https://www.vox.com/2016/9/19/12938086/electrify-everything
Bilim Tarihi, BİLİM

Elektriğin Tarihi-2

Yazı serisinin bir önceki yazısına ulaşmak için tıklayınız.

Bu yazıyı 5 dakikada okuyabilirsiniz.


Alman fizikçi Georg Simon Ohm, 1827’de iletkenlerden geçen elektrik akımına ilişkin çalışmalar yaparak “Ohm Yasası” olarak bilinen, bir iletkenden geçen akımın iletkenin uçları arasındaki gerilim ile doğru, iletkenin direnciyle ters orantılı olduğunu formüle etti. Elektrik akımını bir sıvının debisi, potansiyel farkını da bir seviye farkı gibi kabul ederek ve elektrik miktarını, şiddetini, elektromotor kuvveti kesin bir şekilde tanımlayarak, elektrokinetik olaylar için bilimsel terimler ortaya koydu. Belirli kesit ve uzunluktaki, belirli bir madenden yapılmış bir teli standart seçerek, öbür teller için bugün “direnç” denilen özelliği “indirgenmiş uzunluk” adıyla tanımladı ve ünlü yasasını, “Akım Şiddeti = Elektroskopik Kuvvet/İndirgenmiş Uzunluk” biçiminde açıkladı. 1826’da yayımladığı makalelerde, Ohm’un bu yasaya tümüyle deneysel yoldan vardığı görülür. Anısına elektrikte direnç birimi “ohm” olarak kabul edilmiştir.

1831’de İngiliz fizikçi ve kimyager Michael Faraday, bakır bir plakayı, bir mıknatısın yarattığı manyetik alan içinde döndürerek elektrik üretti ve jeneratör oluşturdu.

Faraday Jeneratörü

İskoç asıllı bir Amerikalı olan Joseph Henry, 1829’da demir çekirdek etrafında tel sarımı suretiyle yaptığı bobin ile güçlü manyetik alan yaratarak bir tondan fazla metali kaldırmayı başardı. 1831’de Faraday’ın buluşunu tersine çevirerek, manyetik alandan elektrik akımı geçirmek suretiyle bir bakır çemberi döndürmeyi başardı. Bu bir elektrik motorudur ve tarihte ilk kez elektrik enerjisi makinelere güç vererek iş yapılmasını sağlamıştı. Anısına, elektromanyetikte indüktans birimi “henry” olarak kabul edilmiştir.

Henry’nin Elektromıknatısı

1833’te Alman fizikçi Wilhelm Weber ve Karl Friedrich Gauss iki bina arasındaki ilk telgraf işlemini başardılar. Elektrik ölçümü için ilk uyumlu ünit sistemlerini buldular. Manyetik akımın SI birim sistemindeki karşılığı olan “weber” -onun anısına- Alman fizikçinin adını taşır.

Gauss ve Weber Telgrafı

Alman fizikçi Heinrich Lenz, akan bir elektrik akımına ters yönde bir direncin var olduğunu söyleyen “Lenz Yasası”nı 1834’te ortaya koymuştur.

1842’de İngiliz fizikçi James Prescott Joule, bir iletken üzerinden geçen elektrik akımı ile onun yarattığı ısı arasındaki ilişkiyi veren “Joule Yasası”nı açıkladı.

1844 gelindiğinde Amerikalı mucit Samuel Morse, kısa ve uzun sinyalleri bir hat ile göndermekle ilk elektrikli telgrafı yaptı. Kısa ve uzun sinyallerin harflerdeki kodlamasına, Samuel Morse’un anısına “Mors Alfabesi” denir.

