Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Elektrik arkı, gazların kıvılcım anında ortaya çıkması ile oluşan elektrik olayı. Akım iletken olmayan hava tarafından iletildiği anda elektriksel ark oluşur. Ark boşalması voltajı az olan taraftan gözlenebilir. Elektriksel ark kavramının gözlenebilmesi için elektrotlar tarafından desteklenmelidir. Ayrıca, elektriksel ark kavramı elektrotlardaki elektronların termiyonik emisyonlarına bağlıdır. Voltaik ark terimi ise voltaik ark lambalarında kullanılır.
Tarihçe
Bir doğa olayı olarak düşünebileceğimiz elektriksel ark olayı ilk kez Humphry Davy tarafından 1801 yılında ifade edilmiştir. Bu çalışmalar William Nicholson‘ un “Doğa Felsefesi “ dergisinin Kimya ve Sanat bölümünde yayınlanmıştır. Aynı yıllarda Davy halka açık bir gösteriminde birbirine dokunmak üzere olan iki tane karbon çubuğunu birbirinden yavaşça uzaklaştırarak elektriksel arkları göstermiştir. Bu gösteride iki çubuk arasında zayıf kalan devamlı olmayan arklar gösterilmiştir. Kraliyet ailesi 1000 tane halkadan oluşan güçlü bir batarya için destek verdi. Sir Humphry Davy ise 1808 yılında geniş tabanlı arkları gösterdi. Bu gösterilerden sonra Sir Humphry Davy ismi, ark ile anılır olmuştu. Elektrotların arası çok açık olmamasına rağmen ark yukarıya doğru çıkan bir görünüm almıştı. Elektriksel arkın bu şekilde görünmesinin bir sebebi ise sıcak gazlara uygulanan kaldırma kuvveti idi. Bu gözlemlerden bağımsız olarak arkların bu şekilde görünümünü özel sıvıların elektriksel görünümü olarak ifade etti. Ayrıca bakır ve çinko alaşımı 4200 tane disk şeklinde pillerden oluşan bataryasıyla bu gözlemini açıklamıştır.
Genel bakış
Elektrik arkı yüksek akım yoğunluğundan dolayı oluşan elektrik yükü boşalmasıdır. Maksimum akım ark yolu ile atlama yapabilir. Elektriksel ark sadece dış devre tarafından sınırlandırılır, arkın kendisi tarafından sınırlandırılmaz. Ark oluştuğu zaman içerisinde arkın oluştuğu kısımda akım arttıkça ark miktarı azalır. Bu gözlem de bize dinamik olarak direnç karakteristiğini gösterecektir. Devamlı olarak elektriksel arkları elde etmek istiyorsak bu karakteristiğe uygun hareket etmeliyiz. Buna ek olarak akımı sabit tutmalıyız. İki elektrot arasındaki ark yük boşalması ve iyonlaşma ile başlar. Bu ark olayının belirgin bir şekilde görülebilmesi için devreden geçen akımın artırılması gerekir. Voltajın kesintiye uğraması elektrotların arasındaki boşluğa, basınca ve arkın etrafındaki gazın cinsine bağlıdır. Ark oluşmaya başladığında uç gerilimi kızaran kısımdaki gerilimden az olacaktır ve kızaran kısımdaki ark akımı ise daha fazla olacaktır.
Ark kısmındaki açığa çıkan gazların basıncı atmosfer basıncına yakındır. Bu gözlemi yapmak için ışık emisyonuna ihtiyacımız vardır. Işık emisyonunda arkın oluştuğu kısımda akım geçişinin yoğun olduğunu ve sıcaklığın yüksek olduğunu gözlemleyebiliriz. Kızaran kısımdaki yük boşalması sürecinde iyonlar elektrotlardan daha az termal enerjiye sahiptir. Ark oluştuğundaki yük boşalması olayında ise iyonlar ve elektronlar yaklaşık olarak eşit derecede termal enerjiye sahiptir ve yaklaşık olarak aynı termal enerjiye sahiptirler.
Çizimde gösterilen ark gibi iki tane çubuk başlangıçta temas halinde iken yüksek voltaj olmasa bile ark oluşturabilirler. Dokundukları yerden yapmış gibi küçük bir çıkıntı oluştururlar ve buradan elektronların geçişi sağlanır. Bu çubukları yavaşça birbirinden ayırdığımız zaman ise düzgün bir ark görülür. Arklara diğer bir örnek ise elektriği açma kapamada kullanılan anahtarlardır. Röle ve akım kesicilerde de bu çeşit arklar görülebilir. Yüksek enerjili devrelerde arklardan korunmak için bağlantı yerlerine çeşitli önlemler alınabilir.
