiği yerden kullanma yerine kolaylıkla iletilebilmesi.

Bu üç özelliğin bir enerji çeşidinde bulunması, o enerjinin ne kadar önemli olduğunu ve çok kullanılmasını sağlar. İşte elektrik enerjisi, bu üç özelliklerin üçüne de sahip olduğu için en önemli enerji çeşididir. Çünkü elektrik enerjisi: Elektrik ocağı, elektrik  fırını, elektrik havyası  gibi aletlerle ısı enerjisine, elektrik motoru ile mekanik enerjiye, bobin ile manyetik enerjiye, akü ile kimyasal enerjiye dönüşür.

Elektrik enerjisi

diğer bir enerjiye kolaylıkla ve doğrudan dönüşebilir. Halbuki ısı enerjisinden elektrik enerjisine dönüşüm için, önce ısı enerjisi mekanik enerjiye sonra da elektrik enerjisine dönüşmesi gerekir. Bu da verimin düşmesine neden olur.

Elektrik enerjisinin üretildiği yerden uzaktaki kullanma yerlerine, hava hattı veya yeraltı kabloları ile kolaylıkla iletilebilir. Halbuki  ısı enerjisi veya mekanik enerji ancak olduğu yerde veya çok yakınında kullanılabilir. Elektrik enerjisinin kullanımı kolay ve temizdir ayrıca bir beceriyi gerektirmez. Fişi prize sokmak, bir anahtarı çevirmek ya da bir düğmeye basmakla istenen enerji çeşidi elde edilebilir.

Elektrik enerjisinin etkileri; Elektrik enerjisi maddeye ait bir özelliktir. Elektrik enerjisini sağlayan elektrik akımının bir iletkenden geçtiğini gözle göremeyiz. Ancak akımın varlığını yaptığı etkilerden anlarız.

Elektrik akımının etkileri beş çeşittir. Bunlar:

1. Isı etkisi: (Elektrikli sobası,elektrik havyası, elektrik enerjisini ısı enerjisine çevirir).
2. Işık etkisi: ( Elektrik ampulü elektrik enerjisini ısı dolayısıyla ışık enerjisine çevirir).
3. Kimyasal etkisi: (Bir maddenin kaplanması, akünün şarjı elektrik enerjisinin kimyasal etkisi ile olur).
4. Manyetik etkisi: (Elektrikli vinçteki elektromıknatıs demir parçalarını çeker ve manyetik etki şeklinde kendisini gösterir).
5. Fizyolojik etkisi: (Elektrik akımının insanları çarpma etkisine fizyolojik etkisi denir).