Alman fizikçi Gustav Robert Kirchhoff, 1845 yılında ünlü “Kirchhoff Yasaları”nı ortaya koydu. Kirchhoff Yasaları; elektriksel akımın, voltajın ve direncin hesaplanmasında kullanılan temel yasalardır. Bu yasayı bulmakla birlikte, Ohm’un araştırıp bulduğu yöntemi biraz daha genişletmiştir. Kirchhoff Akım Yasası’na göre; bir düğüme giren akımların toplamıyla, düğümden çıkan akımların toplamı birbirine eşittir. Kirchhoff Gerilim Yasası’na göre ise; kapalı bir devrede harcanan gerilimlerin toplamı, sağlanan gerilimlerin toplamına eşittir.

1851 yılına gelindiğinde Alman bilim adamı Heinrich Ruhmkorff çift kat sarımlı indüksiyon bobinini buldu. Bu buluş AC transformatörün gelişimine önderlik etmiştir. Ruhmkorff Bobini, iki elektrot arasında çok yüksek gerilim üreterek kıvılcım yaratan bir tür transformatör olup benzinli otomobillerdeki ateşleme bujileri örnek olarak gösterilebilir.

Ruhmkorff Bobini

1864’te İskoçyalı matematikçi ve fizikçi James Clerk Maxwell, Kuantum Fiziği öncesi bilinen bütün elektrik ve manyetik kuramlarını açıkladı. Maxwell, elektrik ve manyetik alanların uzayda dalga formunda sabit ışık hızında ilerlediğini bulmuştur.               

-Elektrik yükleri, aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılı bir güç ile birbirlerini çekerler ya da iterler: Zıt yükler birbirini çeker, aynı yükler birbirini iter.

-Benzer şekilde, manyetik kutuplar (ayrı noktalardaki kutuplaşmalar) birbirlerini çeker ya da iterler ve her zaman çift olarak ortaya çıkarlar: Her kuzey kutbu, manyetik alan çizgileriyle bir güney kutbuna bağlanmıştır.

-Bir tel içerisindeki elektrik akımı, tel etrafında, yönü akıma bağlı olan (saat yönünde veya saat yönünün tersine), dairesel bir manyetik alan oluşturur.

-Telin içinde, manyetik alana doğru veya manyetik alandan doğru hareket eden, döngü halindeki bir akım indüklenir. Benzer olarak bir mıknatıs, manyetik alana doğru veya manyetik alandan doğru hareket ettirildiğinde, akımın yönü bu harekete bağlı olarak değişir.

“Maxwell Denklemleri” olarak bilinen dört temel denklem onun tarafından ortaya atılmıştır. Amerikalı mucit Charles Francis Brush, 1876 yılında “Ark Lambaları”nı geliştirdi ve buna enerji sağlayacak “Açık Bobin Dinamo”yu icat etti.

Yine 1876’da mucit Alexander Graham Bell, elektrik titreşimlerini sese dönüştürerek telefonu buldu ve patentini aldı.

1877’de mucit Thomas Alva Edison, sesi kaydedip yineleyebilen fonografı icat etmişti. 1879 yılında yine Edison, karbon flamanlı akkor ampul için patent başvurusu yaptı. Üç yıl sonra New York sokaklarında bu lambalar ışıyordu.

Dünyanın ilk elektrikli tramvay hattı Siemens tarafından 1881’de Berlin yakınlarındaki Lichterfeld’e döşendi.

İlk Tramvay

1882 yılına gelindiğine dünyanın ilk merkezi güç üretim tesisi, doğru akım (DC) güç sistemli “The Pearl Street Station” New York’ta Edison tarafından açıldı. Doğru akımın uzak mesafelere aktarımı büyük güç kayıplarına neden oluyor ve maliyeti artırıyordu. Edison’un ilk ticari hidroelektrik güç istasyonu yine 1882’de Wisconsin’de açıldı. 

1884’te İngiliz mühendis Charles Algernon Parsons, ilk başarılı buhar türbinini yaparak elektrik jeneratörlerini döndürmede kullanılmıştır.

1886 yılında Amerikalı fizikçi William Stanley, indüksiyon bobin transformatörünü ve alternatif akım sistemini geliştirdi.

