Frmacil

TEMEL BİLGİ

ELEKTRİK AKIMI


Elektrik Akımı Nasıl Oluşur ?
Aslında bu çok zor bir soru, ama açıklamak zorunda olduğumun farkındayım Bildiğiniz gibi metallerin atomlarındaki elektron sayıları metalin cinsine göre değişir İletken maddelerin atomlarının son yörüngelerinde 4 'den az elektron bulunur Atomlar bu elektronları 8 'e tamamlayamadıkları için serbest bırakırlar Bu yüzden bir İletken maddede milyonlarca serbest elektron bulunur Bu maddeye elektrik uygulandığında elektronlar negatif (-) 'den pozitif (+) yönüne doğru hareket etmeye başlar Bu harekete "Elektrik Akımı" denir Birimi ise "Amper" 'dir İletkenin herhangi bir noktasından 1 saniyede 625*10^18 elektron geçmesi 1 Amperlik akıma eşittir Akımlar "Doğru Akım" (DC) ve "Alternatif Akım" (AC) olarak ikiye ayrılır Şimdi bunları ayrı ayrı inceleyelim
Doğru Akım (DC) :

Doğru akımın kısa tanımı "Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişmeyen akıma doğru akım denir" şeklindedir Doğru akım genelde elektronik devrelerde kullanılır En ideal doğru akım en sabit olanıdır En sabit doğru akım kaynakları da pillerdir Birde evimizdeki alternatif akımı doğru akıma dünüştüren Doğrultmaçlar vardır Bunların da daha sabit olması için DC kaynağa Regüle Devresi eklenir
Alternatif Akım (AC) :

Alternatifin kelime anlamı "Değişken" dir Alternatif akımın kısa tanımı ise "Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişen akıma alternatif akım denir" şeklindedir Alternatif akım büyük elektrik devrelerinde ve yüksek güçlü elektrik motorlarında kullanılır Evlerimizdeki elektrik alternatik akım sınıfına girer Buzdolabı, çamaşır makinesi, bulaşık makinesi, aspiratör ve vantilatörler direk alternatif akımla çalışırlar Televizyon, müzik seti ve video gibi cihazlar ise bu alternatif akımı doğru akıma çevirerek kullanırlar
İLETKEN, YARI İLETKEN VE YALITKANLAR



İletkenler :

Bir maddenin iletkenliğini belirleyen en önemli faktör, atomlarının son yörüngesindeki elektron sayısıdır Bu son yörüngeye "Valans Yörünge" üzerinde bulunan elektronlara da "Valans Elektron" denir Valans elektronlar atom çekirdeğine zayıf olarak bağlıdır Valans yörüngesindeki elektron sayısı 4 'den büyük olan maddeler yalıtkan 4 'den küçük olan maddeler de iletkendir Örneğin bakır atomunun son yörüngesinde sadece bir elektron bulunmaktadır Bu da bakırın iletken olduğunu belirler Bakırın iki ucuna bir eletrik enerjisi uygulandığında bakırdaki valans elektronlar güç kaynağının pozitif kutbuna doğru hareket eder Bakır elektrik iletiminde yaygın olarak kullanılmaktadır Sebebi ise maliyetinin düşük olması ve iyi bir iletken olmasıdır En iyi iletken altın, daha sonra gümüştür Fakat bunların maaliyetinin yüksek olması nedeniyle elektrik iletiminde kullanılmamaktadır


Yalıtkanlar :

Yalıtkan maddelerin atomlarının valans yörüngelerinde 8 elektron bulunur Bu tür yörüngeler doymuş yörünge sınıfına girdiği için elektron alıp verme gibi bir istekleri yoktur Bu sebeplede elektriği ilemezler Yalıtkan maddeler iletken maddelerin yalıtımında kullanılır Yalıtkan maddelere örnek olarak tahta, cam ve plastiği verebiliriz İsterseniz bu örnekleri arttırabilirsiniz


Yarı İletkenler :

