- Katılım
- 26 Eki 2007
- Mesajlar
- 2,512
- Puanları
- 206
- Yaş
- 66
Bir cismin sürtünme ile elektriklenmesi yaklaşık olarak 2700 yıldan beri bilinmektedir. Bilhassa naylon miktarı fazla olan kazaklar giyilirken veya çıkarılırken kıvılcımların oluşması elektrik yükünün hareketine bir örnektir.Yağmurlu havalarda bulutlarla yer arası veya buluttan buluta oluşan şimşekler de bir diğer örnektir.Uzun yıllara dayanan gözlemler sonunda sürtünme ile Elektriklenme de iki tip elektrik yükü olduğu bulunmuştur.İpeğe sürülen bir cam çubuk diğer bir cam çubuğun yanına getirilirse çubuklar birbirini itecektir. Diğer taraftan kürke sürtülmüş bir plastik çubuk ,aynı cam çubuğun yanına getirilirse onu çekecektir.ABD bilim adamlarından Benjamin Franklin(1706-1790), plastik çubukta oluşan elektrik yüküne (-) negatif ve cam çubukta oluşan elektrik yükün (+) pozitif terimlerini getirmiştir. Ben Franklin?nin yıldırım çubuğu en önemli buluşlardandı.
RESİM 1
Günümüzde halen kullanılan bu çubuk, 250 yıl içinde değişme gösterdi ve çeşitli şekillerde kullanıldı.Örneğin; Fransa?da 1970?e kadar,tüm binalarda kullanılan yıldırım çubukları radyum (226Ra) ile kaplıydı.Ucunda oluşan iyonizasyon fırtına bulutu olduğunda nötrölüzasyon akımını arttıracaktı.Her ne kadar en azından teoride bu doğru olsa da,çubuklar az miktarda radon ürettiler.Radyumun yarı yaşam süresi 1600 yıl olduğundan ,eski yıldırım çubukları iyi bir sistemdir.
Yıldırım çubuğundan başka ,20. yüzyılın başında elektrostatiğin ilk endüstri uygulamaları yapılmıştır.1906?da Frederick Cottrell elektrofiltreyi yada Elektrostatic Precipitator?ı üretti. Yanan cisimlerden çıkan külleri tutarak çevre kirliliği oluşmasını engellemiştir.
RESİM 2
Elektrofiltreler bu olayın başlangıcıydı.Daha sonra çeşitli partikülleri birbirinden ayırmak için yöntemler bulundu,örneğin boya fışkırtmak için yada kuru tabakalar (kumaş yada zımpara kağıdı için)üretmek için bulunan metotlar gibi.Hukukçu ve fizikçi Carlson patent ofisinde çalışıyordu,patent kağıtlarının fotokopilerine ihtiyaç duyuldu.Carlson? da fotokopi makinesi yapmaya karar verdi.Fotoiletken ve elektrostatiği kullanarak çalışma prensibini oluşturdu ama kimse çalışacağına inanmıyordu ve haklı çıktılar.Yıllar sonra Elektrostatik olarak bilinen bu çalışmalar çok büyük etki yaratan Xerox? la sonuç verdi.
1930?larda Orta-Batı Amerika?da tahıl ambarlarında patlamalar (haftada bir tahıl ambarı patlıyordu) yaşandı.Hastane operasyon odalarında ve laboratuarlarda patlamaların artmasıda statik elektriğe bağlandı.
RESİM 3
Elektrostatik deşarj bu tür patlamaların kaynağıydı.1950 ve 1960?larda yeni bir patlama türü ortaya çıktı.Yağ tankerleri yüksek basınçlı sularla yıkandığında çeşitli kazalara sebebiyet verdi.Patlayıcı buhar-hava karışımı hidrokarbon artığından gelse de,patlamanın sebebi hala bilinmiyordu.Nedeni homojen olmayan alan içinde suyun darbe vuruşları olarak görülüyordu. Statik elektrikteki olay sadece patlamalardan dolayı değildi.1930?larda tekstil endüstride olduğu gibi basım endüstrisinde de etkisini gösterdi.Kağıtlar birbirine yapışıyordu,fiberler filtreleri tıkıyordu.Statik elektrik araba radyosunun çatırdamasına yada bir şeye dokunduğunuzda çarpılmanıza neden oluyordu.Bunlar da lastiğe karbon karıştırılarak iletken hale geçmesi olayına önderlik etti.
