Elektrik Akımı Nasıl Oluşur ?
Aslında bu çok zor bir soru ama açıklamak zorunda olduğumun farkındayım. Bildiğiniz gibi metallerin atomlarındaki elektron sayıları metalin cinsine göre değişir. İletken maddelerin atomlarının son yörüngelerinde 4 'den az elektron bulunur. Atomlar bu elektronları 8 'e tamamlayamadıkları için serbest bırakırlar. Bu yüzden bir İletken maddede milyonlarca serbest elektron bulunur. Bu maddeye elektrik uygulandığında elektronlar negatif (-) 'den pozitif (+) yönüne doğru hareket etmeye başlar. Bu harekete "Elektrik Akımı" denir. Birimi ise "Amper" 'dir. İletkenin herhangi bir noktasından 1 saniyede 6.25*10^18 elektron geçmesi 1 Amperlik akıma eşittir. Akımlar "Doğru Akım" (DC) ve "Alternatif Akım" (AC) olarak ikiye ayrılır. Şimdi bunları ayrı ayrı inceleyelim.
Doğru Akım (DC) :

Doğru akımın kısa tanımı "Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişmeyen akıma doğru akım denir." şeklindedir. Doğru akım genelde elektronik devrelerde kullanılır. En ideal doğru akım en sabit olanıdır. En sabit doğru akım kaynakları da pillerdir. Birde evimizdeki alternatif akımı doğru akıma dünüştüren Doğrultmaçlar vardır. Bunların da daha sabit olması için DC kaynağa Regüle Devresi eklenir.
Alternatif Akım (AC) :

Alternatifin kelime anlamı "Değişken" dir. Alternatif akımın kısa tanımı ise "Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişen akıma alternatif akım denir." şeklindedir. Alternatif akım büyük elektrik devrelerinde ve yüksek güçlü elektrik motorlarında kullanılır. Evlerimizdeki elektrik alternatik akım sınıfına girer. Buzdolabı çamaşır makinesi bulaşık makinesi aspiratör ve vantilatörler direk alternatif akımla çalışırlar. Televizyon müzik seti ve video gibi cihazlar ise bu alternatif akımı doğru akıma çevirerek kullanırlar.
İLETKEN YARI İLETKEN VE YALITKANLAR



İletkenler :

Bir maddenin iletkenliğini belirleyen en önemli faktör atomlarının son yörüngesindeki elektron sayısıdır. Bu son yörüngeye "Valans Yörünge" üzerinde bulunan elektronlara da "Valans Elektron" denir. Valans elektronlar atom çekirdeğine zayıf olarak bağlıdır. Valans yörüngesindeki elektron sayısı 4 'den büyük olan maddeler yalıtkan 4 'den küçük olan maddeler de iletkendir. Örneğin bakır atomunun son yörüngesinde sadece bir elektron bulunmaktadır. Bu da bakırın iletken olduğunu belirler. Bakırın iki ucuna bir eletrik enerjisi uygulandığında bakırdaki valans elektronlar güç kaynağının pozitif kutbuna doğru hareket eder. Bakır elektrik iletiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Sebebi ise maliyetinin düşük olması ve iyi bir iletken olmasıdır. En iyi iletken altın daha sonra gümüştür. Fakat bunların maaliyetinin yüksek olması nedeniyle elektrik iletiminde kullanılmamaktadır.


Yalıtkanlar :

Yalıtkan maddelerin atomlarının valans yörüngelerinde 8 elektron bulunur. Bu tür yörüngeler doymuş yörünge sınıfına girdiği için elektron alıp verme gibi bir istekleri yoktur. Bu sebeplede elektriği ilemezler. Yalıtkan maddeler iletken maddelerin yalıtımında kullanılır. Yalıtkan maddelere örnek olarak tahta cam ve plastiği verebiliriz. İsterseniz bu örnekleri arttırabilirsiniz.


Yarı İletkenler :

Aşağıdaki şekilde gördüğünüz gibi yarı iletkenlerin valans yörüngelerinde 4 elektron bulunmaktadır. Bu yüzden yarı iletkenler iletkenlerle yalıtkanlar arasında yer almaktadır. Elektronik elemanlarda en yaygın olarak kullanılan yarı iletkenler Germanyum ve Silisyumdur. Tüm yarı iletkenler son yörüngelerindeki atom sayısını 8 'e çıkarma çabasındadırlar. Bu nedenle saf bir germenyum maddesinde komşu atomlar son yörüngelerindeki elektronları Kovalent bağ ile birleştirerek ortak kullanırlar. Aşağıdaki şekilde Kovalent bağı görebilirsiniz. Atomlar arasındaki bu kovalent bağ germanyuma kristallik özelliği kazandırır. Silisyum maddeside özellik olarak germanyumla hemen hemen aynıdır. Fakat yarı iletkenli elektronik devre elemanlarında daha çok silisyum kullanılır. Silisyum ve Germanyum devre elemanı üretiminde saf olarak kullanılmaz. Bu maddelere katkı katılarak Pozitif ve Negatif maddeler elde edilir. Pozitif (+) maddelere "P tipi" Negatif (-) maddelerede "N tipi" maddeler denir.

