Back to the topics list

iletme

İletim , ısı veya elektrik akımı gibi bir şeyin bir maddeden başka bir maddeye geçtiği süreçtir. İletim katılarda, sıvılarda ve gazlarda gerçekleşir. Bununla birlikte, katılardaki moleküller en sıkı şekilde paketlendiğinden ve moleküller birbirine daha yakın olduğundan, katılar enerjiyi en verimli şekilde aktarır.

• İki cisim arasında iletimin gerçekleşmesi için birbirlerine değiyor olmaları gerekir.
• Aynı nesne içindeki atomlar arasında iletimin gerçekleşmesi için, aynı zamanda temas halinde (veya neredeyse temas halinde) olmaları gerekir.

ısı iletimi

Isı iletimi, moleküllerin sıcaklığı arttığında meydana gelir; titreşirler ve bu titreşim ve hareket, ısı enerjisini çevredeki moleküllere iletir.

Farklı sıcaklıklardaki iki cisim temas halinde tutulduğunda, yüksek sıcaklıktaki bir cisimden düşük sıcaklıktaki bir cisme ısı akışı olur . Maddenin ortalama kinetik enerjisi, vücudun sıcaklığının bir ölçüsüdür. Bir maddenin moleküllerinin ortalama kinetik enerjisinde bir artış olursa sıcaklığı artar, bir maddenin moleküllerinin ortalama kinetik enerjisinde bir düşüş olursa sıcaklığı düşer.

Kızartma tavasını ateşte tutun. Kızartma tavası kısa sürede ısınır çünkü ısı alevden tavaya geçer. Şimdi tavayı alevden çıkarın. Isı tavadan çevreye aktarıldığı için tava yavaş yavaş soğuyacaktır. Her iki durumda da, ısı daha sıcak bir nesneden daha soğuk bir nesneye akar.

Sıcak bir çay bardağına dokunduğunuzda elinizin bardağın sıcaklığını hissettiğini deneyimlemiş olurdunuz. Bunun nedeni, ısı enerjisinin bir kısmının bardaktan elinize geçmesidir. Aralarında temas varsa sıcak cisimden soğuk cisme ısı transferi olur. Fizikte, ısı aktarımının bir ortam gerektirdiğini söylüyoruz. Termal iletim, ısının bir nesneden farklı sıcaklıklara sahip bir başka nesneye temas halindeyken hareketidir. Katılarda, genellikle, ısı iletim süreci ile aktarılır. Termal iletkenlik , bir malzemenin içinden ısıyı ne kadar verimli bir şekilde geçirebileceğini açıklar. Bir sıcaklık gradyanı ile karşılaştırıldığında birim alan başına enerji akış hızı ile tanımlanır.

Fourier'nin Isı İletimi Yasası: Fourier Yasası, termal enerjinin daha sıcak malzemelerden daha soğuk malzemelere doğru hareket ettiğini gösterir. Fourier Yasası şu şekilde yazılabilir:

q = kAdT∕s

Bu denklemde, q ısı iletim oranını, A ısı transfer alanını, k malzemenin termal iletkenliğini, dT malzeme boyunca sıcaklık farkını ve s malzemenin ne kadar kalın olduğunu ifade eder.

Örnekler:

• Sırt kaslarınızı bir ısıtma yastığı ile ısıtmak.
• Üşüyorsan ve biri seni tutuyorsa; ısı onların vücudundan sizinkine iletiliyor ve kendinizi sıcak hissediyorsunuz.
• Bir tavada sebzeleri kızartırken. Isı transferi alevden tavaya ve ardından sebzelere gerçekleşir.

elektrik iletimi

Elektriğin iletimi, elektrik yüklü parçacıkların bir ortam boyunca hareketi nedeniyle oluşur. Bu hareket, elektronlar veya iyonlar tarafından taşınabilen bir elektrik akımına neden olabilir. Elektrik iletimine bir örnek, vücudunuz elektriği ileten su içerdiğinden canlı bir kabloya dokunduğunuzda yanlışlıkla elektrik çarpmasıdır. Başka bir örnek, elektriğin iletken olan tellerden geçmesidir, böylece TV izleyebilir veya bilgisayar kullanabiliriz.

Elektriksel iletkenlik , bir malzemenin bir elektrik yükünün hareketini ne kadar iyi karşıladığının bir ölçüsüdür. Metaller gibi katılarda, elektronlar metal bir nesnede atomdan atoma serbestçe hareket edebildiğinden, elektronlar atomlara gevşek bir şekilde bağlıdır. Bu elektron hareketliliği, içinden bir elektrik akımı geçirmemizi sağlar. Elektrik akımını nesnelerden kolayca geçirebiliyorsak, onlara İyi elektrik iletkenleri diyoruz. Elektriğin içinden geçmesine izin vermeyen malzemeler yalıtkanlar olarak bilinir. Yarı iletkenlerin iletkenliği , bir yalıtkan ile bir iletken arasındaki orta seviyededir. "Mükemmel bir vakum", yüklü parçacıklar içermez; vakumlar normalde çok iyi yalıtkanlar gibi davranır.