1940 ve 1950?lerde naylon ve teflon gibi malzemelerin üretilmesiyle,statik elektrik her gün kullanılan bir olgu haline geldi.İnsanlar statik elektriği giysilerin üzerimize yapışma yada su musluğuna dokunduğumuzda istenmeyen şoklara maruz kalma nedeni olarak algıladı.Ayrıca televizyon ekranın yada monitörlerin kirlenmesine neden oluyordu.Halkın inanışına göre statik elektrik baş ağrısına neden oluyordu ve atmosferdeki iyi negatifle kötü pozitif iyonların dengesiydi.
Statik elektrik ufak bir ayrıntı olarak bilinmekte.1960?larda statik elektrik yeni bir sektöre sıçradı:ELEKTRONİK.Bazılarına göre Mosfetler elektronik devrinin başlangıcıydı. Mosfetlerden önce statik elektrik kendini hissettiriyordu ama bu bilinmiyordu.Elektrostatik (statik elektrik değil) elektronik dünyasına yerleştirilen bir uygulama değildi. Komplike elektronik devreler bozulduğunda,bazı elektronikçiler yükle elektrik alan şiddeti arasındaki ilişkinin (Şekil 4?te de gösterildiği üzere) bozulmaya neden olabileceğini savundular.
RESİM 4
Çoğu insana göre elektrostatik elektronik endüstride oldukça yeniydi.Elektrostatiği yeni bir alan olarak kabul ettiler ve ona yeni bir isim verdiler:Elektrostatik Deşarj (ESD).Günümüzde kıvılcım,korona,fırça ESD? nın uygulamalarındandır.
STATİK ELEKTRİKİN TANIMI
Statik elektrik dingin haldeki elektriği belirtir ve çevresindeki maddelerle etkileşen malzemenin yüzeyindeki elektriksel dengesizliktir.Bir atom yada molekül elektron kaybettiğinde veya kazandığında bu dengesizlik oluşmaktadır.Normalde atomda proton ve elektron sayısı birbirine eşittir ama elektronlar kolayca bir atomdan diğerine geçebilmektedir.Eğer elektron kaybederse pozitif iyon,kazanırsa negatif iyon adını alır.
Elektron (-)1.6x10-19 Coulomb yüke, proton ise bu yükün pozitifine sahiptir.Statik yük dengesiz elektrondaki fazla elektron sayısıyla orantılıdır.Coulomb fazla elektron miktarını temsil eden elektrik yükünün temel birimidir.
Pozitif iyonun elektron eksiği vardır ve kolayca elektron alabilir,negatif iyonda da elektron fazlalığı bulunur.Her iki durumda da pozitif yükü nötrölüze edecek elektron bulunmaktadır.
Static Electrikte Göz Önüne Alınması Gereken Etkenler
Cismin Tipi
Bazı cisimler diğerlerine göre elektrik yüklenme konusunda nispeten daha uygundurlar.Bir cismin triboelektrik serilerindeki göreli pozisyonu materyalin temasta bulunduğu diğer materyale bağlı olarak negatif veya pozitif elektrik yükleneceğini belirler.
Nem Oranı
Genelde çevrenin kuru olması daha yüksek seviyede statik yüklenmeye, nem oranının yüksek olması ise daha düşük seviyede statik yüklenmeye yol açar. Göreceli olarak su pek çok plastiğe göre çok daha iyi bir elektrik iletkenidir.Atmosferik nem , çevredeki tüm yüzeylerde küçük miktarlarda su depolanmasına yol açar ve bu nedenle cisimlerin yüzeylerindeki elektrik yükleri nem vasıtasıyla toprağa geçme eğilimi gösterirler.
Tekrarlama
Sürtünme veya izole etme gibi tekrarlanan faaliyetler o cisimdeki yüklenme seviyesini arttıracaktır. Örneğin, bir teflon merdane üzerinde hareket eden bir plastiğin, merdanenin her bir rotasyonundan sonra yüzeyindeki elektrik yükü artacaktır.
Pil Etkisi
Elektrik yüklü çeşitli maddelerin birleştirilmesi, çok yüksek elektrik yüklenmesine yol açabilir. Örneğin; nispeten düşük yüzey elektrik yüklenmesine sahip plastik tabakalar,üst üste yığıldığında veya sarıldığında çok yüksek voltajlar üretebilirler.
