Volta Pilinin Çalışması Prensibinin İncelenmesi

VOLTA PİLİNİN ÇALIŞMA PRENSİBİNİN İNCELENMESİ
DENEYİN AMACI: Volta pilinin yapısını ve özelliklerini incelemek.

DENEYİN YAPILIŞI:
1-Beherglas içine 200 ml su koyunuz. Üzerine bir miktar sülfirik asit dökünüz.
2-Bakır ve çinko elektrotları şekilde görüldüğü gibi çözeltiye daldırınız.(Gerekirse iki döküm ayak arasına Statif çubuk geçirerek, hertz ayaklarına elektrotlar tutturulabilir.)
3-Voltmetrenin ( + ) ucuna bakır, ( - )ucuna çinko elektrotları bağlıyarak pilin E.M.K. sını ölçünüz

DENEYİN SONUCU:
Voltmetre göstergesinin hareket etmesi devreden bir akım geçtiğini gösterir. Volta pilinde voltmetrenin gösterdiği değer 1 1 volttur.

TEORİK BİLGİ:
Bir iletken çözelti içine iki farklı iletken çubuk batırılarak bir pil meydana getirilir. İletken çözeltiye elektrolit iletken çubuklara da elektrot denir. Çubuklar pilin kutuplarıdır.
İlk defa İtalyan fizikçisi Alessandro Count VOLTA bu düzeneği kurup ilk elektrik üretecini yaptığı için bu pile “volta pili” denir

Sulandırılmış sülfirik asit çözeltisi içine batırılarak basit bir volta pili yapılabilir. Çinko atomları çözelti içinde çözünerek (+) yüklü iyon durumuna geçerler. Bu durumda çinko elektrot ( - ) , bakır elektrot ( + ) yük kazanır. Çinko elektrottaki ( - ) yükler iletken vasıtasıyla bakır elektrota ulaştıklarında çözeltiden gelen hidrojen iyonları nötr hale geçip gaz halinde bakır elektrot üzerinde toplanırlar. Zamanla bakır elektrot etrafında hidrojen gazının birikmesi arttığı için volta pili akım vermez hale gelir. Bu olaya “kutuplanma” denir. Deneyin sonunda(-) kutup çinko levha, ( + )kutup ise bakır levha olmuştur.

Yeni yapılmış bir volta pilinin iki kutbu arasına bir voltmetre bağlanırsa voltmetre 1,1 voltu gösterir Volta pili çok çabuk biten bir pildir. Elektrolitleri sıvı olduğundan bir yerden bir yere taşınması zordur ve ekonomik değildir. Bu bakımdan günümüzde bunun yerine kuru piller tercih edilir.

DENEYİN YAPILIŞI
1-Şekilde görülen devreyi kurunuz.
2-Bağlantı kablosunun bir ucunu yalıtkan saplı çubuğa takınız.
3-Diğer bağlantı kablosunun ucunu direnç teli üzerinde yavaş yavaş gezdiriniz. Telin devreye giren boyu uzadıkça ampul,un ışıması zayıflar.
4-Bu defa telin uzunluğunu yarıya düşürerek aynı deneyi tekrarlayınız.
5-Deneyinizi değişik cins iletken tel kullanarak tekrarlayınız.

DENEYİN SONUCU
İletkenin boyu arttıkça iletkenin direnci de artar, boyu kısaldıkça iletkenin direnci de azalır
İletkenin kesiti arttıkça direnç azalır kesit azalırsa direnç artar.İletkenin direnci iletkenin cinsine (özdirencine) bağlıdır

TEORİK BİLGİ
Bir iletkenin herhangi bir kesitinden birim zamanda geçen yük miktarına elektrik akımı denir
Akım şiddeti devreye seri bağlanan ampermetre ile ölçülür. Bir iletkenin iki ucu arasındaki gerilim farkına volt denir ve devreye paralel bağlanan voltmetre ile ölçülür.Bir iletkenin direnci

a)İletkenin boyu ile doğru orantılıdır

b)İletkenin kesiti ile ters orantılıdır

c)İletkenin özdirenci ile doğru orantılıdır. Buna göre R = q x l/S olur
Direnç =Özdirenç x iletkenin boyu iletkenin kesiti şeklinde ifade edilir.

ELEKTRİK ENERJİSİNİN ISI ENERJİSİNE DÖNÜŞÜMÜNÜN İNCELENMESİ
DENEYİN AMACI: Elektrik enerjisinin ısı enerjisine dönüştüğünü görmek

KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER:
1.döküm ayak-2 adet
2.yalıtkan saplı çubuk-2 adet
3.bağlantı kablosu
4.güç kaynağı
5.nikel krom tel ( 0,4 mm ve 0,2 mm)

DENEYİN YAPILIŞI:
1-Şekildeki düzeneği hazırlayınız.
2-Bağlantı kablosunun birini nikel krom tel üzerinde gezdiriniz. Bağlantı kablosunun arasında kalan nikel krom telin boyu kısaldıkça ısınmanın arttığını gözleyiniz.
3-Deneyi değişik kalınlıkta nikel krom telle tekrarlayınız

DENEYİN SONUCU:
İletken telin akkor hale gelmesi, tel üzerinde elektriksel enerjinin ısı enerjisine dönüştüğünü gösterir

TEORİK BİLGİ:
Isı bir enerji çeşididir İletkenden akım geçtiğinde iletken içerisindeki serbest elektronların kinetik enerjileri, iletkenin atom ve moleküllerine çarparak enerjilerini aktarırlar. Bunun sonucu olarak da atom moleküllerin titreşim genliği artar ve iletkenler ısınır.
Direnci büyük iletkenlerde yüklerin kazandıkları enerjinin tamamına yakını ısıya dönüşür

