01-12-2018 21:17
8. Sınıf Konuları
Elektrik Enerjisinin Dönüşümü
Elektrik akımının dirençli bir maddeden geçmesi ısıya yol açar. Günlük yaşantımızı kolaylaştıran pek çok araçta bu özellikten faydalanılır.
Elektrik ampulleri de aynı ilkeyle çalışır. Elektrik ampulündeki tungsten metalinden yapılan filaman (tel) çok ısınarak parlayıp ışık verecek şekilde tasarlanmıştır. Bu ampuller “akkor telli lamba” olarak adlandırılır.
ELEKTRİK ENERJİSİNİN ISI VE IŞIK ETKİSİNİN TEKNOLOJİDEKİ KULLANIM ALANLARI
Elektrik akımı, maddeden geçtiği sürece ısı üretir. Elektrikli fırınlarda, ütülerde, tost makinelerinde, elektrikli çaydanlıklarda, elektrikli ısıtıcılarda ve su ısıtıcılarında bir telden geçen elektrik akımı, telin ısınmasına neden olur.
Elektrik akımı geçerken üretilen ısı, akımın içinden geçtiği maddenin direncini yenmesi nedeniyle oluşur. Her maddenin yapısındaki düzensizlikler, elektrik akışını zorlaştırır. Bir maddenin atomlarının dizilişinde ne kadar az düzensizlik varsa direnci o kadar düşüktür. Direnci küçük olan maddeden elektrik akımı zorlanmadan geçer. Direnci yüksek olan maddelerde ise elektrik akımı zorlanarak geçer ve maddede dirençle ısınma gerçekleşir.
Dirençle ısınmanın en temel kullanımı aydınlanmadır.
Paralel bağlı devrelerde, direnç küçüldükçe iletkenden geçen akım artar. Eğer direnç sıfır değerine çok yaklaşırsa devredeki akımın tamamı o koldan geçer. Bu duruma kısa devre denir.
Şekildeki devrede elektrik akımı K ampulünden geçmez, K ampulünün üzerindeki koldan geçerek
L ampulüne ulaşır. K ampulü kısa devre olur.
Elektrik devrelerinde elektrik iletim hatlarını kısa devre akımı ve fazla yüklere karşı korumak için sigorta adını verdiğimiz devre elemanı kullanılır. Sigortalar elektrik devrelerine seri olarak bağlanır.
Evinizde, elektrik tüketiminin yoğun olduğu bir anda sigortanın devreye girdiği, elektriğin kesildiği olmuştur. Bu durum sizi, evinizi ve eşyalarınızı elektriğin olumsuz etkilerinden korur. Sigorta sistemleri olmayan ev ya da iş yerlerinde elektrik, devre elemanlarının aşırı ısınmasına, yangınlara neden olabilir. Bu nedenle ev ve iş yerlerinde sigorta sistemlerinin bulunması çok önemlidir.
ELEKTRİK ENERJİSİNİN HAREKET ENERJİSİNE DÖNÜŞÜMÜ
Elektrik enerjisi de diğer enerji çeşitlerinde olduğu gibi başka enerji çeşitlerine dönüştürülebilir. Hareket enerjisi elektrik enerjisine, elektrik enerjisi de hareket enerjisine dönüştürülebilir.
Çevreyi kirletmeyen, doğa dostu bir ulaşım aracı olan bisiklet, hareket enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü bir sistemi de içerisinde barındırır.
Bisikletinizin farları da evde kullandığınız lambalar gibi elektrikle çalışır. Bisikletlerin genellikle ön tekerleğinde, küçük metal bir kutuyu andıran dinamolar bulunur. Dinamolar, tekerleklerin dönmesiyle oluşan mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çevirmeye yarayan aygıtlardır.
Bisikletinizin farlarını yakmak istediğinizde bu dinamoyu tekerleğe dayalı konuma getirirsiniz. Bunu yaptıktan sonra pedal çevirmeye başladığınız zaman, bisikletinizin ön ve arka farları yanmaya başlar.