Metallerde iletim, akımın uygulanan elektrik alanla orantılı olduğunu belirten Ohm Yasası ile iyi bir şekilde tanımlanmıştır. Akım yoğunluğunun (alan başına akım) j bir malzemede ortaya çıkma kolaylığı, şu şekilde tanımlanan iletkenlik σ ile ölçülür:
j = σ E,

E, o konumdaki elektrik alanıdır ve σ, yüklerin içinden ne kadar kolay hareket ettiğinin bir ölçüsü olan, malzemenin iletkenliğidir.

Bir malzemenin elektriksel iletkenliği veya özdirenci, malzemenin boyutuna veya şekline göre değişmeyen değişmez bir özelliktir.

İletim yoluyla şarj etme:
Vücutlar iletim yöntemiyle, yani temasla yüklenebilir. İletim yoluyla, vücut, yüklenen gövde ile aynı yükü alır.

Deney: Bir kağıt şeridini bir kurşun kalem üzerinde yuvarlayarak ve ardından kalemi yavaşça çekerek bir kağıt silindir yapın. Kağıt silindiri merkezine bağlı bir iplikle asın. Bir cam çubuk alın ve ipekle ovun, böylece pozitif bir yüke sahip olur. Bu cam çubukla kağıt silindire dokunun. Cam çubuğu çıkarın ve ardından cam çubuğu tekrar kağıt silindirin yanına getirin.

Kağıt silindirin cam çubuk tarafından itildiğini fark edeceksiniz. Bu, kağıt silindirin, iletim nedeniyle cam çubuk üzerindeki yük ile aynı olan pozitif bir yük kazandığı anlamına gelir.

Örnekler:

• Evinizdeki teller elektriği iletir ve düğmeyi çevirdiğinizde ışıkların yanmasını sağlar.
• Sabit hatlı bir telefonda, ses dalgaları elektriğe dönüştürülür ve kablolar üzerinden diğer kişinin telefonuna iletilir ve burada tekrar ses dalgalarına dönüştürülür.
• Paratonerler, yıldırımları çekmek ve yapıya zarar vermek yerine bağlı teller aracılığıyla toprağa iletmek için binalara monte edilir.
• Kalplerin kendi doğal olarak meydana gelen elektriksel iletim sistemleri vardır. Bir kalp attığında, elektrik sinyalleri kalbin uygun bir ritimde atmasına neden olur.
• Birinin kalbindeki elektrik sistemi düzgün çalışmıyorsa, kişiye iletimi simüle etmek için bir kalp pili takılması gerekebilir.
• Sudaki iyonlar elektriği iletmesine neden olabilir. Bu nedenle şimşekli bir fırtına sırasında yüzmekten kaçınmak önemlidir; suya yıldırım düşerse, içindeki herkes elektrik çarpması riski taşır.

foto iletkenlik

Fotoiletkenlik, bir malzeme elektromanyetik radyasyonu emdiğinde meydana gelir ve bu da maddenin elektriksel iletkenliğinde bir değişikliğe neden olur. Elektromanyetik radyasyon, bir yarı iletken üzerinde parlayan bir ışık kadar basit bir şeyden veya gama radyasyonuna maruz kalan bir malzeme kadar karmaşık bir şeyden kaynaklanabilir. Elektromanyetik olay meydana geldiğinde, serbest elektronların sayısı ve elektron deliklerinin sayısı artar, böylece nesnenin elektriksel iletkenliği artar. Silisyum, germanyum, kurşun sülfür ve kadmiyum sülfit gibi bazı kristal yarı iletkenler ve ilgili yarı metal selenyum güçlü bir şekilde foto iletkendir.

Örnekler:

• Fotokopi makineleri
• Solar paneller
• fotoseller
• Kızılötesi algılama ekipmanı.

Isı ve elektriği iyi iletir

  Termal veya elektrik enerjisini veya her ikisini verimli bir şekilde aktaran herhangi bir nesne bir iletkendir. Isı ve elektriğin içinden geçmesine izin vermeyen maddeler yalıtkandır.

Metaller genellikle ısıyı verimli bir şekilde hareket ettirir ve iyi ısı iletkenleridir. Kumaşlar ve ahşap, zayıf ısı iletimi sağlama eğilimindedir. Genel olarak, bir madde iyi bir termal enerji iletkeniyse, aynı zamanda iyi bir elektrik iletkeni olacaktır. Bu her zaman doğru değildir; örneğin mika bir ısı iletkeni ama bir elektrik yalıtkanıdır. Tuzlu su zayıf bir ısı iletkenidir ancak iyi bir elektrik iletkenidir. Yine de, genel olarak, atomların aynı sıkı paketlenmesi ve elektronlarının madde içinde termal enerjiyi hareket ettiren nispeten serbest hareketi, aynı zamanda elektronların elektrik enerjisini de hareket ettirir.

Çözünmüş katı içermeyen saf su elektriği iletmez. Suda daha fazla çözünmüş mineral olduğunda elektrik akımı daha kolay akar. Bir gaz karışımı olan hava, genellikle ısıyı veya elektriği iyi iletmez. Su gibi hava da bir yalıtkan olarak kabul edilir. Yine de havadaki parçacıklar, örneğin birikmiş statikten (yıldırım düşmek üzereyken bir elektrik alanından veya bir elektrik hattının elektrik alanından) güçlü bir elektrik yükü aldığında, hava elektriği iletebilir.