Yaşamımızdaki Elektrik

İletken ve yalıtkan maddeler nedir? İletkenlik ve yalıtkanlık nedir?

İletken malzemeler; en dış yörünge kabuğunda, bağlı bulunduğu atomdan kolayca ayrılarak serbestçe dolaşabilen en az bir ‘değerlik’ (‘valens’) elektronu olan atomlardan oluşur. Malzemeye iletkenlik özelliğini, bu; serbestçe dolaşarak yük taşıyıcı görevi yapabilen elektronlar verir. Benzer şekilde, malzemenin bir tarafı ısıtıldığında, bu hareketli elektronlar kinetik enerjilerindeki artışı, malzemenin diğer bölgelerine taşıyıp, uğradıkları çarpışmalar sonucunda oralara aktarırlar. Metallerin ısı ve elektrik iletkenliği, bu yüzden yüksektir. Değerlik elektronlarının sayısı ne kadar fazla, iyonlaşma enerjileri ne kadar düşükse; metalin yapısı o kadar iletken olur.

Yarıiletken maddeler; saf halde iken yalıtkan olmakla beraber, yapılarına başka bir elementin atomlarından az miktarda (‘safsızlık’) katılması halinde yük taşıyıcıları oluşturabilen maddeler. Örneğin n tipi yarıiletkenler, silikon gibi dört tane değerlik elektronuna sahip bir elementin kristal halinin, fosfor ya da arsenik gibi beş tane değerlik elektronuna sahip elementlerle katkılanması sonucunda elde edilir. Katkı atomunun değerlik elektronlarından dördü, civardaki dört silikon atomuyla paylaşılırken, boşta kalan beşincisi, eksi yük taşıyıcısı haline gelerek, aksi halde yalıtkan olan silikon kristale bir miktar iletkenlik kazandırır. Eğer katkılamada, boron ya da galyum gibi üç tane değerlik elektronuna sahip bir element kullanılırsa, p tipi yarıiletken elde edilir. Çünkü, katkı atomundaki üç değerlik elektronu, civardaki dört silikon atomundan üçüyle bağ oluştururken, dördüncü silikon atomu, bir elektron eksikliğiyle karşı karşıya kalmıştır. ‘Deşik’ de denilen bu elektron eksikliği, artı yüklü bir bölge gibi davranır ve komşu bağları oluşturan elektronlardan birisi bu deşiğe düştüğünde, deşik, elektronun geldiği konuma kaymış gibi göründüğünden, yer değiştirmiş olur. Dolayısıyla, deşikler de artı yük taşıyıcıları gibi davranarak, aksi halde yalıtkan olan silikon kristaline bir miktar iletkenlik kazandırırlar.

Yalıtkan maddelerde ise, atomlarından kolayca ayrılarak elektrik yükü ve kinetik enerji taşıma işlevini yerine getirecek ‘değerlik elektronları’ bulunmuyor.
 

Üzerinden geçen elektrik akımına karşı maddelerin gösterdiği kolaylık iletkenliktir. Bir madde elektrik akımına karşı ne kadar az direnç gösterirse o kadar iyi iletkendir. Maddelerdeki elektrik akımı iletkenliği elektronların hareketi ve iyonların hareketi ile ilgilidir. Elementlerden metaller elektrik akımını iletir, ametaller iletmez İyonik bağlı katı kristaller elektrik akımını iletmezler. Bunlar sıvı hâlde ve sulu çözelti hâlinde elektrik akımını iletirler.

Hangi metallerin elektrik iletkenliği daha fazladır?

Metallerin elektrik iletkenlilerine göre sıralanması

Metallerin elektrik iletilenliği periyodik tabloda  sağdan sola yukarıdan aşağıya gittikçe artar. Buna göre K un elektrik iletkenliği Ca dan fazla dır. Yine aynı gurupta ise örnek verecek olursak K un elektrik iletkenliği Na dan daha  fazladır. Bu şekilde yukarıda mavi ile gösterilen metal elementlerin elektrik iletkenliklerini birbirleri ile kıyaslayabilirsiniz.

Direnç nedir ?

Devreye uygulanan gerilim ve akım bir uçtan diğer uca ulaşıncaya kadar izlediği yolda birtakım zorluklarla karşılaşır. Bu zorluklar elektronların geçişin etkileyen veya geciktiren kuvvetlerdir. İşte bu kuvvetlere DİRENÇ denebilir.

Kısaca Ω ohm ile gösterilir. Başka bir değişle elektrik akımına karşı gösterilen zorluğa DİRENÇ denir. “R” harfi ile sembollendirilir.

 Birimi ise “W” Ohm’dur. Ohm Kanunu Kapalı bir elektrik devresinde direnç; devre gerilimi ile devreden geçen akımın bölümüne eşittir.
Elektrik, elektronik devrelerinde en yaygın olarak kullanılan devre elemanları dirençlerdir. Direncin iki temel görevi vardır; akımı sınırlamak ve gerilimi bölmek. Dirençler 1 ohm’dan daha küçük değerlerden 100 Mega ohm’dan daha büyük değerlere kadar geniş bir yelpazede çeşitli omik değerlerde üretilmektedir.

Elektrik Çarpması Nedir?

Elektrik çarpması evlerdeki prizler-elektrikli aletlerden kaynaklanan elektrik kaçakları, enerji iletim kablolarının kopması ya da direklere tırmanılması, yıldırım düşmesi ile ortaya çıkabilir.

Vücuttan geçen elektrik akımları yüksek voltajdaysa, şok, kalp durması, solunum durması, ölüm gibi sonuçlar doğurabilir.

Elektrik şoku solunumu ve kalp atışlarını etkileyebilir. Akım vücuttan ne kadar uzun süre geçerse oluşan tahribat da o kadar büyük olur.

Elektrik şoku solunumu ve kalp atışlarını etkileyebilir. Akım vücuttan ne kadar uzun süre geçerse oluşan tahribat da o kadar büyük olur.

Elektrik çarpmasının damarlar üzerindeki etkisi, kalıcı, geç ortaya çıkan sorunlar yaratabilir. Kimi kısa süreli, düşük voltajlı elektrik çarpmalarında kazazedenin bilinci açık olup, cilt üzerinde dahi hiç iz bulunmayabilir.

Elektrik Çarpmasının Belirtileri nelerdir?

• Kızarıklıklar

• Deri üzerinde yanık, derinin akımın giriş ve çıkış noktalarında kararması ve yanması

• Bilinç kaybı

• Solunum ve dolaşım sisteminin bozulması

• Şok belirtileri


Elektrik Çarpmasının İlkyardımı


• Elektrik akımı şalterden kesilmeli, bu yapılamıyorsa çıplak kablo ile kazazedenin teması iletken olmayan bir cisim kullanılarak kesilmelidir. İlkyardımcı bunu yaparken, kendi hayatını tehlikeye atmamalıdır.

• Kaza ortamında hemen ilkyardımın ABC’si kontrol edilmeli ve sağlanmalı, bilinç kaybı var ise koma pozisyonu verilmelidir. Kalp masajı gerekiyorsa, önce kalp masajı uygulama bölgesine şoklama amacıyla bir yumruk vurulur.

• Yanık ve buna bağlı yaralanma varsa bakımı yapılır, kazazede ayağa kaldırılmadan nakli sağlanır.