Dinamonun, tekerleğe dayanan kısmı gerçekte küçük bir çarktır. Bu çark, bisikletin tekerleğiyle beraber dönmeye başlar. Dinamonun içindeyse küçük bir mıknatıs bulunur. Bu mıknatıs dinamonun tepesindeki küçük çarka bağlıdır. Ne kadar hızlı pedal çevirirseniz, bisikletinizin tekerleğiyle beraber dinamonun küçük çarkı ve içindeki mıknatıs da o kadar hızlı dönmeye başlar.
Bilgisayarın icadı, kolaylıkla programlanabilen pek çok makinenin yapımına olanak sağlamıştır. Günümüzde robot olarak adlandırılan ve çevrelerindeki değişikliklere tepki verebilen, programlanabilen makineler üretilmektedir. Robotlar, elektrik enerjisini hareket enerjisine çevirerek basit ve tekrar eden işleri gerçekleştirmek için oldukça yararlıdır. Endüstri alanında kullanılan robotlar, 24 saat kesintisiz çalışarak üretimi büyük ölçüde artırabilir.
Endüstriyel alanda kullanılan robotların yanı sıra insan görünümünde robotlar da üretilmiştir. Japonya’da üretilen Asimo adındaki robot, astronot görünümündedir. İki ayak üzerinde saatte 6 kilometreye varan bir hızda yürüme ve koşabilme becerisine sahiptir.
ELEKTRİK ENERJİSİNİN ÜRETİMİ
Elektrik, günlük yaşantımızı sürdürebilmemiz için çok önemlidir. Günümüzde ufak çapta bir elektrik kesintisi bile ısınma, haberleşme, ulaşım gibi pek çok faaliyeti durma noktasına getirebilmektedir. Yaşamımızın vazgeçilmezi olan elektrik enerjisi, genellikle elektrik santrallerinde mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren jeneratörler aracılığı ile üretilmektedir. Bu jeneratörler çoğunlukla fosil yakıtların yakılması ya da nükleer reaktörlerdeki tepkimeler sonucu oluşan ısıyla üretilen buharla çalışır. Daha küçük jeneratörlerin bazıları dizel motorlarla çalışırken bazıları da suyu ya da rüzgâr enerjisini kullanır.
Su, güneş, rüzgâr kullanılarak elektrik enerjisi üretildiğinde yenilenebilir kaynaklar kullanılmış olur. Yenilenebilir bu enerji kaynakları çevreyi kirletmez.
Rüzgârdan Elde Edilen Elektrik
Elektrik enerjisi üretmek için jeneratöre bağlı türbinin mili, rüzgârla döndürülür. Jeneratör, milin dönüşüyle elektrik enerjisi üretir. Günümüzde kullanılan rüzgâr türbinleri 25-30 metre yüksekliğindedir ve birkaç yüz kilovatsaat elektrik enerjisi üretebilir.
Sudan Elde Edilen Elektrik
Hidroelektrik santrallerin çoğunda baraj bulunur. Baraj gölü oluşturmak için ırmağın önü kesilir. Böylece suya yükseklik kazandırılır. Pervane türbinler, barajın tabanına inşa edilir. Suyun hareket enerjisi türbinleri döndürür ve jeneratörler, elektrik enerjisi üretir. Norveç ve Kanada gibi yaşam standartları yüksek, gelişmiş ülkeler elektriklerinin büyük bölümünü hidroelektrik santrallerden karşılamaktadır.
Hidroelektrik santrallerde kullanılan türbinlerin benzerleri, gelgit olayından enerji elde etmek için de kullanılır. Kullanılmakta olan gelgit barajlarından en büyüğü Fransa’da Rance (Rans) Irmağı halicindedir. Bu sistemlerde üretilen elektrik enerjisinin miktarı, denizin kabardığı durum ile alçaldığı durum arasındaki yükseklik farkına bağlıdır.
Dünya’nın Isısından Elde Edilen Elektrik
Dünya’nın iç katmanlarından gelen ısı, jeotermal enerji olarak bilinir. Bu enerji, dünyanın bazı bölgelerinde kullanılmaktadır. Yer altındaki sıcak kayalardan geçen su, ısınarak buhar hâline geçer. Buhar ise elektrik üretiminde kullanılır. (Resim: Jeotermal enerji ile elektrik üretebilen tesis)
Termik Santrallerden Elde Edilen Elektrik
Fuel oil, mazot, linyit gibi fosil yakıtlar yakılarak dev kazanlardaki su ısıtılır. Su, buhâr hâline geçer. Buhar türbini çevirir. Isı enerjisi, mekanik enerjiye dönüştürülmüş olur. Oluşan mekanik enerji, türbin miline bağlı elektrik jeneratörünü çalıştırır.