Rezistanslarda ark boyunca ısı enerjisi ortaya çıkar ve bu sayede daha çok gaz molekülü iyonize olur (İyonlaşma seviyeleri sıcaklık tarafından belirlenir). Buna ek olarak katı - sıvı - gaz - plazma şeklinde bir sıralama görülür. Gaz molekülleri ark olayının oluştuğu esnada yavaşça haline dönüşür. Termal Plazma noktası termal denge noktasıdır.
Termal denge noktasında ise moleküller, iyonlar, atomlar hatta elektronlar birbirlerine göre yaklaşık olarak eşit sıcaklığa sahiptirler. Termal plazma gerçekleştiğinde elektriksel enerji elektronlara verilir, çünkü elektronlar çok fazla hareket alanına sahiptir. Buna ek olarak elastik çarpışma yaparak enerjilerini kaybetmeden kısa süre içerisinde dağılırlar. Akım termiyonik emisyon tarafından devam ettirilir ve katot tarafından alan emisyonu oluşturulur Akım küçük sıcak bir çubuğun katot ucunda çok yoğundur ve akım yoğunluğu santimetrekarede bir milyon amperdir. Yük boşalmasından farklı olarak ark olayı daha fazla görünür özelliğe sahiptir. Çünkü pozitif sütun biraz daha parlaktır ve ark her iki elektrota kadar uzanır. Katot ve anotta zamanla voltaj kayıpları görünür. Bu küçük voltaj kayıpları her elektrotta milimetrede küçük kayıplar olarak düşünülebilir. Pozitif taraf düşük potansiyel eğilimine sahiptir ve küçük ark kayıpları yaşanabilir.
Düşük frekanslarda (100 Hz den düşük olmak üzere) alternatif akım arkları ile doğru akım arkları benzerlik gösterir. Bir sonraki durumda ise ark ayrılmış kısımdan başlar ve elektrotlar akım yönü bakımından ters konuma gelirler. Akımın frekansını artırdıkça iyonlaşmaya zaman kalmayacaktır ve ark devamlı olarak görülmeyecektir. Çünkü voltaj ve akım ilişkisi, ohm kanunlarındaki gibi olacaktır.
Akım ve elektrik alan birçok elektrik ark çeşidini ortaya çıkarır. Etrafında gazdan bir alan oluşan iki iletken çubuk (bu çubuklar tungstenden veya karbondan yapılmış olabilir) elektriksel ark oluşturabilir. Bu çeşit arklar yüksek derecede ısı yayabilir ve birçok materyali eritebilir veya buharlaştırabilir. Elektriksel arklar devamlı olarak yük boşalması yapabilir fakat arklara benzer elektriksel kıvılcımlar yük boşalmasını geçici olarak yaparlar. Elektriksel arklar hem alternatif akımda hem de doğru akımda oluşabilirler. Alternatif akımda ise arklar yarım periyotlu olarak tekrar oluşabilirler. Buna ek olarak, elektriksel arklar kor halindeki metallerdeki yük boşalması olayından farklıdır. Elektriksel arklarda akım yoğunluğu çok fazladır ve voltaj düşme aralığı çok fazladır. Elektriksel arkların akım yoğunluğu santimetre başına bir mega amper kadar olabilir. Elektriksel arkların akım ve voltaj ilişkisi lineer değildir. Ark oluştuğunda (yük akışı veya elektrotların dokundurulup ayrılması olayı) akımın artırılması ve aynı zamanda voltajın düşürülmesi arasında bağlantı kurulabilir. Bu bağlantı arkların sönümlenmesini de açıklayabilir. Negatif direnç etkisi empedansın pozitif formuna ihtiyaç duyar. Devredeki elektriksel denge kurulunca düzgün görünümlü arklar elde edilir. Elektriksel arkların bu özellikleri, devre elemanlarını bozacak şekilde etkiler ve bu arklar kontrol edilemezler. Elektrik devresinde oluşan bu arklar kontrol edilemezler ve devre elemanları bozulana kadar akım çekmeye devam ederler.