1-0,4mm. Kalınlıktaki nikel-krom tel kullanarak şekildeki devreyi kurunuz Devreyi güç kaynağının doğru akım uçlarına bağlayınız.
2-Devredeki reostayı kullanarak gerilim değerlerini değiştiriniz ve her seferinde ampermetre ile voltmetredeki değerleri okuyunuz. Bu değerleri kullanarak V / I = SABİT = R olduğunu görünüz.
3-Telin boyunu iki katına çıkararak R değerini bulunuz ve ilk bulduğunuz değerle karşılaştırınız
4-Bu defa aynı işlemleri 0,2 mm’lik nikel – krom tel kullanarak gerçekleştiriniz. Bu deneyden elde ettiğiniz sonuçlarla önceki deney sonuçlarını karşılaştırınız.
5-Aynı boyda aynı kalınlıkta bakır tel kullanarak deneyi tekrarlayınız sonuçları karşılaştırınız

DENEYİN SONUCU:
Direnç iletkenin özdirenci ve boyu ile doğru, kesiti ile ters orantılıdır.

TEORİK BİLGİ:
Ohm Kanuna göre “bir iletkenin iki ucu arasındaki potansiyel farkının, iletkenden geçen akım şiddetine oranı sabittir.” Bu sabit değer iletkenin direncidir ve “R” ile gösterilir.
Aşağıdaki şekilde görüldüğü üzere devrede iletkenin uçları arasındaki potansiyel farkları devredeki voltmetreden V1, V2 ,V3 , …olarak, akım şiddetleri devredeki ampermetreden I1 , I2 ,I3 ,… olarak okunur.
V1 / I1 = V2 / I2 = V3 / I3 = R = SABİT olduğu görülür

BASİT BİR ELEKTRİK DEVRESİNİN DÜZENLENMESİ
(Akan Elektrik)
DENEYİN AMACI: Anahtar, üreteç ve duy kullanarak, devre yapmak ve bir elektrik devresinde bulunması gereken üç elemanı tanımak. Anahtar durumuna göre açık devre ve kapalı devre yapmak.

KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER:
1.güç kaynağı
2.duy (lambasıyla birlikte)
3.anahtar
4.bağlantı kablosu
1-Güç kaynağının ( + ) ve ( - ) kutbuna birer bağlantı kablosu takınız.
2-Bağlantı kablosunun bir ucunu anahtara, diğer ucunu ampule bağlayınız.
3-Anahtar açık konumdayken güç kaynağını 3-4,5 volta getirerek açınız.
4-Anahtar açık konumdayken ampülün yanmadığını gözleyiniz.
5-Bu defa anahtarı kapatıp, devreyi tamamlayınız ve ampülün yandığını gözleyiniz.

DENEYİN SONUCU:
Akım geçmeyen devreye “açık devre”, akım geçen devreye “kapalı devre” denir.

TEORİK BİLGİ:
Üretecin bir ucundan diğer ucuna elektrik yüklerinin hareketini sağlayan kesintisiz iletken yola “elektrik devresi” denir. Elektrik devresinde akımın yönü ( + ) kutuptan, ( - ) kutba doğrudur.

1-Döküm ayağa statif çubukları bağlayınız. Üstüne bağlama parçası yardımıyla hertz ayaklarını tutturunuz.
2-Beherglas içerisine üçte iki kadar su koyunuz. İçerisine az miktar sülfirik asit koyunuz.
3-Hertz ayaklarına 2 tane kurşun levhayı bağlayınız. Kurşun levhaları hazırladığınız sülfirik asit çözeltisine daldırınız.
4-Hertz ayaklarının küçük deliklerine bağlantı kablolarını takınız. Bağlantı kablosunun bir ucunu güç kaynağının ( + ) kutbuna, diğer ucunu da ( - ) kutbuna bağlayınız.
5-Tüm bağlantıları yapıp şekildeki düzeneği oluşturduktan sonra güç kaynağını 6-8 volt arasında açınız.
6-Asidin içerisindeki kurşun levhalardan kabarcıklar çıkacaktır. 5 dakika bekleyiniz. Sonra güç kaynağındaki bağlantı kablolarını söküp, hemen ampul duyuna bağlayınız. Ampulun yandığını gözleyiniz.

DENEYİN SONUCU:
Akümülatörler doldurulurken elektrik enerjisini depolar, boşalırken de biriktirdikleri enerjiyi kimyasal yolla elektrik akımına çevirirler.

TEORİK BİLGİ:
Akümülatör (halk dilinde akü olarak bilinir) ; elektrik enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürerek depolayan, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürebilen doğru akım kaynaklarıdır.
Akümülatörde elektrolit olarak sülfirik asit çözeltisi, elektrot olarak da genellikle kurşun elektrotlar kullanılır.Sülfirik asit içerisine konulan kurşun elekrotlarda potansiyel fark oluşturmak için doğru akım kaynağına bağlanır (ŞARJ). Bir süre (5 dk.) akım verilerek elektrotlarda potansiyel fark oluşturulur. Bu durumda (- ) kutba bağlı elektrot kurşun (Pb+), ( + ) kutba bağlı elektrot ise kurşun dioksit (PbO2) haline gelir. Elektrolit içinde iki farklı elektrot gibi davranırlar ve akım verebilecek doğru akım kaynağı elde edilir. Devreye voltmetre bağlanırsa potansiyel farkın 2,2 volt olduğu görülür. Bu değer kısa sürede 2 volta düşer ve bir müddet bu değerden akım verir.
Elektrotlar aynı kap içerisinde farklı gözlere konup seri bağlanırsa “akü” elde edilir. Akümülatör akım verirken doldurma sırasındaki olaylar tersine döner. Bu olaya “DEŞARJ” denir.