Nükleer Enerjiden Elde Edilen Elektrik
Nükleer enerji, atom çekirdeğindeki proton ve nötron denilen parçacıkları bir arada tutan enerjidir. Bu enerjiyi ortaya çıkarmanın iki yolu vardır. Fisyon (bölünme) ve füzyon (kaynaşma). Fisyon olayında, ağır bir atomun çekirdeği, çok büyük miktarda enerji açığa çıkararak parçalanır. Bu olay, nükleer elektrik santrallerinin reaktörlerinde ve atom bombası patladığında olur.
Nükleer elektrik santrallerinin basınçlı su reaktörlerinde, nükleer fisyon sonucu ısı üretilir. Bu ısının oluşturduğu buhar, elektrik üreten jeneratörlerin türbinlerini çalıştırır.
ELEKTRİK ENERJİSİNİN TASARRUFLU KULLANILMASININ ÖNEMİ
Evimizde, günlük ihtiyaçlarımızı karşılayabilmek için elektrikli araçları kullanırız. Araçları kullanırken harcanılan elektrik enerjisi miktarı, kullanım şekline göre değişiklik gösterebilir. Elektrikli araçları satın alırken doğru seçersek ve aldıktan sonra dikkatli kullanırsak elektrik enerjisi tasarrufu yapabiliriz. Bu tasarruf hem aile hem de ülke ekonomisine katkı sağlar.
Örneğin 120 metrekarelik bir evde yaşayan dört kişilik bir ailenin ısıtma, soğutma, yemeklerin pişirilmesi ve saklanması, bulaşık ve çamaşırların yıkanması, televizyon gibi eğlence araçlarının kullanılması ve aydınlatma için harcanan elektrik enerjisi yılda 2 bin kilovatsaat civarındadır. Basit önlemler alarak evlerimizde en az %30 oranında enerji tasarrufu sağlamak mümkündür.
Enerji etiketi, bir cihazı yıllık enerji tüketimi bazında A, B, C, D, E, F ve G harfleriyle ifade edilen 7 grupta sınıflandırır. A harfi en düşük enerji tüketimini işaret eder. A sınıfı elektrikli aletler, ortalama %45 daha az enerji tüketir. Bu nedenle elektrikli araçları satın alırken A sınıfı olanlar tercih edilmelidir.
Kullanım alışkanlıklarımızı değiştirerek elektrik faturamızın daha az gelmesini sağlayabiliriz. Birkaç kullanım önerisini şu şekilde sıralayabiliriz:
Buzdolabı Kullanımında Enerji Tasarrufu
- Geniş buzdolapları, küçük olanlardan daha fazla enerji harcayacağı için yalnızca ihtiyaç duyulan büyüklükte bir soğutucu seçilmeli, az enerji tüketenler tercih edilmelidir.
- Buzdolabında tavsiye edilen sıcaklık 4 – 5 °C, dondurma sıcaklığı ise –20 °C’ tur. Bu konuda üretici firmanın talimatlarına uyulması gereklidir.
- Buzdolabı güneş alacak yerlerden ve radyatör yanından uzağa yerleştirilmelidir. Fırın ve diğer ısı kaynaklarından gelen sıcak hava, buzdolabının ayarlanan ısıda kalması için daha çok çalışmasına neden olacaktır. Buzdolabı, evin en sıcak yerine konmuşsa toplam enerji tüketimi %25 artar. Bir kâse buz parçası dolabın içine konduğu zaman 3- 4 gün süre ile %5 daha az enerji harcanır.
- A sınıfı bir buzdolabı sadece 44 watt’lık bir ampul kadar enerji harcar. Bu nedenle A sınıfı buzdolapları tercih edilmelidir.
- Buzdolabının verimli çalışma ömrü 20 yıldır. Eski dolaplar yeni dolapların iki katı enerji tüketirler.