1887 yılına gelindiğinde Sırp asıllı mucit Nikola Tesla, Alternatif akım jeneratörünü buldu. Böylece elektrik enerjisi uzun mesafelere kolaylıkla ve minimum kayıpla iletilebilecekti.

Tesla’nın Alternatif Akım Jeneratörü

Heinrich Hertz, yıllar önce Faraday ve Maxwell tarafından bahsedilmiş elektromanyetik ışınımın başka bir türü olan radyo dalgalarını 1888’de keşfetti ve ölçtü. Radyo dalgalarının ışık dalgaları gibi yansıma, kırılma ve girişim yapabildiklerini gösterdi. Saniye başına titreşim olarak tanımlanan “hertz”, onun ismi ile anılmaktadır. Yaptığı deneylerde laboratuvarlarının bir tarafındaki elektrik kıvılcımının yaymış olduğu manyetik dalganın bir tel halka tarafından hissedildiğini gözlemledi.

1891 yılı civarında Nikola Tesla, yüksek voltaj, düşük akım ve yüksek frekansta alternatif akım üretmek amacıyla kullanılan deşarj “Tesla Bobini” oluşturdu. Tesla Bobininde kabloyu bir hortum, elektriği bu hortumun içinde akan su, elektrik akımını suyun akışı ve voltajı da suyun basıncı olarak düşünebiliriz. Hortumun ucuna bir ağızlık eklendiğinde ters orantılı bir şekilde suyun akış hızı azalırken basıncı da artar. Tesla Bobininin çalışması da bu şekilde gerçekleşir. Tesla, bu bobinleri elektrikle aydınlanma, fosforesans, röntgen ışınları üretimi, yüksek frekanslı alternatif akım, elektroterapi ve kablosuz elektrik üretimi ve iletimi gibi alanlarda yenilik getirecek deneyleri için kullanmıştır.

1892’de İtalyan fizikçi Guglielmo Marconi, sinyalleri birkaç kilometre uzağa ulaştırarak telsiz telgraf patentini aldı. Daha sonra ilk kıtalararası radyo sinyalini göndermeyi başardı. 1901’de, İngiltere Cornwall’dan gönderilen sinyaller, Kanada’dan alındı. Bu olaydan sonra birçok yerde telsiz telgraf istasyonları kurulmaya başlandı.

Alternatif akım üreten ilk jeneratör 1895’te Tesla tarafından Niagara Şelalesi’ne kuruldu.

1897’de İngiliz fizikçi Sir Joseph John Thomson, elektronu keşfetti. Yine 1897’de Nikola Tesla, iki patent başvurusunda bulundu: “Elektriksel Enerjinin İletimi İçin Bir Sistem” ve “Elektriksel Enerjinin İletimi İçin Bir Cihaz”. Böylece resmen “Radyo” doğmuş oldu. Birkaç yıl önce Hertz tarafından bulunan ve de ölçümlenebilen radyo dalgaları, Tesla ile hayat buldu ve insanlığın hizmetine girdi.

19. yüzyılın sonlarına doğru, elektrik mühendisi ve matematikçi Charles Proteus Steinmetz, mühendisler için matematiksel teoriler üreterek, Amerika’daki elektrik güç endüstrisinin gelişmesini mümkün kılan alternatif akımın gelişmesine yaptığı katkılarla adını duyurdu. Elektrik motorlarının endüstride en iyi biçimde kullanımı amacıyla ortaya attığı “Manyetik Histerezisin Alanı” kavramına dair makale yayınladı. Yaşamı boyunca alternatif akım ve transformatörlerle alakalı birçok çözüm ve teori geliştiren Steinmetz, “Elektrik Sihirbazı” lakabıyla anılmakta.

20. yüzyılla beraber elektrik üretim ve dağıtım sistemleri hızla gelişim gösterdi. Sayısız icatlarla beraber günümüz teknolojisini oluşturan “elektronik” kavramı hayatımıza girdi. Elektrik, serüvenini farklı yollarla sürdürmeye devam ediyor.

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Google fotoğrafı

Google hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s