N Tipi Yarı İletken :

Arsenik maddesinin atomlarının valans yörüngelerinde 5 adet elektron bulunur. Silisyum ile arsenik maddeleri birleştrildiğinde arsenik ile silisyum atomlarının kurdukları kovalent bağdan arsenik atomunun 1 elektronu açıkta kalır. Aşağıdaki şekilde açıkta kalan elektronu görebilirsiniz. Bu sayede birleşimde milyonlarca elektron serbest kalmış olur. Bu da birleşime "Negatif Madde" özelliği kazandırır. N tipi madde bir gerilim kaynağına bağlandığında üzerindeki serbest elektronlar kaynağın negatif kutbundan itilip pozitif kutbundan çekilirler ne gerilim kaynağının negatif kutbundan pozitif kutbuna doğru bir elektron akışı başlar.

P Tipi Yarı İletken :

Bor maddesininde valans yörüngesinde 3 adet elektron bulunmaktadır. Silisyum maddesine bor maddesi enjekte edildiğinde atomların kurduğu kovalent bağlardan bir elektronluk eksiklik kalır. Bu eksikliğe "Oyuk" adı verilir. Bu elektron eksikliği karışıma "Pozitif Madde" özelliği kazandırır. P tipi maddeye bir gerilim kaynağı bağlandığında kaynağın negatif kutbundaki elektronlar p tipi maddeki oyukları doldurarak kaynağın pozitif kutbuna doğru ilerlerler. Elektronlar pozitif kutba doğru ilerlerken oyuklarda elektronlerın ters yönünde hareket etmiş olurlar. Bu kaynağın pozitif kutbundan negatif kutbuna doğru bir oyuk hareketi sağlar.

Azınlık ve Çoğunluk Taşıyıcılar :

Silisyum ve germanyum maddeleri tamamiyle saf olarak elde edilememektedir. Yani maddenin içinde son yörüngesinde 5 ve 3 elektron bulunduran atomlar mevcuttur. Bu da P tipi maddede elektron N tipi maddede oyuk oluşmasına sebep olur. Fakat P tipi maddede istek dışı bulunan oyuk sayısı istek dışı bulunan elektron sayısından fazladır. Aynı şekilde N tipi maddede de istek dışı bulunan elektron sayısı istek dışı bulunan oyuk sayısından fazladır. İşte bu fazla olan oyuk ve elektronlara "Çoğunluk Taşıyıcılar" az olan oyuk ve elektronlara da"Azınlık Taşıyıcılar" denir. Azınlık taşıyıcılar yarı iletkenli elektronik devre elemenlarında sızıntı akımına neden olur. İçeriğinde çok sayıda yarı iletkenli devre elemanı bulunduran entegrelerde fazladan gereksiz akım çekimine yol açar ve bu da elemanın ısınmasına hatta zarar görmesine neden olur.

DIRENÇ Devreye uygulanan gerilim ve akim bir uçtan diger uca ulasincaya kadar izledigi yolda birtakim zorluklarla karsilasir. Bu zorluklar elektronlarin geçisin etkileyen veya geçiktiren kuvvetlerdir. Iste bu kuvvetlere DIRENÇ denebilir. Basit olarak direnç elektrik akimina karsi gösterilen zorluga denir. Birimi "ohm" (W)dur.Dirençler büyük "R" veya küçük "r" harfi ile gösterilir.Ohm'un as katlari yoktur üst katlari ise kilo ohm (KW ) ve mega ohm (MW ) dur.
Elektronik devrelerde direnç kullanirken direncin ohm olarak degerine ve watt olarak gücüne dikkat edilmelidir.Dirençler AC veya DC gerilimlerde ayni özelligi gösterirler.Dirençler elektronik devrelerde iki çesit sembol ile gösterilir.

Direnç çesitleri
Karbon Dirençler: Basit devre direncidir.
Güç Dirençleri : Yüksek güçlü akimlar altindada rahatlikla çalisabilen dirençlerdir.
Potansiyometre : Üç uçlu ayarlanbilir bir dirençlerdir.

KONDANSATÖR
Kondansatörler iki iletken levha arasina bir yalitkan madde konmasiyla elde edilen elemana kondansatör adi verilir.Yalitkan maddeye "dielektrik madde" adi verilir. Kapasite degeri iletken levhalarin büyüklügüne levhalarin birbirine olan uzakliklarina ve dielektrik maddenin cinsine göre degisir. Kondansatörler DC akimi geçirmez zorluk gösterirler. AC akimi ise geçirir kolaylik gösterirler. Kapasitans kavramini açiklamak istersek; kisaca küçük bir pile benzetmek yanlis olmaz çünkü iki farkli ucun arasindaki dielektrik (yalitkan) madde sayesinde iki taraftada birikim olusur. Olusan bu birikim uçlar kisa devre edilince kendini tamamlayarak bir akim olusturur.

Kondansatörler çok çesitli yapilara sahiptirler bunun nedeni ise devrede ihtiyaç duyulacak özelliklere göre ihtiyacin karsilamasidir.Örnegin mica ve seramik kondansatörler ufak kapastelerde elektrolitik ise daha büyük kapasitelerde kullanilmaktir.Tabiki hersey iki metalin bir yalitkanla birbirinden ayrilmasi olayi degildir o yüzden çesitlilik çok fazladir. Kondansatörlerin birimi FARAT dir büyük C harfi ile gösterilir. i = çekilen akim v = gerilim düsümü t = uygulanan süre ise C =I / (v/t) dir. 1 milifarat 1/1000 yani bin farada esittir. 1microfarad 1/1000000 yani kisaca 1 milyon farada esittir. Dikkat edilmesi gereken noktalardan en önemlisi devrede olusacak kapasitans etkisinin AC açidan incelenmesi gerektigidir..