Tavsiyeler sürüm 0.1.3

1)Temassız kontrol kalemi

Temassız kontrol kalemleri: Eskiden prizin içine değdirip kontrol kaleminin arkasındaki metale dokunduğumuzda ışık yanıyordu ve elektrik olup olmadığını anlamış oluyorduk.

Temaslı kontrol kaleminin kullanımı bu kadar basit bir aletin işlevi nasıl çalışır?

Kontrol kalemimizi (hemen hemen her evde bulunur zaten) prizin içine değdirip kalemin arkadasındaki metale dokunuyoruz. Peki bizim bildiğimiz bir şey var elektriğe dokunursak çarpılırız. Bu durumda biz neden çarpılmıyoruz ? Sonuçta prizin içine giren metale dokunuyoruz. Açıklaması şöyle;

Görüp anlayabilmemiz için konulan lambanın önüne direnç koyuyorlar. Dirençler akım bölücüdürler. Prizden gelen AC(alternatif akım) ilk önce dirençle karşılaşır ve bu direnç evlerdeki 220V Alternatif gerilime göre yapılmış bir direnç. Bizi çarpmayacak şekilde üretilen bu direnç çok çok küçük bir akım geçirir. Ve bu akım lambanın ışık vermesini sağlar.

Bu durumda özetleyecek olursak; biz prizden gelen akımı çok çok küçültüp üstümüzden toprağa veriyoruz bu sayede lamba yanıyor. Eğer yüksek tabanlı bir ayakkabı giyerseniz lamba daha az ışık verir. Şimdi gelelim temassız kontrol kalemlerine. Sanıyorum ki bu kalemlerin çalışma prensibi;

Bir bakır telden elektrik geçerse manyetik alan oluşur. Bu üretilen temassız kontrol kalemi de ucuna manyetik alan algılayıcı konmuş bir tür algılamalı kontrol kalemi olmuş oluyor.

Bu durum bugün hocamızın başına gelen bir olay sayesinde beni meraklandırdı. Durum şu;

Duvardan delik açıp Ethernet kablosu çekecekmiş ama duvarı delerken elektrik borusunu delmiş. Düşünmüş bunun çaresi yok mu diye önceden tedbir alıp duvarın içinden elektrik kablosu geçiyor mu diye. Bunun için bayağı araştırma yapmış ve insanlar bulmuş onunda çaresini.

2)Piezoelektrik Etki

     Piezoelektrik özelliği, bazı malzemelere uygulanan mekanik basınç sonucunda, malzemenin elektrik alan ya da elektrik potansiyel değiştirme yeteneğidir. Bu etki, malzemenin içindeki polarizasyon yoğunluğundaki değişmeyle doğrudan alakalıdır. Eğer malzeme kısa devre değilse, uygulanan stress(basınç) malzemede bir voltaj meydana getirir. Piezo kelimesi, Yunanca’dan türetilmiştir;”sıkıştırmak, basın. Uygulamak” anlamlarına gelmektedir. Piezoelektrik malzemeler terslenebilir , yani direkt piezoelektrik etki sergileyen malzemeler, ters piezoelektrik etki (verilen elektrik potansiyel sonucu uzaması, genişlemesi vs)de gösterirler.

Örneğin, kurşun zirkonat titanat kristalleri, orijinal boyutundan %0,1 oranına kadar şekil değiştirebilirler. Bu etkinin “sesin oluşturulması ve algılanması”, “yüksek voltajlar oluşturulması”, “elektronik frekans yaratılması”, “mikrobalans”, ve “optik çevrimcilerin aşırı ince odaklanması” gibi kullanışlı uygulamaları vardır.

Günlük yaşamda basmalı çakmaklarda bulunur.

Acayip amatörce kendi çektiğim çakmak taşı dediğimiz piezoelektriğin elektrik üretip üretmediğini test ettim J 

Nasıl bulundu?

Malzemenin sıcaklık değişimine karşı elektrik potansiyel oluşturması özelliği olan “piroelektrik etki” 18.yy ortalarında Cark Linnaeus ve Franz Aepinus tarafından çalışmıştır. Bu çalışmaların üzerine “Rene Just Haüy” ve “Antoine Cesar Becquerel” mekanik stress ve elektrik yük arasında bir ilişki olduğunu öne sürdüler ama her ikisinin çalışması da bir neticeye varamadı. Direk piezoelektrik etkinin ilk ispatı Pierre Curie ve Kacques Curie kardeşler tarafından 1880 yılında yapılmış. Piroelelektrik özellik üzerine bildiklerini, kristal yapısının altında yatan kristalin davranışını tahmin etmede piroelektrik özelliğin artması yaklaşımıyla birleştirdiler ve tourmaline, quartz, topaz, cane sugar, Rochelle salt kristallerini  kullanrak etkiyi ispatladılar. En çok piezoelektrik özelliği, quartz ve rochelle tuzu sergiledir. Ancak Curie kardeşler, ters piezoeletkrik etkiyi düşünmediler. Ters etki, Gabriel Lippmann tarafından matematiksel olarak gösterilmiş. Bunun üzerinde Curie kardeşler terslenebilirliğinin ölçülebilir ispatını gözlemlemekle yollarına devam ettiler.

Ayrıntılı bir şekilde piezoelektrik sabitleri ve piezoelektrik özellik gsteren 20 doğal kristal sınıfının tanımlandığı Woldemar Voigt’ın Legrbuch der Kristallphysik( textbook on crystal physics )çalışmasının 1910 yılında yayımlamasıyla sonuçlanmıştır.