Aşağıdaki şekilde gördüğünüz gibi yarı iletkenlerin valans yörüngelerinde 4 elektron bulunmaktadır Bu yüzden yarı iletkenler iletkenlerle yalıtkanlar arasında yer almaktadır Elektronik elemanlarda en yaygın olarak kullanılan yarı iletkenler Germanyum ve Silisyumdur Tüm yarı iletkenler son yörüngelerindeki atom sayısını 8 'e çıkarma çabasındadırlar Bu nedenle saf bir germenyum maddesinde komşu atomlar son yörüngelerindeki elektronları Kovalent bağ ile birleştirerek ortak kullanırlar Aşağıdaki şekilde Kovalent bağı görebilirsiniz Atomlar arasındaki bu kovalent bağ germanyuma kristallik özelliği kazandırır Silisyum maddeside özellik olarak germanyumla hemen hemen aynıdır Fakat yarı iletkenli elektronik devre elemanlarında daha çok silisyum kullanılır Silisyum ve Germanyum devre elemanı üretiminde saf olarak kullanılmaz Bu maddelere katkı katılarak Pozitif ve Negatif maddeler elde edilir Pozitif (+) maddelere "P tipi", Negatif (-) maddelerede "N tipi" maddeler denir

N Tipi Yarı İletken :

Arsenik maddesinin atomlarının valans yörüngelerinde 5 adet elektron bulunur Silisyum ile arsenik maddeleri birleştrildiğinde, arsenik ile silisyum atomlarının kurdukları kovalent bağdan arsenik atomunun 1 elektronu açıkta kalır Aşağıdaki şekilde açıkta kalan elektronu görebilirsiniz Bu sayede birleşimde milyonlarca elektron serbest kalmış olur Bu da birleşime "Negatif Madde" özelliği kazandırır N tipi madde bir gerilim kaynağına bağlandığında üzerindeki serbest elektronlar kaynağın negatif kutbundan itilip pozitif kutbundan çekilirler ne gerilim kaynağının negatif kutbundan pozitif kutbuna doğru bir elektron akışı başlar

P Tipi Yarı İletken :

Bor maddesininde valans yörüngesinde 3 adet elektron bulunmaktadır Silisyum maddesine bor maddesi enjekte edildiğinde atomların kurduğu kovalent bağlardan bir elektronluk eksiklik kalır Bu eksikliğe "Oyuk" adı verilir Bu elektron eksikliği, karışıma "Pozitif Madde" özelliği kazandırır P tipi maddeye bir gerilim kaynağı bağlandığında kaynağın negatif kutbundaki elektronlar p tipi maddeki oyukları doldurarak kaynağın pozitif kutbuna doğru ilerlerler Elektronlar pozitif kutba doğru ilerlerken oyuklarda elektronlerın ters yönünde hareket etmiş olurlar Bu kaynağın pozitif kutbundan negatif kutbuna doğru bir oyuk hareketi sağlar

Azınlık ve Çoğunluk Taşıyıcılar :

Silisyum ve germanyum maddeleri tamamiyle saf olarak elde edilememektedir Yani maddenin içinde, son yörüngesinde 5 ve 3 elektron bulunduran atomlar mevcuttur Bu da P tipi maddede elektron, N tipi maddede oyuk oluşmasına sebep olur Fakat P tipi maddede istek dışı bulunan oyuk sayısı, istek dışı bulunan elektron sayısından fazladır Aynı şekilde N tipi maddede de istek dışı bulunan elektron sayısı istek dışı bulunan oyuk sayısından fazladır İşte bu fazla olan oyuk ve elektronlara "Çoğunluk Taşıyıcılar" az olan oyuk ve elektronlara da"Azınlık Taşıyıcılar" denir Azınlık taşıyıcılar yarı iletkenli elektronik devre elemenlarında sızıntı akımına neden olur İçeriğinde çok sayıda yarı iletkenli devre elemanı bulunduran entegrelerde fazladan gereksiz akım çekimine yol açar ve bu da elemanın ısınmasına, hatta zarar görmesine neden olur