Elektrik akımı, devredeki elektrik yüklerinin belirli bir yönde hareket etmesidir. Genelde, yükler negatif yüklü elektronlardır ve devredeki potansiyel farkı, bu yüklerin akmasını sağlar. Elektrik akımı, amper (A) ile ölçülür ve devre üzerinde belirli bir yön izler. Pozitif yüklerin hareketi, elektrik akımının yönünü belirler, fakat gerçekte hareket edenler negatif yüklü elektronlardır.

Elektrik Akımı

Elektrik enerjisi, günümüzde hayatımızın her alanında vazgeçilmez bir yere sahiptir. Aydınlatma, ısınma, soğutma gibi birçok sistemde ve elektronik cihazlarda elektrik enerjisi kullanılmaktadır. Telefon, bilgisayar ve televizyon gibi cihazlar da elektrik akımı sayesinde çalışır.

Elektrik Akımı: Elektrik devrelerinde elektrik akımı, elektronların hareket etmesi ile oluşur. Elektronların devre boyunca akabilmesi için bir kuvvet gereklidir. Bu kuvvet, üreteç tarafından sağlanan elektriksel potansiyel fark ile oluşturulur.

Potansiyel Farkı: Elektrik devresinde iki nokta arasındaki elektriksel gerilim farkına potansiyel farkı denir. Bu fark, yüklerin hareket etmesini sağlar ve elektrik akımını oluşturur.

İletken Maddeler: Elektrik akımını iletebilen maddelere iletken maddeler denir. Metaller gibi maddelerde, serbest halde bulunan negatif yüklü elektronlar elektrik akımını oluşturur. Bu elektronlar, elektriksel kuvvet etkisiyle hareket ederler ve bu sayede elektrik akımı oluşur.

Elektrik Yüklü Cisimler: Elektrik yüklü iki küre arasındaki potansiyel fark, yüklerinin büyüklüğü ve aralarındaki uzaklık ile orantılıdır. Zıt yüklere sahip iki kürenin elektriksel potansiyelleri de birbirinden farklıdır. Bu potansiyel farkı sayesinde yükler bir noktadan diğerine hareket eder.

Akım

Bir iletkenin kesitinden birim zamanda geçen yük miktarına elektrik akımı denir. Elektrik akımı, devredeki yüklerin hareketini ifade eder ve “i” harfi ile gösterilir. Akımın birimi amperdir (A) ve ampermetre adı verilen cihaz ile ölçülür.

Elektrik akımı, devredeki serbest elektronların hareketi ile oluşur. Akımın büyüklüğü, devredeki potansiyel fark ve dirençle doğrudan ilişkilidir. Elektrik akımı, devredeki iletkenler üzerinden pozitif yüklerin hareket ettiği yön olarak kabul edilse de aslında negatif yüklü elektronlar hareket eder.

Akımın hesaplanması şu formülle yapılır: I = q / t
Burada I akım, q yük miktarı ve t geçen süredir.

Sıvı ve Gaz Ortamlarda Elektrik Akımı

Katı iletkenlerde elektrik akımı, serbest elektronların hareketi ile sağlanırken, sıvı ve gaz ortamlarda elektrik akımı, iyonların hareketi ile oluşur. Özellikle sıvı ortamda elektrik akımı, elektroliz adı verilen bir olay ile gerçekleşir. Bu olayda, sıvının içerisine bir elektrolit (asit, baz veya tuz çözeltisi) eklenir ve bu çözeltide pozitif ve negatif yüklü iyonlar oluşur. Elektrik devresine bağlandığında, bu iyonlar, katot ve anot arasında hareket eder.

Sıvı Ortamda Akım: Bir üreteç (pil) devreye bağlandığında, sıvı içindeki pozitif yüklü iyonlar katota, negatif yüklü iyonlar ise anota doğru hareket eder. Bu olay sırasında elektrik akımı meydana gelir. Şekilde de görüldüğü gibi, suyun elektrolizi sırasında hidrojen (H2) ve oksijen (O2) gazları oluşur. Bu gazlar, elektrik akımı sonucunda ayrışan suyun bir ürünüdür.

• Anot: Elektronları kaybeden yani oksidasyonun gerçekleştiği pozitif yüklü elektrottur.
• Katot: Elektronların alındığı yani indirgenmenin gerçekleştiği negatif yüklü elektrottur.

Gaz Ortamında Akım: Gaz ortamında elektrik akımı ise iyonize gazlar sayesinde gerçekleşir. Elektrik alanı etkisiyle gaz atomları iyonize olur ve bu iyonlar akım oluşturur. Gazlarda elektrik akımı genellikle yüksek voltaj altında gerçekleşir.