| Wikimedia Commons'ta Elektrik arkı ile ilgili ortam dosyaları bulunmaktadır. |
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Elektrik arki gazlarin kivilcim aninda ortaya cikmasi ile olusan elektrik olayi Akim iletken olmayan hava tarafindan iletildigi anda elektriksel ark olusur Ark bosalmasi voltaji az olan taraftan gozlenebilir Elektriksel ark kavraminin gozlenebilmesi icin elektrotlar tarafindan desteklenmelidir Ayrica elektriksel ark kavrami elektrotlardaki elektronlarin termiyonik emisyonlarina baglidir Voltaik ark terimi ise voltaik ark lambalarinda kullanilir Iki civi arasindaki elektrik arki TarihceYildirim dogal bir elektrik arkidir Bir doga olayi olarak dusunebilecegimiz elektriksel ark olayi ilk kez Humphry Davy tarafindan 1801 yilinda ifade edilmistir Bu calismalar William Nicholson un Doga Felsefesi dergisinin Kimya ve Sanat bolumunde yayinlanmistir Ayni yillarda Davy halka acik bir gosteriminde birbirine dokunmak uzere olan iki tane karbon cubugunu birbirinden yavasca uzaklastirarak elektriksel arklari gostermistir Bu gosteride iki cubuk arasinda zayif kalan devamli olmayan arklar gosterilmistir Kraliyet ailesi 1000 tane halkadan olusan guclu bir batarya icin destek verdi Sir Humphry Davy ise 1808 yilinda genis tabanli arklari gosterdi Bu gosterilerden sonra Sir Humphry Davy ismi ark ile anilir olmustu Elektrotlarin arasi cok acik olmamasina ragmen ark yukariya dogru cikan bir gorunum almisti Elektriksel arkin bu sekilde gorunmesinin bir sebebi ise sicak gazlara uygulanan kaldirma kuvveti idi Bu gozlemlerden bagimsiz olarak arklarin bu sekilde gorunumunu ozel sivilarin elektriksel gorunumu olarak ifade etti Ayrica bakir ve cinko alasimi 4200 tane disk seklinde pillerden olusan bataryasiyla bu gozlemini aciklamistir Genel bakisLondra da bir tren ve tren raylari arasinda olusan elektrik arki Elektrik arki yuksek akim yogunlugundan dolayi olusan elektrik yuku bosalmasidir Maksimum akim ark yolu ile atlama yapabilir Elektriksel ark sadece dis devre tarafindan sinirlandirilir arkin kendisi tarafindan sinirlandirilmaz Ark olustugu zaman icerisinde arkin olustugu kisimda akim arttikca ark miktari azalir Bu gozlem de bize dinamik olarak direnc karakteristigini gosterecektir Devamli olarak elektriksel arklari elde etmek istiyorsak bu karakteristige uygun hareket etmeliyiz Buna ek olarak akimi sabit tutmaliyiz Iki elektrot arasindaki ark yuk bosalmasi ve iyonlasma ile baslar Bu ark olayinin belirgin bir sekilde gorulebilmesi icin devreden gecen akimin artirilmasi gerekir Voltajin kesintiye ugramasi elektrotlarin arasindaki bosluga basinca ve arkin etrafindaki gazin cinsine baglidir Ark olusmaya basladiginda uc gerilimi kizaran kisimdaki gerilimden az olacaktir ve kizaran kisimdaki ark akimi ise daha fazla olacaktir Ark kismindaki aciga cikan gazlarin basinci atmosfer basincina yakindir Bu gozlemi yapmak icin isik emisyonuna ihtiyacimiz vardir Isik emisyonunda arkin olustugu kisimda akim gecisinin yogun oldugunu ve sicakligin yuksek oldugunu gozlemleyebiliriz Kizaran kisimdaki yuk bosalmasi surecinde iyonlar elektrotlardan daha az termal enerjiye sahiptir Ark olustugundaki yuk bosalmasi olayinda ise iyonlar ve elektronlar yaklasik olarak esit derecede termal enerjiye sahiptir ve yaklasik olarak ayni termal enerjiye sahiptirler Cizimde gosterilen ark gibi iki tane cubuk baslangicta temas halinde iken yuksek voltaj olmasa bile ark olusturabilirler Dokunduklari yerden yapmis gibi kucuk bir cikinti olustururlar ve buradan elektronlarin gecisi saglanir Bu cubuklari yavasca birbirinden