Isı Değişikliği
Soğuyan bir cisim elektrik üretmeye eğilim içerisindedir.Aslında soğutma işlemi o cismin tamamında net bir elektrik yüklenmesi anlamına gelir.Eğer cisim çok iyi bir yalıtkansa ,iç statik yükü uzun bir süre muhafaza edilebilir.Bununla birlikte zaman içinde bu yük normal olarak bir yüzey statik yükü haline gelene kadar yüzeye akmaya devam eder.Bunun bir örneği de görünüşte sıcakken nötr olan fakat soğutulduğunda büyük bir yüzey yüküne sahip olan enjeksiyon kalıbıdır
RESİM 1
Günümüzde halen kullanılan bu çubuk, 250 yıl içinde değişme gösterdi ve çeşitli şekillerde kullanıldı.Örneğin; Fransa?da 1970?e kadar,tüm binalarda kullanılan yıldırım çubukları radyum (226Ra) ile kaplıydı.Ucunda oluşan iyonizasyon fırtına bulutu olduğunda nötrölüzasyon akımını arttıracaktı.Her ne kadar en azından teoride bu doğru olsa da,çubuklar az miktarda radon ürettiler.Radyumun yarı yaşam süresi 1600 yıl olduğundan ,eski yıldırım çubukları iyi bir sistemdir.
Yıldırım çubuğundan başka ,20. yüzyılın başında elektrostatiğin ilk endüstri uygulamaları yapılmıştır.1906?da Frederick Cottrell elektrofiltreyi yada Elektrostatic Precipitator?ı üretti. Yanan cisimlerden çıkan külleri tutarak çevre kirliliği oluşmasını engellemiştir.
RESİM 2
Elektrofiltreler bu olayın başlangıcıydı.Daha sonra çeşitli partikülleri birbirinden ayırmak için yöntemler bulundu,örneğin boya fışkırtmak için yada kuru tabakalar (kumaş yada zımpara kağıdı için)üretmek için bulunan metotlar gibi.Hukukçu ve fizikçi Carlson patent ofisinde çalışıyordu,patent kağıtlarının fotokopilerine ihtiyaç duyuldu.Carlson? da fotokopi makinesi yapmaya karar verdi.Fotoiletken ve elektrostatiği kullanarak çalışma prensibini oluşturdu ama kimse çalışacağına inanmıyordu ve haklı çıktılar.Yıllar sonra Elektrostatik olarak bilinen bu çalışmalar çok büyük etki yaratan Xerox? la sonuç verdi.
1930?larda Orta-Batı Amerika?da tahıl ambarlarında patlamalar (haftada bir tahıl ambarı patlıyordu) yaşandı.Hastane operasyon odalarında ve laboratuarlarda patlamaların artmasıda statik elektriğe bağlandı.
RESİM 3
Elektrostatik deşarj bu tür patlamaların kaynağıydı.1950 ve 1960?larda yeni bir patlama türü ortaya çıktı.Yağ tankerleri yüksek basınçlı sularla yıkandığında çeşitli kazalara sebebiyet verdi.Patlayıcı buhar-hava karışımı hidrokarbon artığından gelse de,patlamanın sebebi hala bilinmiyordu.Nedeni homojen olmayan alan içinde suyun darbe vuruşları olarak görülüyordu. Statik elektrikteki olay sadece patlamalardan dolayı değildi.1930?larda tekstil endüstride olduğu gibi basım endüstrisinde de etkisini gösterdi.Kağıtlar birbirine yapışıyordu,fiberler filtreleri tıkıyordu.Statik elektrik araba radyosunun çatırdamasına yada bir şeye dokunduğunuzda çarpılmanıza neden oluyordu.Bunlar da lastiğe karbon karıştırılarak iletken hale geçmesi olayına önderlik etti.
1940 ve 1950?lerde naylon ve teflon gibi malzemelerin üretilmesiyle,statik elektrik her gün kullanılan bir olgu haline geldi.İnsanlar statik elektriği giysilerin üzerimize yapışma yada su musluğuna dokunduğumuzda istenmeyen şoklara maruz kalma nedeni olarak algıladı.Ayrıca televizyon ekranın yada monitörlerin kirlenmesine neden oluyordu.Halkın inanışına göre statik elektrik baş ağrısına neden oluyordu ve atmosferdeki iyi negatifle kötü pozitif iyonların dengesiydi.