Kullanılan yerler;

I.dünya savaşı ve sonrası;

İlk pratik uygulama I. dünya savaşı sırasında kullanılan “sonar”lardır. Piezoelektrik malzemeler evlerde birçok alanda kullanılır. Ucuz ve hassas seramik fonograf (gramofon) kasetleri yürütücü dizaynını kolaylaştırdı ve kayıt çalarların ucuz olmasını ve yapımının kolaylaşmasını sağladı. Ultrasonic dönüştürücüler katı ve sıvılarda viskozite(akmazlık Ör=Ağda) ve elastisiteb(Malzemenin kuvvet altında şekil değiştirmemesi) ölçümünün kolaylaştırılmasına ve sonuç olarak malzeme araştırmasında büyük gelişmelerin oluşmasına neden olmuştur. Ultrasonik zaman tabanlı reflektometreler (bunlar, malzemelere ultrasonik vurular göndererek malzemenin süreksizliğinden gelen yansımaları ölçer) metal ve kaya nesnelerin içindeki kusurları bulur, bu da yapının güçlenmesine neden olur.

II. Dünya savaşında;

Atılan füzelerin ucuna piezoelektrik maddesi yerleştirilip füzenin içersine kabloyla bağlantı kuruluyor.Yere değdiği anda o basıçla elektrik iletime geçiyor ve infilak ediyor.

Piezoelektrik ile ilgili birçok projeler var. Özellikle dış ülkelerdeki küçük öğrencilere uygulamalı gösterilen deneyler biri.

• ·         Ayakkabının altına konulan piezoelektrik etki maddesi her basışımızda elektrik üretiyor ve bunu depoladığımız zaman telefon şarj etmede kullanabiliriz.
• ·       İşlek sokak ve caddelerde yerin altına şerit şeklinde piezoelektrik maddesi konularak bütün gün elektrik depolanabilir bununda şöyle bir avantajı var o sokaktaki evlere elektrik üretir bedavaya ve sokak lambaları yine bedavaya. Hocamın bugünkü lafı geldi aklıma;

-“etrafımızdaki enerjiler boşa gidiyor” rüzgar enerjisinden elektrik üretmek, piezoelektrik ile bedava enerji üretiminden, denizlerdeki dalga ile Japonların yaptığı gibi manyetik alandan elektrik üretmek. Bence hocamız doğru söylemiş.

• Kalp pili şarj edici piezoelektrik madde;

Adanalı bilim insanı "Canan dağdeviren" kalbin hareketleriyle saç telinden 100 kat daha ince PZT MEH (Kurşun, Zirkonat, Titanak) adındaki buluş kağıt gibi katlanıp bükülebilen ince bir teyp(elektriği saklaması ve ilerde elektriğe dönüştürmesi) şeklinde ve doğrudan bir organ yüzeyine yerleştirebilmekte.

 Bu piezoelektrik bileşen iç organların mekanik hareketleri nedeniyle deformasyona uğrar ve elektrik enerjisi üretir.Elektrik enerjisinin depolanabilmesi için elde edilen voltaj ve akımı değiştiren bir düzeltici ve elektrik enerjisinin depolandığı bir mikro pil.

 

• Birde quartz saatleri var özellikle üstünde yazar acaba nasıl çalışıyorlar ?

3)Piroelektrik etki

Piroelektrik ile ilgili en genel tanım şöyle;

Bazı malzemeler elektrik polarizasyon sıcaklık değiştiğinde değişebilir eğilimlidir. Sıcaklığındaki değişim malzemeleri elektrodlar arasında meydana voltaj neden olur. Bu piroelektrik etkisi denir.

Piroelektrik malzemeler, askeri, sanayi ve uzay araştırmalarında sıcaklık değişimine duyarlı sensörler

olarak, yaygın birşekilde kullanılmaktadır.Bunlardan bazıları şu şekilde sıralanabilir;

 Kullanım yerleri;

• Termal kameralar

Termal kameralar = İnsan vücudunun sıcaklığını ve bir çok daha sıcaklık değerlerini algılayabilen, bu olayları görmemizi sağlan bir aygıt.Diğer bir tabir ile gözle görülmeyen IR denen enerjiyi, bu enerjinin oluşturduğu renklerin belirlendiği görüntüleme sistemi.

• Gece görüşlü kameralar

Gece görüşlü kameralar = Metal cisimler ve beton cismi çok iyi derecede yansıtır. Kameraya gelen görüntü çok kalitelidir. İnsan ve hayvanlar ise ışığı orta seviyede yansıtır. Görüntü çok kaliteli olmaz ama rahatlıkla seçilebilir.

• Hırsız ve Yangın Alarmları

gibi güvenlik sistemleridir.

Elektronik sanayisinde;

•  Baskı devre üretiminlerinde
• Süperiletkenlik çalışmalarında
• Elektronik cihazlarda kapasitör olarak kullanılabilir.

Piroelektrik etkinin en çok bilinen malzemesi;

Termokupplar = Yüksek sıcaklığa sahip bir ortamın (fırın, ocak vb) sıcaklık değerini klasik termometrelerle belirleyemeyiz. Bu gibi durumlarda kullanabileceğimiz termokupplardır.

Termokupl temelli ölçme sisteminde ısıyı gerilime çeviren bir yapı vardır. Son derece güvenilirdir.

Yapısı = Bir uçları birbirine bağlanmış iki farklı metalin (demir ve konstantan gibi) birleşim yüzeyleri ısıtılarak elektrik akımı elde etmede kullanılan cihazlara termokupl denmektedir. Termokupllar 200°C ila +2000°C arasındaki sıcaklık ölçümlerinde kullanılan güvenilir ve ekonomik endüstriyel algılayıcılardır.