ayirdigimiz zaman ise duzgun bir ark gorulur Arklara diger bir ornek ise elektrigi acma kapamada kullanilan anahtarlardir Role ve akim kesicilerde de bu cesit arklar gorulebilir Yuksek enerjili devrelerde arklardan korunmak icin baglanti yerlerine cesitli onlemler alinabilir Rezistanslarda ark boyunca isi enerjisi ortaya cikar ve bu sayede daha cok gaz molekulu iyonize olur Iyonlasma seviyeleri sicaklik tarafindan belirlenir Buna ek olarak kati sivi gaz plazma seklinde bir siralama gorulur Gaz molekulleri ark olayinin olustugu esnada yavasca haline donusur Termal Plazma noktasi termal denge noktasidir Termal denge noktasinda ise molekuller iyonlar atomlar hatta elektronlar birbirlerine gore yaklasik olarak esit sicakliga sahiptirler Termal plazma gerceklestiginde elektriksel enerji elektronlara verilir cunku elektronlar cok fazla hareket alanina sahiptir Buna ek olarak elastik carpisma yaparak enerjilerini kaybetmeden kisa sure icerisinde dagilirlar Akim termiyonik emisyon tarafindan devam ettirilir ve katot tarafindan alan emisyonu olusturulur Akim kucuk sicak bir cubugun katot ucunda cok yogundur ve akim yogunlugu santimetrekarede bir milyon amperdir Yuk bosalmasindan farkli olarak ark olayi daha fazla gorunur ozellige sahiptir Cunku pozitif sutun biraz daha parlaktir ve ark her iki elektrota kadar uzanir Katot ve anotta zamanla voltaj kayiplari gorunur Bu kucuk voltaj kayiplari her elektrotta milimetrede kucuk kayiplar olarak dusunulebilir Pozitif taraf dusuk potansiyel egilimine sahiptir ve kucuk ark kayiplari yasanabilir Dusuk frekanslarda 100 Hz den dusuk olmak uzere alternatif akim arklari ile dogru akim arklari benzerlik gosterir Bir sonraki durumda ise ark ayrilmis kisimdan baslar ve elektrotlar akim yonu bakimindan ters konuma gelirler Akimin frekansini artirdikca iyonlasmaya zaman kalmayacaktir ve ark devamli olarak gorulmeyecektir Cunku voltaj ve akim iliskisi ohm kanunlarindaki gibi olacaktir Bir kablodaki teller arasinda elektrik arki Akim ve elektrik alan bircok elektrik ark cesidini ortaya cikarir Etrafinda gazdan bir alan olusan iki iletken cubuk bu cubuklar tungstenden veya karbondan yapilmis olabilir elektriksel ark olusturabilir Bu cesit arklar yuksek derecede isi yayabilir ve bircok materyali eritebilir veya buharlastirabilir Elektriksel arklar devamli olarak yuk bosalmasi yapabilir fakat arklara benzer elektriksel kivilcimlar yuk bosalmasini gecici olarak yaparlar Elektriksel arklar hem alternatif akimda hem de dogru akimda olusabilirler Alternatif akimda ise arklar yarim periyotlu olarak tekrar olusabilirler Buna ek olarak elektriksel arklar kor halindeki metallerdeki yuk bosalmasi olayindan farklidir Elektriksel arklarda akim yogunlugu cok fazladir ve voltaj dusme araligi cok fazladir Elektriksel arklarin akim yogunlugu santimetre basina bir mega amper kadar olabilir Elektriksel arklarin akim ve voltaj iliskisi lineer degildir Ark olustugunda yuk akisi veya elektrotlarin dokundurulup ayrilmasi olayi akimin artirilmasi ve ayni zamanda voltajin dusurulmesi arasinda baglanti kurulabilir Bu baglanti arklarin sonumlenmesini de aciklayabilir Negatif direnc etkisi empedansin pozitif formuna ihtiyac duyar Devredeki elektriksel denge kurulunca duzgun gorunumlu arklar elde edilir Elektriksel arklarin bu ozellikleri devre elemanlarini bozacak sekilde etkiler ve bu arklar kontrol edilemezler Elektrik devresinde olusan bu arklar kontrol edilemezler ve devre elemanlari bozulana kadar akim cekmeye devam ederler Wikimedia Commons ta Elektrik arki ile ilgili ortam dosyalari bulunmaktadir