Statik elektrik ufak bir ayrıntı olarak bilinmekte.1960?larda statik elektrik yeni bir sektöre sıçradı:ELEKTRONİK.Bazılarına göre Mosfetler elektronik devrinin başlangıcıydı. Mosfetlerden önce statik elektrik kendini hissettiriyordu ama bu bilinmiyordu.Elektrostatik (statik elektrik değil) elektronik dünyasına yerleştirilen bir uygulama değildi. Komplike elektronik devreler bozulduğunda,bazı elektronikçiler yükle elektrik alan şiddeti arasındaki ilişkinin (Şekil 4?te de gösterildiği üzere) bozulmaya neden olabileceğini savundular.
RESİM 4
Çoğu insana göre elektrostatik elektronik endüstride oldukça yeniydi.Elektrostatiği yeni bir alan olarak kabul ettiler ve ona yeni bir isim verdiler:Elektrostatik Deşarj (ESD).Günümüzde kıvılcım,korona,fırça ESD? nın uygulamalarındandır.
STATİK ELEKTRİKİN TANIMI
Statik elektrik dingin haldeki elektriği belirtir ve çevresindeki maddelerle etkileşen malzemenin yüzeyindeki elektriksel dengesizliktir.Bir atom yada molekül elektron kaybettiğinde veya kazandığında bu dengesizlik oluşmaktadır.Normalde atomda proton ve elektron sayısı birbirine eşittir ama elektronlar kolayca bir atomdan diğerine geçebilmektedir.Eğer elektron kaybederse pozitif iyon,kazanırsa negatif iyon adını alır.
Elektron (-)1.6x10-19 Coulomb yüke, proton ise bu yükün pozitifine sahiptir.Statik yük dengesiz elektrondaki fazla elektron sayısıyla orantılıdır.Coulomb fazla elektron miktarını temsil eden elektrik yükünün temel birimidir.
Pozitif iyonun elektron eksiği vardır ve kolayca elektron alabilir,negatif iyonda da elektron fazlalığı bulunur.Her iki durumda da pozitif yükü nötrölüze edecek elektron bulunmaktadır.
Static Electrikte Göz Önüne Alınması Gereken Etkenler
Cismin Tipi
Bazı cisimler diğerlerine göre elektrik yüklenme konusunda nispeten daha uygundurlar.Bir cismin triboelektrik serilerindeki göreli pozisyonu materyalin temasta bulunduğu diğer materyale bağlı olarak negatif veya pozitif elektrik yükleneceğini belirler.
Nem Oranı
Genelde çevrenin kuru olması daha yüksek seviyede statik yüklenmeye, nem oranının yüksek olması ise daha düşük seviyede statik yüklenmeye yol açar. Göreceli olarak su pek çok plastiğe göre çok daha iyi bir elektrik iletkenidir.Atmosferik nem , çevredeki tüm yüzeylerde küçük miktarlarda su depolanmasına yol açar ve bu nedenle cisimlerin yüzeylerindeki elektrik yükleri nem vasıtasıyla toprağa geçme eğilimi gösterirler.
Tekrarlama
Sürtünme veya izole etme gibi tekrarlanan faaliyetler o cisimdeki yüklenme seviyesini arttıracaktır. Örneğin, bir teflon merdane üzerinde hareket eden bir plastiğin, merdanenin her bir rotasyonundan sonra yüzeyindeki elektrik yükü artacaktır.
Pil Etkisi
Elektrik yüklü çeşitli maddelerin birleştirilmesi, çok yüksek elektrik yüklenmesine yol açabilir. Örneğin; nispeten düşük yüzey elektrik yüklenmesine sahip plastik tabakalar,üst üste yığıldığında veya sarıldığında çok yüksek voltajlar üretebilirler.
Isı Değişikliği
Soğuyan bir cisim elektrik üretmeye eğilim içerisindedir.Aslında soğutma işlemi o cismin tamamında net bir elektrik yüklenmesi anlamına gelir.Eğer cisim çok iyi bir yalıtkansa ,iç statik yükü uzun bir süre muhafaza edilebilir.Bununla birlikte zaman içinde bu yük normal olarak bir yüzey statik yükü haline gelene kadar yüzeye akmaya devam eder.Bunun bir örneği de görünüşte sıcakken nötr olan fakat soğutulduğunda büyük bir yüzey yüküne sahip olan enjeksiyon kalıbıdır