Ocak ve Fırın Kullanımında Enerji Tasarrufu
- Elektrikli ocak ve fırınlar, pişirme süresinin bitiminden birkaç dakika önce kapatılıp aracın kendi sıcaklığından yararlanılabilir.
- Fırında gerekli olmadıkça ön ısıtma yapılmamalı, yapılsa bile bu süre 10 dakikayı geçmemelidir.
- Fırın kapağının her açılışında %20 oranında ısı kaybı olması nedeniyle pişirme süresinin sonuna kadar mümkünse kapak açılmamalıdır.
Çamaşır ve Bulaşık Makinesi Kullanımında Enerji Tasarrufu
- Çamaşır makinesinde yıkanan çamaşırların maliyeti, büyük ölçüde kullanılan sıcak suyun miktarına bağlıdır. Elektrik enerjisinin %90’ı suyu ısıtmada harcanır. Çamaşırlar, gerekmedikçe yüksek sıcaklıkta yıkanmamalıdır. Ilık (30- 40 °C) veya soğuk suyla yıkanmalıdır.
- Çamaşır makineleri yıkama programlarına uygun olarak tam doldurulmadan çalıştırılmamalıdır.
- Bulaşık makinelerinde su sıcaklığı 55 °C’tan fazla olmamalıdır.
- Bulaşık makinesi son durulamayı yaptıktan sonra, kapağı açarak bulaşıkların hava ile kendi kendine kurumasını sağlamak enerji maliyetinden %10 civarında tasarruf sağlar.
- Bulaşık makinesi tam dolduktan sonra çalıştırılmalıdır.
- Az kirli bulaşıklar için; kısa veya ekonomik devirli, düşük sıcaklıklı program seçilmelidir.
Elektrik Süpürgesi Kullanımında Enerji Tasarrufu
- Elektrikli süpürgelerin toz torbası sıklıkla boşaltılmalıdır.
- Üreticinin önerdiği şekilde kullanılmalıdır. Eskimiş fırçalar yenilenmelidir.
Televizyon, Bilgisayar ve Radyo Kullanımında Enerji Tasarrufu
- TV, radyo vb. araçların ses düzeyi duyulabilecek seviyede olmalıdır. Ses düzeyinin düşük tutulması elektrik enerjisi tüketimini düşürür.
- TV ve radyolar sürekli açık tutulmamalı, seyredilecek veya dinlenecek programlar dışında kapatılarak enerji israfı engellenmelidir.
- Küçük ekranlı televizyonlar, büyük ekranlara göre daha az elektrik enerjisi tüketirler.
- Kullanılmayan bilgisayarlar fişten çekilmediğinde %10 oranında elektrik tüketmeye devam eder. Bu nedenle fişin çekilmesi gereklidir.
Aydınlatmada Enerji Tasarrufu
- Tasarruflu ampuller, ekonomi ve çevreye büyük katkılar sağlar, normal ampullerden 5 kat daha az enerji tüketir ve 10 kat daha uzun ömürlüdür. Eski tip ampulleri verimli ampullerle değiştirerek enerji tasarrufu sağlanabilir.
- Kısa süreli de olsa oda terk edildiği zaman ışıklar söndürülmelidir.
- Gün ışığından mümkün olduğunca yararlanmalı, gerekmedikçe aydınlatma araçları kullanılmamalıdır.
- Dikiş, okuma vb. faaliyetlerde, bütün odayı aydınlatan lambalar yerine çalışma lambalarının kullanılması tasarruf sağlar.
- Zamanlayıcılar, fotoselli ya da yaklaşım sensörleri ile yapılan kontrollü aydınlatmalar da enerji tasarrufu sağlar.
- Lambalarda ışık ayarlayıcılar kullanılarak ışığın seviyesi istenilen durumlarda artırılıp azaltılmalıdır.
Enerji ihtiyacının %62’sini ithal ederek karşılayan ülkemizde, enerji verimli kullanılmalı, israf edilmemelidir.
Enerji tasarrufu konusunda vatandaşlara olduğu gibi yerel yönetimlere ve sivil toplum kuruluşlarına da sorumluluklar düşmektedir.
Kaynağa burdan ulaşabilirsiniz.