Elektrik Devresinde Akımın Yönü

Elektrik devresindeki akımın yönü, üretecin pozitif kutbundan negatif kutbuna doğrudur. Ancak gerçekte elektronlar, negatif kutuptan pozitif kutba doğru hareket eder. Bu akım yönü, geleneksel olarak pozitif yüklerin hareket yönü olarak kabul edilmiştir.

Elektrik Devresinin Temel Elemanları

1. Üreteç: Elektrik enerjisini sağlayan pil veya batarya gibi enerji kaynaklarıdır.
2. İletken Tel: Elektrik akımının devrede akmasını sağlar.
3. Direnç: Akıma karşı zorluk çıkaran devre elemanıdır.
4. Anahtar: Devrenin açık veya kapalı olmasını sağlayan bir elemandır. Devre kapalıysa akım geçer, açıksa akım geçmez.

Ampermetre

Ampermetre, elektrik devrelerinde akımı ölçmek için kullanılan bir ölçüm cihazıdır. Elektrik akımının büyüklüğünü amper cinsinden ölçer ve devredeki bir iletken üzerinden geçen akımın şiddetini belirler.

Ampermetrenin özellikleri:

• Ampermetre devreye seri olarak bağlanır, böylece devre elemanları üzerinden geçen akımın aynısı ampermetreden de geçer.
• Üzerine bağlandığı iletken üzerinden geçen akımı ölçer.
• Ampermetrenin iç direnci oldukça küçüktür, bu yüzden devredeki toplam direnci etkilemeyecek kadar azdır.
• Ampermetredeki sapma yönü, devredeki akımın yönünü gösterir ve sapma miktarı ise akım şiddetinin büyüklüğünü ifade eder.

Ampermetre, özellikle basit elektrik devrelerinde akımın ne kadar güçlü olduğunu tespit etmek için kullanılır. Doğru bağlandığında, devredeki akımın şiddetini etkili bir şekilde ölçer ve devre elemanlarına zarar vermeden güvenli bir çalışma ortamı sağlar.

Voltmetre

Voltmetre, elektrik devrelerinde potansiyel farkı ölçmek için kullanılan bir cihazdır. Voltmetreler devreye paralel bağlanır ve iki nokta arasındaki potansiyel farkı ölçer. Voltmetrenin iç direnci çok yüksek olduğu için devreden geçen akım üzerinde bir etkisi olmaz, bu nedenle üzerinden akım geçmediği varsayılır.

Voltmetrenin Özellikleri:

• Voltmetre devre elemanına paralel olarak bağlanır.
• Bağlandığı iki nokta arasındaki potansiyel farkı ölçer.
• İç direnci oldukça büyük olduğu için üzerinden akım geçmez.
• Voltmetreyi yanlış bağlamak devre elemanlarının devre dışı kalmasına neden olabilir.

Çözümlü Örnek Test Soruları

Soru 1: Bir devrede 10 C’luk elektrik yükü 5 saniyede iletken üzerinden geçmektedir. Bu devredeki elektrik akımı kaç amperdir?

A) 1 A
B) 2 A
C) 3 A
D) 4 A
E) 5 A

Çözüm:
Elektrik akımı,

$I = \frac{q}{t}$

formülü ile bulunur.
Burada, q = 10 C ve t = 5 s olduğuna göre:

$I=\frac{10}{5}=2$

Cevap: B

Soru 2: Bir devrede 12 V potansiyel farkı uygulanmış ve devreye bağlı direnç 4 ohm’dur. Devredeki akım şiddeti kaç amperdir?

A) 2 A
B) 3 A
C) 4 A
D) 5 A
E) 6 A

Çözüm:
Ohm Kanunu’na göre

$V = I \cdot R$

formülünden akımı bulmak için:

$I = \frac{V}{R}$

​
Verilenler: V = 12 V ve R = 4 ohm olduğuna göre:

$I = \frac{12}{4} = 3 \text{ A}$

Cevap: B

Soru 3: 6 ohm’luk bir dirençten 2 amperlik akım geçiyorsa, bu devredeki potansiyel fark kaç volttur?

A) 6 V
B) 8 V
C) 10 V
D) 12 V
E) 16 V

Çözüm:
Ohm Kanunu’na göre

$V = I \cdot R$

formülünü kullanarak:
Verilenler: I = 2 A ve R = 6 ohm olduğuna göre:

$V = 2 \cdot 6 = 12 \text{ V}$

Cevap: D

Soru 4: Bir elektrik devresinde 24 V’luk potansiyel fark ve 8 ohm’luk direnç bulunmaktadır. Devredeki akım şiddeti kaç amperdir?

A) 2 A
B) 3 A
C) 4 A
D) 5 A
E) 6 A

Çözüm:
Ohm Kanunu’na göre

$I = \frac{V}{R}$

​ formülü ile akımı bulalım:
Verilenler: V = 24 V ve R = 8 ohm olduğuna göre:

$I = \frac{24}{8} = 3 \text{ A}$

Cevap: B