Elektrik

0
606

İÖ 600 yıllarında Miletoslu Filozof Thales, kumaşa sürtüldüğünde kehribarın hafif cisimleri, saman ve tahta parçalarını çekme gücünde olduğunu gördü, Statik elektrik böylece ilk kez gözlenmiş oldu. İngiliz fizikçisi William Glibert (1540-1608) aynı deneyleri yineleyerek statik elektriği belirtmek için kehribarın Yunanca karşılığı olan elektron sözcüğünden “electricity” sözcüğünü türetti. 1570’e doğru Gilbert, amberden başka cisimlerin de elektriksel özelliklerinin olduğunu kanıtladı. Ayrıca, manyetizma ve elektrik kavramlarını birbirinden ayırarak “Bir mıknatıs yalnızca manyetik cisimleri çeker, elektrik ise her şeyi” cümlesiyle düşüncesini ortaya koydu. Çalışmaları sırasında ilk elektrik ölçüm aracı olan ilkel bir elektroskobu yapmayı başardı. 1729’da İngiliz fizikçisi Stephan Grak (1696-1736) iletkenlik ve yalıtkanlık kavramlarını geliştirdi. Dört yıl sonra Parisli Charles François de Gisternay du Fay (1698-1739) 2 cins elektrik bulunduğunu ortaya koydu, bunları çam (pozitif) ve reçine (negatif) elektrikleri diye adlandırdı. Ayrıca “Benzer yükler birbirini iter, değişik yükler çeker” tümcesiyle temel elektrik yasalarından birini oluşturdu. Çalışmalarını sürdüren Du Fay, sıvı ve katı tüm cisimlerin cam içine yerleştirildiklerinde elektriklendiklerini, kolayca elektriklenen cisimlerin kötü iletken olduklarını gözledi.

1745’te de Alman matematikçisi Pieter von Masshchenbroek (1692-1761) statik elektrik üretmeye ve depolamaya yarayan leyden şişesini buldu. 1 yıl sonra Amerikalı devlet ve bilim adamı Benjamin Franklin (1706-1790) artı ve eksi yüklerin tanımlanmasını önerdi. Ayrıca ünlü uçurtma deneyi ile oluşan elektrğin atmosferde de bulunduğunu kanıtladı. 1771’de İtalya’nın Pavia Üniversitesi’nde doğa tarihi öğretmeni olan Alessandro Volta (1745-1827) elektrometre’yi buldu. 1785’te Fransız Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) iletken bir cismin iç yüzeyinin elektrikle yüklenemeyeceğini kanıtladı. Daha sonraları, elektrik niceliği birimine onun anısına “coulomb” adı verildi. Elektrik konusunda ilk önemli buluş, 1800’de Alessandro Volta‘nın ilk gerçek üreteci yapmayı başarması oldu.İngiliz kimyacısı Humphry Davy’nin (1778-1829) elektrik arkı’nı elde etmesi ve elektrikten telgraf aracılığıyla haberleşme alanında yararlanılabileceği görüşü Volta‘nın çalışmalarının geliştirilmesinin sonucudur. 1820’ de Fransız fizikçi Andre Marie Ampere (1775-1836) elektrik terminolojisi oluşturarak elektrik konusunda çeşitli kitapçıklar yayımladı. Kopenhag Üniversitesi’nden Christian Oersted (1775-1851) ve Ampere’in açıkladığı ilkeler ölçümlemelerin mıknatıslar yardımıyla yapılabileceğini ortaya çıkardı.

İngiliz kimyacı-fizikçisi Michael Faraday (1791-1867), Humphry Davy ile çalışmaları sırasında ilkel bir elektrik motoru yapmayı başardı. Bunun yanı sıra Faraday, elektrik sürtünmeyle oluştuğu zaman ortaya çıkan pozitif ve negatif yüklerin birbirine eşit olduğunu ileri sürdü. Kapasitans birimine farad adı onun anısına verilmiştir. 1832’de Thomas Johann Seeback (1779-1857) ve Salamo Christoph Scheveigger (1779-1857) adlı Alman fizikçiler, elektrik tarihine geçecek önemli buluşlar yaptılar. Seeback elektromotor güç kavramının varlığını ortaya koydu. Scheveigger ise gerçek anlamda ilk galvanometreyi yaparak bir devrede dolaşan akım niceliğinin ölçülebilmesini sağladı. 1827’de Alman fizikçisi Georg Simon Ohm (1787-1854) kendi adıyla anılan elektrik yasasını açıkladı: Ohm Yasası belirli bir devrede amper cinsinden akım, voltaj cinsinden gerilimin ohm cinsinden dirence bölümüne eşittir. Albany Akademisi profesörü Joseph Henry (1797-1878), 1831’de özendüksiyon elektromotor gücünü buldu; ayrıca, zil, elektromanyetik telgraf, elektrik devreleri için role gibi buluşları da gerçekleştirdi; anısına endüksiyon birimine henry adı verildi. Aynı yıl Faraday manyetizmayla elektrik üretmeye çalışırken bir trafo yapmayı başardı, ayrıca dinamoyu da geliştirerek bir iletkenin bir manyetik alanda dik açılarla hareket ettirildiğinde bir gerilim oluşturacağını ortaya koydu.

1833’te Faraday bileşiklerin elektrik etkisiyle ayrışmasını gözleyerek bu olaya elektroliz adını verdi, incelemeleri sonucu elektrik akımınca ayrıştırılan elektrolit miktarının, akıma ve akımın uygulandığı süreye orantılı olduğunu saptayarak adıyla anılan Faraday Yasası’nı buldu. Shilling’in 1834’teki deneylerinden yararlanan, Alman fizikçi Wilhelm Eduard Weber (1804-1891) ile Alman fizik ve matematikçisi Friedrich Gauss (1777-1855) birlikte bir elektromanyetik telgraf sistemi geliştirdiler. Çalışmalarında 9 bin feet uzunluğunda tek tel ve manyetik bir iğne kullanan bu iki bilim adamı, haberleşme için yalnızca 5 ayrı işaretin yeterli olduğunu kanıtladılar. Aynı zamanda matematik elektrik kuramının yaratıcısı olan Gauss’un anısına manyetik alan birimine gauss adı verildi. James Clark Maxwell bilinen tüm elektrik olaylarını birleştirerek Coulomb, Oersted, Ampere, Ohm ve Faraday‘ın yasalarına dayanan tek bir kuram durumuna getirdi (1864). Maxwell, bu çalışmaları doğadaki tüm manyetik ve elektriksel olayları açıklayabilecek, güçlü bir matematik kuramıyla birleştirdi. Ayrıca kuramı, elektromanyetik dalgaların uzayda yayılabileceğini belirtiyor; bu da ışığın bir cins elektromanyetik dalga olduğu sonucunu doğuruyordu. Işığın iletimi, kırınımı, girişimi gibi olayları açıklayan Maxwell kuramı 4 denklemle özetlenir; birinci denklem, uzayın herhangi bir noktasında bulunan bir elektrik yüküne etki edebilecek güç olarak tanımlanan elektrik alanını çevredeki manyetik akımın zaman birimindeki değişimine bağlıyordu. Bu Faraday‘ın gözlediği endüksiyon olayıydı. İkinci denklem; çevredeki manyetik alanla elektrik alanının zaman birimindeki değişimi arasındaki ilişki kuruyordu. Öteki iki denklem elektrik ve manyetik alanların uzaysal özeliklerini açıklıyordu. Bunlardan biri, yoğunlaşmış bir yükün elektrik alanı bu yükten ayrıldığı mesafenin karesiyle ters orantılı olarak tanımlanır.